计算机操作系统教案-09

1内蒙古工业大学教案2009/2010学年一学期学院信息工程学院系别计算机系课程名称操作系统授课对象软件工程专业主讲教师马志强职称讲师课程学时56学时2内蒙古工业大学教案(课程)教案编写时间：2009.8.25课程名称操作系统课程代码020203008总学时：56学时讲课：46学时上机：学时实验：10学时其他：学时学时56课程类别公共课()基础课()专业课()技术基础课(√)专业选修课()公共选修课()授课对象软件工程本科教材：张尧学主编.操作系统（第3版）.北京:清华大学出版社，2006。主要参考资料：[1]汤子瀛编.计算机操作系统(修订版).西安:西安电子科技大学出版社，2001。[2]陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，2008。[3]陈莉君等编.Linux操作系统原理与应用.北京:清华大学出版社，2006。[4]冯耀霖等编.操作系统.西安:西安电子科技大学出版社，2001。[5]尤晋元等编.Windows操作系统原理.北京:机械工业出版社,2004。[6]（美）WilliamStallings.操作系统—内核与设计原理（第四版）魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,2001.[7]（美）MarkG.Sobell.Linux命令、编辑器与Shell编程杨明军等译，北京：:清华大学出版社，2007教学目的、要求：学习本课程，使学生了解操作系统的基本概念、功能、分类和发展历史，掌握操作系统的使用操作方法，掌握进程和线程的管理技术，掌握处理机的管理和调度策略，掌握存储管理系统、文件系统和设备管理技术，在此基础上结合Linux的进程和存储管理与文件系统进行深入学习与分析，掌握目前主流操作系统Linux的基本原理和功能以及特点。通过本课程的学习，深刻理解操作系统体系结构、设计思想和算法；在开发大型软件时可以借鉴操作系统的理论，为以后设计和实现大型应用软件和系统软件打好基础；同时具备基本的分析问题和解决问题的能力。课程中应使学生掌握计算机操作系统的基本理论知识，基本原理与设计分析方法，掌握基本的实验技能。教学重点、难点：重点：进程的概念、控制和同步；处理机调度的概念、算法，多处理机调度，死锁；连续分配方式，基本分页和基本分段管理方式，虚拟存储器的概念，请求分页和请求分段管理方式，页面置换算法；I/O系统，I/O控制方式，缓冲管理，设备分配及处理，磁盘管理，SPOOLing技术；文件系统，文件逻辑结构，外存分配，目录管理，文件共享难点：OS的基本特性（并发、共享、虚拟、异步）；wait、signal操作，用信号量机制实现进程同步；调度算法（先来先服务、短作业优先、高优先权优先、高响应比优先、时间片轮转等调度算法）；请求分页和请求分段管理方式，页面置换算法（FIFO和LRU置换算法）；I/O控制，缓冲管理，SPOOLing技术，磁盘管理；外存分配，目录管理，文件共享3内蒙古工业大学教案(课次)第1次课2学时授课题目：绪论教学目的、要求：理解操作系统的概念，了解操作系统的发展过程，掌握操作系统的七种基本类型，掌握操作系统的五个基本功能，理解研究操作系统的几种观点。教学重点、难点：重点：操作系统的概念、基本类型和基本功能。难点：操作系统的功能。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：1.1操作系统概念（讲解，10分钟）1.2操作系统的历史（讲解，30分钟）1.3操作系统的基本类型（讲解，20分钟）1.4操作系统功能（讲解，30分钟）1.5研究操作系统的几种观点（讲解，10分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：和学生一起探讨操作系统的发展历程和基本特征。作业布置：习题1.1，1.2思考题1.4，1.6主要参考资料：[1]汤子瀛主编.《计算机操作系统》（修订版）.西安:西安电子科技大学出版社，2001[2]陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，2008[3]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,2001课后自我总结分析：4内蒙古工业大学教案(课次)第2次课2学时授课题目：操作系统用户界面教学目的、要求：了解操作系统的用户界面，理解一般用户的输入输出界面，掌握Linux和Windows的命令控制界面，掌握Linux和Windows的系统调用。教学重点、难点：重点：Linux和Windows的命令控制界面，Linux和Windows的系统调用。难点：Linux和Windows的系统调用。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：2.1简介（讲解，5分钟）2.2一般用户的输入输出界面（讲解，5分钟）2.3命令控制界面（讲解，10分钟）2.4Linux和Windows的命令控制界面（讲解，30分钟）2.5系统调用（讲解，20分钟）2.6Linux和Windows的系统调用（讲解，30分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课题，以讲授为主。师生互动：与学生一起操作Linux和Windows的命令控制界面，找出其中的区别与联系。作业布置：习题2.2，2.5，2.7，2.9思考题2.3，2.6，2.8，2.10，2.11主要参考资料：[1]汤子瀛主编.《计算机操作系统》（修订版）.西安:西安电子科技大学出版社，2001[2]陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，2008[3]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,2001课后自我总结分析：5内蒙古工业大学教案(课次)第3次课2学时授课题目：进程的描述教学目的、要求：掌握进程的并发执行和定义，理解进程的描述，掌握进程的状态及转换。教学重点、难点：重点：进程的并发执行和定义，进程的状态及转换。难点：进程的并发执行。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：3.1进程的概念（讲解，10分钟）3.2进程的描述（讲解，20分钟）3.3进程状态及转换（讲解，30分钟）3.4进程控制（讲解，40分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：和学生一道结合状态的转化模型，讲解控制原语。作业布置：习题3.2，3.6，思考题3.4，主要参考资料：[1]汤子瀛主编.《计算机操作系统》（修订版）.西安:西安电子科技大学出版社，2001[2]陈向群等编.Solaris操作系统原理.北京:机械工业出版社，2008[3]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译，北京:电子工业出版社,2001[4](荷)AndrewS.Tanenbaum.《现代操作系统（第2版）》陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：6内蒙古工业大学教案(课次)第4次课2学时授课题目：进程的互斥与同步教学目的、要求：掌握临界资源、临界区的概念；理解进程互斥和同步的基本原理；掌握解决进程互斥和同步的办法——信号量。教学重点、难点：重点：理解进程互斥和同步的基本原理；掌握解决进程互斥和同步的办法——信号量。难点：信号量解决进程互斥和同步的办法。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：3.5进程互斥（讲解，50分钟）3.6进程同步（讲解，50分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：帮助学生理解临界区和临界资源的概念，加深对进程并发执行特征的理解。作业布置：习题3.9，3.11思考题3.7，3.8主要参考资料：[1]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.[2](荷)AndrewS.Tanenbaum.《现代操作系统（第2版）》陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：7内蒙古工业大学教案(课次)第5次课2学时授课题目：进程的通信教学目的、要求：掌握共享存储区、消息和邮箱通信的基本原理，以及实现的方法。教学重点、难点：重点：掌握共享存储区、消息和邮箱通信的基本原理。难点：消息队列的实现教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：3.7进程通信共享存储区（讲解30分钟）消息通信的基本原理（讲解50分钟）邮箱通信的基本原理（讲解20分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生总结进程通信的基本类型，思考管道通信的实现方法。作业布置：思考3.10，3.14，主要参考资料：[1]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.[2](荷)AndrewS.Tanenbaum.《现代操作系统（第2版）》陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：8内蒙古工业大学教案(课次)第6次课2学时授课题目：死锁问题的研究教学目的、要求：理解死锁产生的原因和解决的办法；掌握线程的基本概念和分类。教学重点、难点：重点：死锁的概念、四所产生的原因和解决办法。掌握线程的基本概念。难点：死锁的解决办法。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：3.8死锁问题（讲解50分钟）3.9线程的概念（讲解20分钟）3.10线程分类与执行（讲解20分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生理解进程并发带来的副面影响，以及如何解决提出自己的看法。作业布置：习题：3.13思考题：3.15主要参考资料：[1]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.[2](荷)AndrewS.Tanenbaum.《现代操作系统（第2版）》陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：9内蒙古工业大学教案(课次)第7次课2学时授课题目：作业调度教学目的、要求：掌握作业的状态及其转换，掌握作业调度的目标、功能和性能，理解作业与进程的关系。教学重点、难点：重点：作业的状态及其转换；掌握作业调度的目标和性能。难点：作业的状态转换。教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：4.1分级调度（举例，讲解，约50分钟）4.2作业调度（举例，讲解，约50分钟）教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：结合进程状态转换机制，与学生一道得到作业的状态转换。作业布置：习题：4.2，4.4思考题：4.1主要参考资料：[1]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.[2](荷)AndrewS.Tanenbaum.《现代操作系统（第2版）》陈向群、马洪兵等译.北京：机械工业出版社，2006。课后自我总结分析：10内蒙古工业大学教案(课次)第8次课2学时授课题目：进程调度教学目的、要求：掌握进程调度的基本原理；掌握进程的调度算法教学重点、难点：重点：进程调度的基本原理难点：进程调度算法教学组织(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等)：教学内容、时间分配：4．3进程调度（讲解、举例，约100分钟）；教学方法：课堂教学。使用多媒体课件，以讲授为主。师生互动：让学生推导出进程调度的时机。作业布置：习题：4.6，4.9思考题：4.3，主要参考资料：[1]（美）WilliamStallings.《操作系统—内核与设计原理（第四版）》魏迎梅、王涌译.北京:电子工业出版社,2001.[2](荷)An