03M0026-《计算机操作系统》-教学大纲.doc
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《计算机操作系统》教学大纲
课程英文名
ComputerOperatingSystem
课程代码
03M0026
学分
3.5
总学时
56
理论学时
44
上机/实践学时
12
课程类别
学科基础课
课程性质
必修
先修课程
高级语言程序设计、算法与数据结构、计算机组成原理
适用专业
计算机科学与技术
开课学院
信息工程学院
执笔人
潘巨龙
审定人
陶海军
制定时间
2024年12月
注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
计算机系统由软件和硬件两部分构成，软件又分成系统软件与应用软件两类，计算机操作系统是一个最基本也是最重要的系统软件。计算机操作系统负责管理整个计算机系统的软、硬件资源，其主要目的有二：一是提高计算机软硬件资源利用率，二是方便用户使用。对于计算机科学与技术专业学生而言，《计算机操作系统》是学科基础课，课程任务是通过全面系统地学习计算机操作系统的基本原理，内容包括进程、处理机调度、进程同步、内存管理、设备管理、文件管理及磁盘存储器管理等。使学生对计算机系统有更深层次的理解，为后续专业课程打下坚实基础。 当前，美国在高科技领域围堵中国的大环境下，让学生知道发展国产计算机操作系统的重要性。操作系统是计算机最关键的系统软件，也是美国在IT领域对我国进行“卡脖子”的关键技术之一。在整个课程中融入马克思主义唯物史观和科学方法论，介绍计算机领域有哪些“卡脖子”技术，激发学生挑战高技术的勇气和为国家奉献的使命担当。
课程目标
课程目标：
理解计算机操作系统的相关章节的基本概念，如进程、进程间通信、处理机调度、内存、输入输出系统、文件等。
掌握计算机操作系统中进程同步与互斥、银行家算法、CPU调度算法、虚拟内存页面置换算法、磁盘调度算法和文件管理的基本原理及相关算法。具备设计和编写相关算法能力，以及调试软件错误的能力。
思政目标:
1.在学习计算机操作系统原理和软件设计过程中，帮助学生树立正确的科学创新认识，掌握科学创新的基本方法。
2.通过IT领域人物事迹介绍，引导学生重视专业基础能力培养，敢于在课程学习中创新实践，激发学生解决IT领域“卡脖子”技术的责任感和使命感。
课程目标达成的途径与方法
课程目标
课程目标内容
支撑毕业要求指标点
目标达成的途径与方法
教学内容
课程目标1
理解计算机操作系统的相关章节的基本概念，如进程、进程间通信、处理机调度、内存、输入输出系统、文件等。
指标点5.1：了解计算机领域常用的软硬件设计及开发工具、开发环境、模拟软件和设备的使用原理和方法，并理解其适用范围和局限性。
课堂教学
2.课堂讨论
3.课外作业
第一章操作系统引论；第二章进程管理；第三章处理机调度与死锁；第四章进程同步；第五章存储器管理；第六章虚拟存储器；第七章输入/输出系统；第八章文件管理；第九章磁盘存储器管理。
课程目标2
掌握计算机操作系统中进程同步与互斥、银行家算法、CPU调度算法、虚拟内存页面置换算法、磁盘调度算法和文件管理的基本原理及相关算法。
指标点2.3：能认识到解决方案的多样性，能进行文献研究，寻求可替代的方案，并从可持续发展的角度分析工程活动过程的影响因素，获得有效结论。
1.课堂教学
2.课堂讨论
3.实验
4.课外作业
第二章进程管理；第三章处理机调度与死锁；第四章进程同步；第五章存储器管理；第六章虚拟存储器；第七章输入/输出系统。
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
课程目标
课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）
毕业要求2
毕业要求5
课程目标-1
M
课程目标-2
M
注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。
四、课程主要内容与基本要求
了解操作系统的历史地位，当前操作系统的发展方向，理解操作系统中进程的概念、处理机管理、存储管理、设备管理和文件管理各种方法和技术。重点掌握多道程序设计思想，掌握进程的概念以及与进程相关概念如同步、互斥、死锁、处理机调度、内存管理、磁盘调度算法和文件管理等，掌握各种实存、虚存的管理方法等。
操作系统概述
了解操作系统的概念及发展历史,多道程序设计的概念，以及操作系统的功能及主要特征、操作系统的结构和操作系统的分类。
进程管理
掌握进程的概念和进程的表示，熟练掌握三种调度状态转换。理解进程的控制和进程调度，进程通信，了解线程基本概念。
处理机调度与死锁
掌握处理机调度概念及几种常用的处理机调度算法，如FCFS、SJF、RR及优先级调度，理解死锁相关内容，熟练掌握银行家死锁算法。
进程同步
熟练掌握信号量及其Wait和Signal操作，经典的进程同步问题（生