《操作系统原理》授课教案-《操作系统
原理》
操作系统原理授课教案 - 操作系统原理
一、教学目标
本课程的教学目标主要包括以下几个方面：
1. 了解和掌握操作系统的基本概念和原理；
2. 熟悉操作系统的常见功能和特性；
3. 掌握操作系统的设计和实现方法；
4. 培养学生对操作系统的分析和解决问题的能力。
二、教学内容
本课程的教学内容将涵盖以下几个模块：
1. 操作系统概述
- 操作系统的定义和作用
- 操作系统的发展历程- 操作系统的分类和特点
2. 进程管理
- 进程和线程的概念
- 进程调度算法和实现- 进程同步和互斥
3. 存储管理
- 内存管理的基本原理- 内存分配和回收算法- 虚拟内存的实现和管理
4. 文件系统
- 文件系统的组成和结构- 文件的存储和访问方式- 文件系统的管理和维护
5. 设备管理
- 设备管理的基本原理
- 设备驱动程序的设计和实现
- 设备的分配和调度
三、教学方法
本课程将采用以下教学方法：
1. 理论授课：介绍操作系统的基本概念和原理，并通过案例分析进行实际应用的讲解。
2. 实践操作：通过实际操作和编程练，加深学生对操作系统的理解和掌握。
3. 分组讨论：组织学生进行小组讨论，共同分析和解决操作系统相关的问题。
四、教学评估
本课程的评估方式将包括以下几个方面：
1. 课堂表现：考察学生对操作系统知识的掌握情况和参与讨论
的主动性。
2. 实验报告：评估学生在实践操作和编程练中的实际能力和成果。
3. 期末考试：综合考察学生对操作系统的理论知识和应用能力。
五、教学资源
本课程的教学资源包括以下几个方面：
1. 教材：选用经典的操作系统教材作为参考书。
2. 讲义：提供详细的课堂讲义，帮助学生更好地理解和研究。
3. 实验环境：提供适合操作系统实验的计算机环境和工具。
六、教学进度安排
本课程的教学进度安排如下：
七、参考资料
1. 牛津大学计算机科学系，操作系统原理教学课程手册。
2. 郁才根，操作系统简明教程，清华大学出版社，2018。
3. 李文新等，操作系统设计与实现，机械工业出版社，2019。
《操作系统原理》教学大纲 课程名称：操作系统原理 课程编号： 课程类别：专业基础课 适用专业：计算机科学与技术 学时与学分： 课程总学时：64 课程总学分：4 理论教学学时：54 实验教学学时：10 一、大纲说明 本大纲根据2009级计算机科学与技术本科专业人才培养方案制订。 (一)课程的地位与作用 《操作系统原理》旨在讲述操作系统的基本原理和基本功能，即进程管理、处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理、分布式操作系统。培养学生分析、开发、维护计算机系统软件的能力，同时也为后继课程的学习打好基础。 (二)课程的教学目的 该课程主要介绍操作系统的基本概念、用户和操作系统的接口、作业管理和进程管理、存储管理、文件管理、设备管理等有关内容。学生通过本课程的学习，学生能够系统地掌握操作系统基本概念、主要功能、工作原理和实现技术；具有使用操作系统和分析操作系统的能力。通过实践，理解和掌握Windows操作系统基本工作原理，及使用方法，为以后在操作系统平台上开发各种应用软件或系统软件打下坚实的基础。 （三）先修课程与后续课程 先修课程：计算机组成原理、数据库原理。 后续课程：计算机网络、计算机系统结构。 二、教学内容、要求及教学重点和难点 第一章绪论 【教学内容】
操作系统的概念；操作系统的发展史；操作系统的基本类型；操作系统的功能；计算机硬件简介；算法的描述；研究操作系统的几种观点。 【教学要求】 了解什么是操作系统、软件的层次与虚拟机的概念、操作系统的重要性及引入的目的；了解操作系统的形成和发展；了解多道批处理操作系统、分时系统、实时系统、网络操作系统的特点；掌握操作系统五个方面的功能；掌握研究操作系统常见的几种观点。 【教学重点】 操作系统的功能。 【教学难点】 研究操作系统常见的几种观点。 第二章操作系统用户界面 【教学内容】 作业的基本概念；作业的建立；命令控制界面接口；系统调用；UNIX用户界面。 【教学要求】 掌握作业的定义与组织；掌握作业的输入方式、JCB的建立；了解操作系统为用户提供的两个界面接口、作业控制的主要方式；掌握系统调用的处理过程。 【教学重点】 作业的输入方式、JCB的建立。 【教学难点】 系统调用的处理过程。 第三章进程管理 【教学内容】 进程的概念；进程的描述；进程状态及其转换；进程控制；进程互斥与同步；进程通信；死锁；线程。 【教学要求】 理解进程的定义、进程和作业的关系；掌握程序的顺序执行以及特点，程序的并发执行及所带来的影响；掌握进程控制块PCB的基本内容、进程上下文和进程空间的概念；掌握进程状态和转换过程；掌握进程的创建与撤消、进程的阻塞与唤醒；掌握临界区问题，间接制约、互斥概念；掌握互斥的加锁实现，信号量与P、V操作；掌握同步概念；掌握用P、V原语实现进程间的同步，生产者和消费者问题；了解进程间的通信方式；掌握死
《操作系统原理》授课教案-《操作系统 原理》 操作系统原理授课教案 - 操作系统原理 一、教学目标 本课程的教学目标主要包括以下几个方面： 1. 了解和掌握操作系统的基本概念和原理； 2. 熟悉操作系统的常见功能和特性； 3. 掌握操作系统的设计和实现方法； 4. 培养学生对操作系统的分析和解决问题的能力。 二、教学内容 本课程的教学内容将涵盖以下几个模块： 1. 操作系统概述 - 操作系统的定义和作用
- 操作系统的发展历程- 操作系统的分类和特点 2. 进程管理 - 进程和线程的概念 - 进程调度算法和实现- 进程同步和互斥 3. 存储管理 - 内存管理的基本原理- 内存分配和回收算法- 虚拟内存的实现和管理 4. 文件系统 - 文件系统的组成和结构- 文件的存储和访问方式- 文件系统的管理和维护 5. 设备管理 - 设备管理的基本原理
- 设备驱动程序的设计和实现 - 设备的分配和调度 三、教学方法 本课程将采用以下教学方法： 1. 理论授课：介绍操作系统的基本概念和原理，并通过案例分析进行实际应用的讲解。 2. 实践操作：通过实际操作和编程练，加深学生对操作系统的理解和掌握。 3. 分组讨论：组织学生进行小组讨论，共同分析和解决操作系统相关的问题。 四、教学评估 本课程的评估方式将包括以下几个方面：
1. 课堂表现：考察学生对操作系统知识的掌握情况和参与讨论 的主动性。 2. 实验报告：评估学生在实践操作和编程练中的实际能力和成果。 3. 期末考试：综合考察学生对操作系统的理论知识和应用能力。 五、教学资源 本课程的教学资源包括以下几个方面： 1. 教材：选用经典的操作系统教材作为参考书。 2. 讲义：提供详细的课堂讲义，帮助学生更好地理解和研究。 3. 实验环境：提供适合操作系统实验的计算机环境和工具。 六、教学进度安排
操作系统原理教案 一、教学目标 通过本课程的学习，学生应能够： 1. 理解操作系统的基本概念、组成及功能； 2. 掌握操作系统的进程管理、文件管理、内存管理和设备管理等方面的知识； 3. 培养学生的问题分析和解决能力，能够应用所学知识解决实际问题。 二、教学内容 1. 操作系统概述 - 操作系统的定义和功能 - 操作系统的发展历程 - 操作系统的分类和特点 2. 进程管理 - 进程的概念和特征 - 进程的状态转换 - 进程调度算法 - 进程同步与互斥
3. 文件管理 - 文件的概念和组织方式 - 文件的存储结构 - 文件的操作和权限管理 4. 内存管理 - 内存的分段和分页管理 - 内存的地址映射和重定位 - 内存的虚拟化和交换技术 5. 设备管理 - 设备的层次结构 - 设备的分配和释放 - 设备的中断处理和驱动程序设计 三、教学方法 本课程采用讲授与实践相结合的教学方法，具体包括： 1. 教师讲解：通过系统化的课堂讲解，向学生介绍操作系统原理的基本概念、理论和方法； 2. 实践操作：通过实际的操作，学生亲自编写和调试操作系统相关的程序，加深对理论知识的理解和应用能力；
3. 讨论研究：教师引导学生进行问题分析和解决方案的讨论，培养 学生的创新思维和团队合作能力。 四、教学资源 为了提高教学质量和学生的学习效果，我们为学生准备了以下教学 资源： 1. 教材：推荐使用《操作系统原理》（第X版），该教材内容丰富、体系完整，适合本课程的学习； 2. 实验室：学校实验室配备了一定数量的计算机，供学生进行实践 操作和编程实验； 3. 网络资源：学生可以通过互联网获取相关的学习资料和案例分析，拓宽学习视野。 五、教学评估 为了评估学生的学习效果和教学质量，我们采用以下方式进行评估： 1. 课堂作业：通过布置课堂作业，检查学生对所学知识的理解和掌 握程度； 2. 实验报告：要求学生按时提交实验报告，评估学生的实践操作能 力和问题解决能力； 3. 期末考试：设置期末考试，全面检测学生对操作系统原理的掌握 程度；
《操作系统》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：操作系统 先修课程：《计算机导论》（或《计算机应用基础》）、《C语言程序设计》、《数据结构》、《计算机组成原理》 适用专业：计算机科学与技术、软件工程、网络工程等计算机及相关专业。 课程类别：专业教育必修课程/基础课程 课程总学时：56-72 （其中理论40-56学时，实验16学时） 二、课程目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1．能够准确理解及掌握操作系统的基本概念、基本功能和基本原理，理解操作系统的整体运行过程。 2．能够理解及掌握操作系统的各组成部分，包括进程管理、调度、内存管理、文件管理、设备管理的功能及策略、算法、机制及相互关系。 3．能够运用操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题，并能利用C 语言描述相关算法。 4．在理解及掌握操作系统原理及算法的基础上，在进行硬件配置、软件设计及编程过程中，能够在资源和效率方面综合考虑，完善提高设计方案，提高利用操作系统知识解决实际问题的能力。 三、教学内容、要求及重难点 第一章操作系统引论（3学时） 教学要求： 1．掌握操作系统的概念及功能，掌握操作系统的分类； 2．掌握操作系统在计算机系统中的地位和作用；理解操作系统的大致运行过程； 3．理解操作系统的特征；了解各种类型操作系统的特点及服务适应情况； 4．了解操作系统的结构特征及发展概况，发展趋势。 教学重点： 操作系统的概念、作用；操作系统的分类；操作系统的特征；操作系统的功能；操作系统的结构设计。 教学难点： 操作系统的特征；操作系统的功能。
[实验名称] Linux系统管理及命令的使用 [实验类型] 验证型 [实验要求] 1．熟练Linux系统常用命令的使用； 2．掌握Vi编辑器的使用方法； 3．练习Linux shell的作用和主要分类，能编写简单的shell程序 [实验学时] 2学时 第二章进程管理（10学时） 教学要求： 1．掌握进程的概念与特征； 2．掌握进程的结构及进程控制的方法； 3．掌握进程的同步与互斥，以及实现进程同步问题的硬件方法和软件方法； 4．能用信号量机制解决进程的同步问题； 5．掌握线程的基本概念； 6．基本掌握利用管程解决同步问题的方法。 教学重点： 进程的基本概念；进程控制；进程的同步与互斥；进程同步的应用。 教学难点： 进程的概念；进程的并发性；进程同步。 [实验名称] 实验1 进程控制编程 [实验类型] 验证型 [实验要求] 1．利用fork()创建几个进程，并分析这几个进程之间的关系； 2．熟悉并使用下列系统调用：fork()、exit()、wait()、lockf();对进程进行控制。 3．进一步理解进程的并发性。 [实验学时] 2学时 [实验名称]
《操作系统原理》教学大纲 一、课程说明 课程编号： 390210X30 课程名称（中/英文）：操作系统原理/Operating Systems Principles 课程类别：必修课，专业核心课 学时/学分：48/3 先修课程：数据结构、程序设计语言 适用专业：软件工程、计算机科学与技术、信息安全、物联网等专业 教材、教学参考书： [1]Operating System Concepts (7th Edition)，Abraham Silberschatz，北京：高等教 育出版社， 2012.12 [2]计算机操作系统(第四版)，汤子瀛，西安：西北电子科技大学出版社，2015.6 [3]计算机操作系统教程(第4版)，张尧学，北京：清华大学出版社，2013.10 二、课程设置的目的意义 《操作系统原理》课程是计算机科学与技术、软件工程等专业主干课程，也是信息类各专业的必修课程。操作系统是计算机系统的核心系统软件，负责控制和管理整个系统，使之协调工作。本课程注重介绍计算机操作系统的基本概念、原理、方法、技术和算法，结合当代流行的操作系统（如：Unix，Linux，Windows），全面介绍操作系统的本质和特点。 通过本课程的学习，使学生认识到操作系统在计算机软硬件资源管理中的地位和作用，掌握操作系统的基本概念、原理和基本方法，了解操作系统的发展方向，掌握操作系统的基本原理与实现技术等必要知识，使学生从深层次了解操作系统的组成、结构、功能和设计，掌握操作系统的分析和设计方法以及操作系统的开发模式和开发方法。培养学生观察问题、分析问题、解决问题和实际动手能力。增强学生大型系统软件的开发能力，并注重专业素养的不断提高，为学生以后参与系统软件分析和开发奠定基础。 三、课程的基本要求 通过本课程的学习，要求学生能够了解操作系统的基本原理、方法和实现技术，初步掌握操作系统的分析和设计方法，能采用操作系统的开发模式和开发方法参与系统软件的分析、设计和实现，为学生以后参与系统软件分析和开发奠定良好的基础。具体要求如下：（一）知识学习要求 1. 了解操作系统的基本概念、原理和基本方法； 2. 熟悉处理机调度、内存管理、设备管理和文件管理的基本原理与方法； 3. 重点掌握多道程序设计、调度、死锁、缓冲的实现技术和算法； 4. 掌握操作系统的基本开发模式，能结合操作系统实例初步进行操作系统的分析和设计。
操作系统原理与实训教程 一、填空题： 1、操作系统是最基本的（系统）软件。 2、操作系统在计算机系统中位于（硬件）和(其它软件)之间。 3、计算机系统是由（硬件）与（软件）组成。 4、并发和（共享）是操作系统的两个最基本的特征。 5、进程是由（程序）、（数据）和（PCB）3部分组成。 6、在多道程序系统中，进程之间存在着两种不同的制约关系：（互斥）和（同步）。 7、一次仅允许一个进程使用的资源称为（临界资源）。 8、一个单CPU的系统中有N个进程，则在等待队列中进程的个数最多可能为（N）。 9、某分页存储管理系统中，设一进程有8页的逻辑空间，每页有1024B，它们被映射到32 块的物理存储区中，那么，逻辑地址的有效位是（13）b，物理地址至少是（15）b。10、若某分页存储管理系统中，地址寄存器长度为24b，其中页号占14b，则主存的分 块大小应该是（210）B，程序最多占有（214）页。 11、在一个实分页存储管理系统中，页大小为2KB。现在有3个进程需要进入内存， 它们的地址空间大小分别为 3.5KB，9KB，4.3KB，则系统共计为它们分配内存（20）KB；若页的大小为4KB，则这3个进程产生的碎片合计（7.2）KB。 12、操作系统中对外部设备的启动和控制操作是由（设备驱动）程序来完成的。 13、凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用（缓冲）技术。 14、SPOOLing系统由（输入井和输出井）、（输入缓冲区和输出缓冲区）和（输入进程 和输出进程）3个部分组成。 15、将存取保护矩阵按列划分，去掉空值元素，可为每一列建立一张（访问控制）表。 16、包过滤防火墙工作在开放系统互连参考模型的（网络）层。 二、单项选择题： 1、（A）不是一个操作系统环境。 A.赛扬（Celeron） B.Windows CE C.Linux D.Solaris 2、下列系统中，（A）是实时系统。 A.火炮的自动化控制系统 B.办公自动化系统 C.管理信息系统 D.计算机集成制造系统 3、在操作系统中，（B）是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。 A.程序 B.进程 C.作业 D.用户 4、某系统N个进程共享6台打印机，每个进程要2台。N的值最大不超过（C）时，系统一定不死锁。 A.3 B.4 C.5 D.6 5、P、V操作是（A）。 A.两条低级通信原语 B.两条高级通信原语 C.两组不同的机器指令 D.两条系统调用命令 6、某系统中有3个并发进程，各都需要用同类资源4个，则系统不会发生死锁的最小资源数是（B）。 A.9个 B.10个 C.11个 D.12个 7、在可变分区存储管理中，最佳适应算法将空闲区在空闲区表中按（A）次序进行排列。 A.容量递增 B.容量递减 C.地址递增 D.地址递减 8、下列属于独占设备的是（B）。
《Windows操作系统原理解析》 Windows操作系统原理解析 Windows操作系统是目前最广泛使用的个人计算机操作系统之一，它提供了图形用户界面、多任务处理、虚拟内存、文件系统等众多功能。本文将深入探讨Windows操作系统的原理和内部机制。 一、操作系统基础知识 1.1 操作系统的定义 操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统中的一个软件，它是计算机硬件和应用软件之间的中介层，管理着计算机的各种资源，提供了各种服务和接口，使得应用软件能够方便地访问计算机硬件。操作系统分为实时操作系统、批处理操作系统、分时操作系统和网络操作系统等多种类型。 1.2 操作系统的功能 操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动程序管理、网络管理等。其中，进程管理是操作系统中最基本的管理功能，它负责管理进程的创建、调度、执行、挂起和终止等过程；内存管理是操
作系统中最重要的管理功能之一，它负责管理内存的分配、回收和保护等过程；文件系统管理是操作系统中负责管理文件和目录结构的组成部分，它提供了文件的创建、读取、修改、删除和保护等功能；设备驱动程序管理是操作系统负责管理计算机设备驱动程序的组成部分，它支持各种设备的驱动程序和设备控制命令；网络管理是操作系统中的一项重要功能，它提供了网络接口、网络协议栈、应用接口等功能。 1.3 操作系统的结构 操作系统的结构可以分为单体结构、分层结构、微内核结构、外核结构、虚拟机结构和混合结构等多种类型。其中，单体结构是最早和最简单的操作系统结构，它将所有的功能集成在一个程序中，缺点是不够灵活和可靠；分层结构将操作系统分成若干个层次，每个层次负责一定的功能，层与层之间通过接口通信，缺点是层数多、接口复杂；微内核结构将操作系统内核分为核心和外围两部分，核心部分仅包含最基本的功能，外围部分则包含其他功能，核心和外围部分之间通过消息传递机制通信，是当前操作系统结构的主流；外核结构将操作系统内核从硬件上分离出来，通过硬件隔离实现内核进程与用户进程的隔离；虚拟机结构将物理机器分成若干虚拟机器，每个虚拟机器运行一个操作系统，实现了多个操作系统共享硬件的功能；混合结构是各种结构的综合体，针对特定的应用场景进行优化。 二、Windows操作系统的结构
操作系统原理讲义翟高寿 什么是操作系统？ 定义 操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源，为用户和其他应用程序提供服务的系统软件。 功能 1.进程管理：负责管理计算机中的进程，包括进程的创建、调度、中断等。 2.内存管理：管理计算机的内存空间，包括内存的分配、回收等。 3.文件系统：管理计算机的文件，包括文件的读写、存储等。 4.输入输出管理：管理计算机的输入输出设备，包括键盘、鼠标、打印机等。 5.资源分配与保护：管理计算机的资源，包括处理器、内存、设备等的分配与 保护。 操作系统发展历程 手动操作阶段 1.无操作系统阶段：人工操作计算机，繁琐且易出错。 2.脱机操作系统阶段：离线输入，程序批量提交，减少了人工操作。 3.联机操作系统阶段：人机交互，用户可以直接与计算机进行交互。 批处理系统阶段 1.单道批处理系统：一次只能处理一个作业，作业按顺序执行。 2.多道批处理系统：一次可以处理多个作业，提高了吞吐量。 分时操作系统阶段 1.分时系统：多个用户同时使用计算机，实现了交互式操作。 2.交互式系统：用户与计算机进行实时交互。
实时操作系统阶段 1.硬实时操作系统：保证任务在规定时间内完成。 2.软实时操作系统：尽力保证任务按时完成，但不能保证绝对实时性。 操作系统的基本原理 进程管理 1.进程的创建： –父进程创建子进程，通过调用系统调用fork()实现。 –子进程可以继承父进程的资源，也可以通过系统调用exec()加载新的程序。 2.进程的调度： –长期调度：决定将哪些进程调入内存执行，控制系统资源的利用。 –短期调度：决定哪个进程获得CPU的使用权，实现进程的并发执行。 –中期调度：在进程间切换时将进程暂存到辅存中，从而释放内存资源。 3.进程的中断处理： –进程可能因为各种原因导致中断，操作系统需要对中断进行处理，如保存现场、切换到中断处理程序等。 内存管理 1.内存的分配： –连续分配：将内存划分为固定大小的分区，分配给进程。 –非连续分配：将内存划分为多个不连续的分区，提高了内存的利用率。 2.内存的回收： –程序执行完毕或异常终止时，需要回收内存空间，以便重复利用。 文件系统 1.文件的组织： –文件是计算机中用于存储数据的一种存储单元，可以分为文本文件和二进制文件。 2.文件的存储： –文件在存储介质上的物理存储位置由文件系统管理，可以分为顺序存储和索引存储。 3.文件的读写：
操作系统 教案 操作系统课程简介 （一）课程性质 本课程是计算机科学与技术专业的核心课程之一，属于必修课程。 “操作系统”是计算机系统不可缺少的软件组成部分，负责对系统中各种资源进行有效的管理和对各种活动进行正确的组织，使整个计算机系统协调一致且高效地工作，指挥计算机系统正常运行。操作系统基于硬件，并对硬件实施管理，并构成对所有软件运行的支持平台，给用户使用计算机提供方便灵活友好的接口。 本课程的先修课为计算机组成原理、微机原理、数据结构、高级语言程序设计；后续课程为数据库系统原理、计算机网络、分布式系统等。 （二）教学目的 通过本课程的学习，使学生在深刻理解计算机系统整体概念的基础之上，掌握操作系统的基本原理及实现方法，掌握操作系统对计算机系统中各种资源的管理和控制功能，从而使学生具备一定的系统软件开发技能，为以后从事的研究、开发工作提供必要的软件基础和基本技能。 （三）教学内容 本课程内容包括：绪论，是对操作系统的一般性描述，包括什么是操作系统，操作系统在整个计算机系统的地位及其发展历史，它的功能、分类等；作业管理和Unix用户接口，介绍作业和操作系统用户接口，包括作业的基本概念和作业的建立过程、Unix介绍和它所提供的用户接口等；进程管理，主要介绍进程和线程的概念、进程控制、进程同步/互斥、死锁、进程间通信、线程等；处理机调度，主要介绍作业调度、进程调度、各种调度算法及其评价等；存储管理，介绍常见存储管理的方法，虚拟存储管理的实现等；Unix进程和存储管理；文件系统，包括文件系统的概念、文件结构和文件存取、文件目录管理、Unix文件管理等；设备管理；面向对象的操作系统。 （四）教学时数 课时:72学时 （五）教材（统编） 张尧学、史美林编著《计算机操作系统教程》，清华大学出版社，2003.2 （六）课程参考书 1. 刘振鹏、李亚平、张明编著《操作系统》21世纪高等院校计算机教材 中国铁道出版社 2003.9 2. 陆松年主编《操作系统教程》原理.应用.系统.网络管理电子工业出 版社 2000.10
《操作系统原理》微课教学模式应用探讨 一、微课教学模式的定义和特点 微课教学模式是指将某个知识点或概念进行简洁化和压缩，制作成为一段短小精悍的 课程视频，通过网络平台传播给学生，让学生可以随时随地学习。微课教学模式的特点 是： 1.时效性:教师在备课的同时可以快速的制作微课，满足学生及时学习的需求。 2.灵活性:微课教学模式可以被安排在教学前、教学期间或教学后阶段来进行使用， 使得教学具有更高的灵活性。 3.个性化：微课教学模式可以根据不同学习方向和需要进行制作，对于学生的差异性 需求更具针对性。 4、互动性：微课教学模式具备在线性视频进行互动交流的功能，可以方便有效地与 学生进行沟通。 1.精简教材讲解核心知识 操作系统原理是一门基础性极强的综合性课程，学生通常会面对浩如烟海的知识，很 容易陷入无从下手的困境。教师可以运用微课教学模式将课程的核心内容进行精简，避免 单纯的背诵和记忆。将重难点和易错点进行特别强调，让学生可以更加容易理解和掌握。 2.强调应用场景培养学生实践操作能力 操作系统原理并不是一门只能停留在理论层面的课程，而是需要进行实践操作的课程，只有在实践中学习才能更好地提高学生的职场竞争力。微课教学模式可以通过讲解具体的 应用场景和实践操作流程，让学生更好地掌握理论知识，并培养学生的实践能力。 3.丰富课外教学资源挑战学生学习兴趣 微课教学模式可以借助互联网网络，开发丰富的课外资源，如参考书籍、案例、相关 技术论文等。同时呈现形式也可以多样化，例如动画、讲解视频等。这些资源可以有效地 激发学生的学习兴趣，让学生在学习过程中不断挑战自我、探索未知领域，从而更好地提 高技术能力。 1.教师制作微课程的选材难度 微课的时间长度要求短小精悍，如果选材较难，则微课制作容易超时。因此，教师需 要非常精准高效地确定作为微课程的核心内容，精简选材并着重讲解难点，同时可以通过 配合教材来达到更好的效果。
计算机操作系统原理第二版课程设计 一、课程设计背景 计算机操作系统原理是计算机科学与技术专业的重要课程之一，是理解计算机 系统结构和运作原理的基础。本次课程设计旨在巩固和加深对操作系统原理的理解，并实践操作系统在各个方面的应用。 二、课程设计要求 1. 设计目标 本次操作系统课程设计的目标是使学生深入理解操作系统的原理和架构，能够 通过实践运用操作系统解决实际问题。 2. 设计任务 本次操作系统课程设计主要包括以下任务： 1.设计一个简单的操作系统内核，包括进程管理、内存管理和文件系统 等基本功能。 2.实现基于多线程的图像处理程序，展示多线程技术的应用。 3.实现一个简单的虚拟内存管理程序，演示虚拟内存管理的原理和实现 方法。 4.实现一个简单的分布式文件系统，展示分布式计算和分布式存储的应 用。 3. 设计要求 1.操作系统内核设计需要考虑到操作系统的可扩展性和可移植性。 2.图像处理程序需要考虑到多线程的并发性和效率。 3.虚拟内存管理程序需要考虑到内存的分页和置换算法。
4.分布式文件系统需要考虑到数据的分布和一致性问题。 三、课程设计流程 1. 设计内核 1.阅读操作系统内核的相关文献，理解操作系统内核的结构和设计原则。 2.设计一个简单的操作系统内核，包括进程管理、内存管理和文件系统 等基本功能。 3.实现内核的基本框架和功能，编写测试程序测试内核功能。 4.对内核进行扩展，加入新的功能和模块，测试和验证扩展的正确性和 可行性。 2. 多线程图像处理程序 1.了解多线程技术的原理和应用场景，学习多线程编程的方法和技巧。 2.设计并实现一个简单的多线程图像处理程序，模拟图像处理的场景， 并测试程序的正确性和性能。 3.对程序进行优化，提高程序的并发性和效率，并测试优化效果。 3. 虚拟内存管理程序 1.学习虚拟内存管理的原理和实现方法，了解内存分页和置换算法的技 术细节。 2.设计并实现一个简单的虚拟内存管理程序，包括内存分配和回收、页 面置换等功能，测试程序的正确性和性能。 3.对程序进行优化，提高程序的内存利用率和交换效率，并测试优化效 果。 4. 分布式文件系统 1.了解分布式计算和存储的原理和方法，学习分布式文件系统的设计和 实现。
操作系统原理课程教学大纲 （Princip1esofOperatingSystems） 学时数：72学时 其中：实验学时：12学时 课外学时：0学时 学分数：4.5 适用专业：计算机科学与技术 一、课程的性质、目的和任务 性质：本课程是高等院校计算机科学与技术专业本科的一门学科基础课程，是必修课。 目的：通过操作系统原理的学习，了解操作系统的发展过程及种类，掌握操作系统设计中的相关基本概念和原理，以及在操作系统的设计与构造中涉及的资源共享、提高系统资源利用率等各方面基本知识，了解并掌握操作系统在发展过程及将来引入的新技术与方法。 任务：阐述计算机系统的核心软件——操作系统的基本概念、基本原理和实现技术。主要包括操作系统的用户界面、操作系统的资源管理功能等，其中资源管理还包括进程管理、处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、网络与安全等方面内容，并将操作系统的一般原理与实际操作系统的分析与设计有机地结合。 二、课程教学的基本要求 （一）掌握操作系统的基本原理、概念及主要功能 （-）掌握进程概念、进程的同步与互斥、思索的预防与检测 （H）掌握处理机的调度层次划分与调度、调度方法评价以及调度基本策略 （四）掌握存储管理目标与几种存储管理策略 （五）掌握设备与处理之间的数据传送方式、缓冲技术以及设备管理基本手段 （六）掌握文件系统的物理及逻辑设备的空间组织与管理、多级目录结构、文件东共享实现以及文件系统的安全与防护 （七）了解并掌握操作系统的安全与防护基本知识，了解一些病毒与黑客的常用手段以及一些基本应对措施 （八）了解网络操作系统的基本概念，了解网络操作系统必须实现的一些基本技术 （九）通过实验环节具备一定系统软件和应用软件的开发技能 三、课程的教学内容、重点和难点 第一章操作系统概论（4学时） 一、基本内容 （一）操作系统概观 （二）操作系统的形成与发展 （H）操作系统提供的服务与用户接口 （四）流行操作系统简介 二、基本要求 （一）掌握操作系统的基本概念。
基于混合式教学的操作系统原理课程设计方案 作者：黄晴晴张永棠 来源：《科学导报·学术》2020年第30期
摘要：本课题研究主要依托于“广东東软学院《操作系统原理》重点核心课程建设”项目。对本人在《操作系统原理》课程授课过程中遇到的各种问题，进行分析和研究，结合现有新工科教育环境下的互联网+技术，将互联网+技术下新的教育模式和传统的课程教学相结合，扬长避短，提出基于微课+课堂的混合式操作系统原理课程教学设计方案，通过录制在线教学的微课视频，并使用“课堂派”“超星学习通”等教学管理平台对教学资源、教学过程和学生学习情况进行管理。该方案主要为解决现有教学存在的一些问题，在教学过程中发挥互联网技术的优势，将课堂设计方案由传统的以教师为中心的教学模式转变为以学生为中心的教育模式，提倡学生自主学习和探究，增加学习兴趣，帮助学生更好构建知识体系。 1 绪论 1.1 操作系统原理在人才培养中的地位 操作系统是整个计算机系统的核心和灵魂，是计算机最基础、最复杂的系统软件，担任着管理整个计算机资源的重要角色。操作系统原理课程就是一门介绍操作系统结构、运行、功能等的方法和原理的一门学科。因此该课程在各高校的计算机专业人才培养方案中都占据着非常核心的位置。以我校为例，操作系统原理课程在整个计算学院的电子工程专业，网络工程专业，软件工程专业的人才培养方案中，都处于专业核心基础课程的重要地位。 从课程的作用来说，操作系统原理是以操作系统软件为基础，对培养学生的系统能力和计算机思维能力起着非常重要的作用，并能提高学生的编程效率，对其计算机思维能力的培养，都起着至关重要的作用。而且《操作系统原理》上承《数据结构》《计算机组成原理》和《程
附件1: 《操作系统原理》课程教学大纲 制定(修订)人: 李灿平、郭亚莎制定(修订)时间: 2006年 7 月所在单位: 信息工程学院 一、课程基本信息
三、教学内容及基本要求 第一章绪论 本章简要介绍操作系统的基本概念、功能、分类以及发展历史。同时讨论研究操作系统的几种观点。 §1.1 操作系统的概念 本节介绍操作系统的基本概念，什么是操作系统以及操作系统与硬件软件的关系。 本节重点：操作系统与硬件软件的关系。 本节要求学生理解什么是操作系统，掌握操作系统与硬件软件的关系。 §1.2 操作系统的历史 本节按器件工艺介绍操作系统的发展历史。 本节重点：多道程序系统的概念。
本节要求学生了解操作系统的发展历史，理解多道程序系统概念。 §1.3 操作系统的基本类型 本节介绍常见的操作系统的类型、特点及适用的对象。 本节重点：批处理操作系统、分时系统、实时系统。 本节要求学生掌握上述三大操作系统的特点及适用对象。 §1.4 操作系统功能 本节简单介绍操作系统的五个功能。处理机管理，存储管理，设备管理，信息管理（文件系统管理）和用户接口。 本节要求学生了解上述功能。 §1.5 计算机硬件简介 本节简单介绍计算机硬件系统。 本节要求学生自修。 §1.6 算法的描述 本节介绍操作系统管理计算机系统的有关过程所用的描述算法。 本节要求学生掌握本书所采用的描述算法。 §1.7 研究操作系统的几种观点 本节介绍研究操作系统的几种观点。系统管理的观点，用户界面观点和进程管理观点。 本节要求学生了解上述三种观点。 第二章操作系统用户界面 本章主要讨论操作系统的两个用户接口，并以UNIX系统为例，简单介绍用户接口的使用操作方法。 §2.1 作业的基本概念 本节介绍作业的基本概念，什么是作业及作业组织（结构）。 本节重点：作业的基本概念。 本节要求学生掌握作业的基本概念，了解作业的组织。 §2.2 作业的建立 本节介绍作业的几种输入方式和作业的建立过程。 本节重点：联机输入方式和Spooling系统，作业控制块PCB和作业的四个阶段。 本节要求学生了解作业的几种输入方式，理解Spooling系统，掌握作业建立的过程内容。理解作业的四个基本阶段。提交、后备、执行以及完成阶段。 §2.3 命令控制界面接口 本节介绍操作系统为用户提供的命令接口界面。介绍命令接口的两种使用方式。讨论联机方式下操作命令的分类。 本节重点：命令接口的使用方式。 本节要求学生理解命令接口的作用和使用方式。了解联机方式下操作命令的分类。 §2.4 系统调用 本节介绍操作系统提供给编程人员的唯一接口，系统调用。同时讨论系统调用的分类。 本节重点：编程人员通过系统调用使用操作系统内核所提供的各种功能和系统调用的处理过程。 本节要求学生了解系统调用的分类、理解系统调用的功能、掌握系统调用的处理过程。 §2.5 UNIX用户界面 本节简单介绍UNIX系统的发展历史和特点以及UNIX系统结构。同时讨论UNIX操作命令和系统调用的分类功能和使用方法。 本节重点：UNIX系统的特点。 本节要求学生了解UNIX系统的发展史，掌握UNIX系统的特点，理解UNIX系统操作命令和系统
个人根据未来教育试卷从书上整理的重点，有问题请自己查书，不喜勿喷，非诚勿扰！ 操作系统原理 第一章操作系统概论 操作系统的概念 操作系统的特征：并发性，共享性，随机性。 研究操作系统的观点：软件的观点，资源管理的观点，进程的观点，虚拟机的观点，服务提供者的观点。 操作系统的功能：1.进程管理：进程控制，进程同步，进程间通信，调度。 2.存储管理：内存分配与回收，存储保护，内存扩充。 3.文件管理：文件存储空间管理，目录管理，文件系统安全性。 4.设备管理 5.用户接口 UNIX是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统。1969年AT&T公司Kenneth 用汇编语言编写了Unix第一个版本V1，之后Unix用C语言编写，因此事可移植的。 操作系统分类 1.批处理操作系统：优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，从而提高了整个 系统的效率。 缺点是用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。 2.分时系统：特点是多路性，交互性，独占性，及时性。 3.实时操作系统 4.嵌入式操作系统 5.个人计算机操作系统 6.网络操作系统 7.分布式操作系统 8.智能卡操作系统 操作系统结构 1.整体式结构 2.层次结构 3.微内核（客户机/服务器）结构：?可靠，?灵活（便于操作系统增加新的服务功能）， ?适宜分布式处理的计算机环境
第二章操作系统运行机制 中央处理器 寄存器：用户可见寄存器：数据寄存器（通用寄存器），地址寄存器，条件码寄存器。 控制和状态寄存器：程序计数器，指令寄存器，程序状态字。 目态到管态的转换唯一途径是通过终端和异常。 管态到目态的转换可以通过设置PSW指令（修改程序状态字）实现。 PSW包括：?CPU的工作状态代码?条件码?中断屏蔽码 存储体系 存储器设计：容量，速度，成本 存储保护：?界地址寄存器（界限寄存器）：产生程序中断-越界中断或存储保护中断 ?存储键 中断与异常机制 分类：中断：时钟中断，输入输出（I/O）中断，控制台中断，硬件故障中断 异常：程序性中断，访管指令异常 系统调用 系统调用程序被看成是一个低级的过程，只能由汇编语言直接访问。系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。 分类：进程控制类，文件操作类，进程通信类，设备管理类，信息维护类。 第三章进程线程模型 多道程序设计模型 顺序执行的特点：?顺序性?封闭性?确定性④可再现性 多道程序设计的特点：?独立性?随机性?资源共享性 进程模型 进程的三状态模型：运行，就绪，等待。 七状态模型：挂起（Suspend）：把一个进程从内存转到外存 激活（Active）：把一个进程从外存转到内存 事件出现（Event Occurs）： 提交（Admit）：完成一个新进程的创建过程，新进程进入就绪状态或就绪挂起状 态。
操作系统原理 Operating System Principle 一、课程基本信息 学时：56 学分：3.5 考核方式：考试（闭卷），平时成绩占总成绩的30%。 中文简介：“操作系统原理”是信息与计算科学专业的专业基础课，它在计算机知识结构中有着极其重要的地位和作用，可为学生较全面的建立起关于计算机系统的概念。 操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的第一次扩充。其它所有的系统软件和应用软件都必须依赖于操作系统的支持。本课程从处理机管理，存储管理，设备管理，文件管理和用户接口等角度介绍操作系统的基本原理，并辅以Linux系统为实例。 通过本课程学习，使学生了解什么是操作系统，掌握操作系统的基本原理，实现机制和基本算法，并结合目前的典型操作系统进行具体分析，加深对操作系统基本原理的理解和认识。在教学过程中通过CAI 教学软件的演示及使用，使学生加深对操作系统概念的认识。 二、教学目的与要求 本课程的教学目的是使学生系统掌握操作系统的基本理论、设计方法和实现技术。课程基本要求如下： (1)熟悉操作系统的用户界面(命令、图形、系统调用等)； (2)了解操作系统的分类、功能、结构及其在计算机系统中的地位和作用； (3)掌握操作系统的基本理论、设计方法和实现技术； (4)具有初步的操作系统开发和维护能力。 三、教学方法与手段 1、教学方法 在课程的教学过程中,根据教学内容的不同，综合采用多种的教学方法,以提高教学质量,更好地完成教学任务。（1）课堂讲授：在课堂讲授中，首先注意提高学生的理论修养；其次是把操作系统的最新发展和理论结合起来讨论，使
学生能更好地联系到实际，并加深对抽象理论的理解。（2）案例教学：教师在教学过程中选择恰当的案例作为课程内容 , 并采用案例分析、案例讨论等教学环节，促进学生对课程内容的理解和与实践的结合。案例的有趣性、可读性，可以有效地调动学生的学习积极性，弥补一般教科书叙述简单、推论抽象的弱点，改变理论与实践相脱节的现象。（3）学生讲解：为了锻炼学生的语言表达能力，加深其对某一方面知识的认识和了解，提高学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。在教学过程中，可以安排学生对某一专题进行广泛的知识收集整理后，让学生面对大家给出自己的认识和理解。这种学生讲授的教学方法，可以提高学生的资料收集整理能力，提高学生的综合分析能力，并对学生的课堂陈述提出了较高的要求，如果引导得当，能够很好实现学生的表现欲望，让学生感受到极大的成就感。（4）专题讨论：为了活跃课堂气氛，加深学生对某些问题的理解和认识，激发学生学习的主动性和积极性；锻炼学生的反应能力，在课堂教学过程中可以采用专题讨论的教学方法，其具体做法是：由教师选择并给出讨论的题目，鼓励学生围绕主题自由发言，教师对学生的意见和观点进行归纳、整理，并提出自己的意见和观点。（5）启发式教学：即通过教师的暗示、提示和必要的背景说明等，让学生自悟出某些原理。运用这一教学方法，可吸引学生学习的注意力，由教师的单向思维转为师生的双向思维，增强学习效果。 2、教学手段 在教学中采用多种教学手段。（1）多媒体课件：本课程已制作了多媒体演示课件，将原来抽象、复杂的理论知识用生动的图像表现出来，使学生可以更直观地理解教学内容，激发学生学习兴趣。（2）课外自主学习：利用网络技术，把教学大纲、教案、习题、案例、参考资料等内容全部提供给学生，通过网络化的教学方式，学生可以在课外自主学习。（3）网上答疑：学生可以将问题以电子邮件的方式发给教师或教师和学生通过QQ、微信群直接交流，通过这种方式，学生可以在任何时候提出问题，教师的回答可以为多个学生从信息共享中受益。四、教学内容及目标
操作系统原理课程设计 ——扫描SCAN算法 一、实验目的与实验项目介绍 本课程设计是学生学习完《计算机操作系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。 扫描SCAN算法是磁盘调度的一种重要方法，本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的扫描SCAN算法程序。加深了解有关磁盘调度的概念，并体会和了解扫描SCAN算法的具体实施方法。 扫描SCAN算法： SCAN算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道间的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向。例如，当磁头正在自里向外移动时，SCAN算法所考虑的是下一个访问对象，应是其欲访问的磁道既在当前磁道之外，又是距离最近的。这样自里向外地访问，直至再无更外的磁道需要访问时，才将磁臂换向为自外向里移动。这时，同样也是每次选择这样的进程来调度，即要访问的磁道在当前位置距离最近者，这样，磁头又逐步地从外向里移动，直至再无更里面的磁道要访问，从而避免了出现“饥饿”现象。由于在这种算法中磁头移动的规律颇似电梯的运行，因而又常称之为电梯调度算法。 二、实验项目方案设计 ①确定扫描SCAN算法中的数据结构 n用来记录申请访问的磁道总数，f用来记录当前的磁道号，y 用来表示当前的磁臂的移动方向，数组a[i]用来存放磁道号。 ②算法实现 先初始化请求访问的磁道号，通过冒泡法 sort函数对这些磁道号排序，接着确定当前的磁臂的移动方向，最后调用left函数来遍历磁道，决定磁道访问顺序。 ③模块间调用关系 本程序的主要函数模块为： void version()//输出实验的一些相关内容 void sort(int a[],int n) //为申请访问的磁道号排序 int left(int a[],int n,int f,int temp) //确定要访问的磁道序列 int main() //主函数 其中主函数中调用了void version(), void sort(int a[],int n) ,int left(int a[],int n,int f,int temp)函数模块。
操作系统原理 操作系统原理 操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软、硬件资源的分配和管理;控制和协调并发活动;提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。 以多道程序设计为基础的操作系统具备的主要特征是并发与共享。另外。由于操作系统要随时处理各种事件，所以它也具备不确定性。 操作系统具有的资源管理功能包括：处理机分配、存储管理、设备管理、软件资源管理。操作系统资源管理的目标是提高系统资源的利用率和方便用户使用。 操作系统的核心任务是系统资源分配、控制和协调并发活动。 批量操作系统的主要特征是“批量”，优点是系统的吞吐率高，缺点是对用户的响应时间较长，用户不能及时了解自己程序的运行情况并加以控制。 分时操作系统一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间, 并提供交互会话功能。分时系统与批量系统的主要差别在于，所有用户界面都是通过像电传打字机或CRT联机终端那样的设备产生的。每个用户通过各自的终端使用计算机。分时系统具有的特点：并行性：共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序;独占性：分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端用户服务;交互性：用户与计算机之间可以进行“对话”，用户可以根据运算结果提出下一步要求，直到全部工作完成。 （批量操作系统、分时操作系统的出现标志着操作系统的初步形成。） 实时操作系统能够对外部输入的信息在规定的时间内（截止期限deadline）处理完毕并作出反应。其另一个重要的特征是可预测性分析。
操作系统功能应该具有有限的、己知的执行时间。对实时应用进程的CPU 调度应该是基于时间约束的，以满足截止期限的要求。主存管理，即使有虚拟主存，也不能采用异步和无法预测的页而或段的换进换出。而文件在磁盘上的物理结构一般应采用连续分配方式，以避免耗时的、不可确定的文件操作，如动态确定磁盘柱面的搜寻操作。实时系统按其使用方式分为实时控制和实时信息处理。实时系统要求有高可靠性和安全性，系统的效率（灵活性）则放在第二位，系统通常是采用双工方式工作的。实时操作系统没有分时操作系统那样强的交互会话功能，通常不允许用户通过实时终端设备去编写新的程序或修改己有的程序。 网络操作系统除了具备一般操作系统应具有的功能模块之外（如系统核心、设备管理、存储管理、文件系统等），还要增加一个网络通信模块，该模块由通信接口中断处理程序、通信控制程序以及各级网络协议等软件组成。网络操作系统提供的功能包括：允许用户访问网络主机中的各种资源;对用户访问进行控制，仅允许授权用户访问特定的资源;对远程资源的利用如同本地资源一样;提供全网统一的'记账办法;联机地提供最近的网络说明资料;提供比单机更可靠的操作。 分布式系统又称为分布式计算机系统或分布式数据处理系统，是由多个相互连接的处理单元组成的计算机系统，分布式系统是一个一体化的系统。在整个系统中有一个全局的操作系统称为分布式操作系统，它负责全系统的资源分配和调度、任务划分、信息传输、控制协调等工作，并为用户提供一个统一的界面、标准的接口。 UNIX是多用户交互式分时操作系统，在结构上分成核心层和实用层。其中，核心层小巧，设计得非常精干简洁，包扌舌进程管理、存储管理、设备管理、文件系统几个部分，主要算法经过反复推敲, 对其中包含的数据结构和程序进行了精心设计，只需占用很小的存储空间，并能常驻内存，保证了系统较高的工作效率;实用层丰富，是那些能从核心层分离出来的部分，包含丰富的语言处理程序和其他操作系统常见的实用程序（如编辑程序、调试程序、有关系统状态监控和文件管理的实用程序等），它们以核外程序形式出现并在用户环境下运行。 UNIX使用灵活的命令语言shello shell属于核外程序，同时作为一种程序设计语言，它具有许多高级语言所拥有的控制流能力，如I辻、