1、1操作系统课程教案一、课程定位操作系统课程是计算机应用技术专业基础课程，属于必修课程。在课程设置上起着承上启下的作用，其特点是概念多、抽象和涉及面广。主要任务是：使学生掌握计算机操作系统的基本原理及组成；计算机操作系统的概念和相关新概念、名词及术语；了解计算机操作系统的发展特点、设计技巧和方法；对常用计算机操作系统会进行基本的操作使用。按照新专业人才培养方案，该课程开设在第三学期。本课程的先导课程为计算机组成原理 ， 微机原理 ， 数据结构和高级语言程序设计 ；后续课程为数据库系统原理 、 计算机网络 。二、课程总目标通过本课程的学习，使学生理解操作系统基本原理，并在此基础上培养学生实际动手编
2、程能力。（一）知识目标1.理解操作系统的概念、操作系统的发展历史、类型、特征以及结构设计。2.掌握进程和线程。3.掌握死锁的预防、避免、检测和恢复。4.掌握作业调度、进程调度、调度准则、调度算法、线程调度等。5.掌握存储管理中的分区法、分页技术、分段技术、段页式技术等。6. 掌握文件系统的功能和结构、目录结构和目录查询、文件和目录操作。7. 掌握输入/输出管理、用户接口服务、嵌入式操作系统、分布式操作系统。2（二）素质目标1.熟练使用计算机操作系统。2.能够解决一些简单的应用问题。3.了解计算机操作系统设计技巧。（三）职业能力培养目标1.初步具备辩证思维的能力。2.具有热爱科学，实事求是的学风
3、和创新意识，创新精神。三、课程设计（一）设计理念以职业能力培养为导向，进行课程开发与设计。按照人才培养目标要求来确定课程的内容、教学组织、教学方法和手段，注重培养学生分析问题、解决问题的能力、计算机思维能力、自学能力和从业能力。（二）设计思路1.以“够用、适用、实用”为目标设计课程教学内容。2.考虑后序课程需要，突出重点，强化专业应用。3.注重课堂教学互动，教师为主导，学生为主体，引导学生积极思维，培养学生的学习能力。4.注重培养学生分析问题、解决问题的能力和自学能力。3四、课程内容与学时分配（一）主要环节安排序号 章节名称 章节内容 学时数计算机硬件结构什么是操作系统操作的发展历程操作系统的
4、类型操作系统的特征操作系统结构设计1 操作系统引论操作系统初启过程1进程概念进程的状态和组成进程管理线程进程的同步和互斥经典进程同步问题管程2 进程和线程进程通信4资源3 死锁死锁概念24死锁的预防死锁的避免死锁的检测和恢复处理死锁的综合方式调度类型作业调度进程调度调度准则调度算法线程调度多处理器调度实时调度UNIX/Linux 进程调度中断处理4 调度信号机制4引言分区法分页技术分段技术段页式技术虚拟存储器5 存储管理请求分页技术45页面置换算法内存块的分配和抖动问题请求分段技术Linux 系统的存储管理6 文件系统 概述 4文件系统的功能和结构目录结构和目录查询文件和目录操作文件系统的实现
5、管道文件文件系统的可靠性I/O 管理概述设备分配I/O 软件层次7 输入/输出管理磁盘调度和管理2用户接口的发展系统调用命令行接口8 用户接口服务图形用户界面2嵌入式系统概述嵌入式操作系统概述9 嵌入式操作系统实时内核及其实现36示例简介分布式系统概述分布式操作系统概述分布式系统的实现4 种多机系统的比较10 分布式操作系统云计算系统4安全性概述常见的安全性攻击一般性安全机制11 安全性与保护机制保护机制2总计 32五、教学设计第一章章节名称：操作系统引论 学时：1教学目标 1. 掌握操作系统的定义；2. 理解操作系统的主要类型；3. 了解操作系统的特征；操作系统的发展历程；4. 掌握操作系统
6、结构设计教学重点 1. 操作系统的定义；2. 操作系统的特征和结构设计学习难点 操作系统的类型；操作系统结构设计7章节内容 主要教学内容1.计算机硬件结构 处理器、存储器、I/O 设备、总线2.什么是操作系统 操作系统概念、主要功能、地位3.操作系统的发展历程 操作系统的形成、发展，推动操作系统发展的动力4.操作系统的类型 批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统、其他操作系统5.操作系统的特征 并发、共享、不确定性6.操作系统的特征 整体结构、层次结构、虚拟机结构、客户服务器教学方法建议 建议采用多媒体教学，形象化抽象的概念帮助学生理解第二章章节名称：进程和线程 学时：4
7、教学目标 1.掌握进程的定义，进程管理，进程的同步与互斥；2.理解进程的状态和组成；3.了解线程和管程；教学重点 1.进程定义，进程的状态及其变化；2.进程的同步与互斥学习难点 进程的状态和组成，进程的同步和互斥章节内容 主要教学内容1.进程概念 多道程序设计，进程概念2.进程的状态和组成 进程的状态及其转换，进程描述，进程队列3.进程管理 进程图、进程创建、进程终止、进程阻塞、进程唤醒84.线程 线程概念、线程的实现5.进程的同步和互斥 进程同步与互斥的概念，临界资源和临界区，互斥实现方式，信号量，信号量的一般应用6.经典进程同步问题 生产者消费者问题，读者写者问题7.管程 管程能有效地实现
8、互斥8.进程通信 消息传递系统，客户服务器系统中的通信教学方法建议 建议采用多媒体配合板书教学第三章章节名称：死锁 学时：2教学目标 1.掌握死锁的概念，死锁的条件；2.理解死锁的预防、避免；3.了解死锁的检测和恢复；教学重点 1.死锁的预防；2. 死锁的检测和恢复；学习难点 死锁的检测和恢复章节内容 主要教学内容1.资源 资源使用模式，可抢占资源与不可抢占资源2.死锁概念 死锁的条件，资源分配图，处理死锁的方法3.死锁的预防 破坏互斥条件，破坏占有且等待条件，破坏非抢占条件，破坏循环等待条件4.死锁的避免 安全状态，资源分配图算法，银行家算法5.死锁的检测和恢复 对单体资源类的死锁检测，多多
9、提资源类的死锁检测，9从死锁恢复， “饥饿”和活锁的概念教学方法建议 建议采用多媒体配合板书教学第四章章节名称：调度 学时：4教学目标 1.掌握调度类型，作业调度，进程调度，线程调度；2.理解调度准则，调度算法；3.了解多处理器调度，实时调度；教学重点 1.进程调度；2.多处理器调度，信号机制；学习难点 调度算法章节内容 主要教学内容1.调度类型 高级调度，中级调度，低级调度2.作业调度 作业状态，作业控制块和作业调度的功能3.进程调度 进程调度的功能，实际，基本方式，叫胡思系统中常用的调度算法，两级调度模型4.调度准则 影响调度算法选择的主要因素，调度性能评价准则5.调度算法 先来先服务法，
10、短作业优先法，最短剩余时间优先法，优先级法，轮转法，多级队列法，多级反馈列法，高响应比优先法，公平共享法，几种常用调度算法的比较6.线程调度 用户级线程，核心级线程7.多处理器调度 多处理器系统的类型，多处理器调度方法108.实时调度 实时任务类型，实时调度算法9.UNIX/Linux 进程调度UNIX 进程调度，Linux 进程调度10.中断处理 中断概述，中断的处理过程，中断优先级和多重中断11.信号机制 信号机制概念，信号的分类、产生和传送，信号的处理方式，信号的检测和处理教学方法建议 建议采用多媒体配合板书教学第五章章节名称：存储管理 学时：4教学目标 1.掌握分页和分段的概念，虚拟存储器概念；2.理解分区法，段页式，请求分页技术；3.了解页面置换算法，内存块的分配和抖动问题；教学重点 1.虚拟存储器，页面置换算法；2.分区法，分页技术，分段技术，段页式技术；学习难点 页面置换算法，内存块的分配和抖动问题章节内容 主要教学内容1.引言 用户程序的地址空间，重定位，对换技术2.分区法 固定分区法，动态分区法，可重定位分区分配3.分页技术 分页存储管理的基本概念，分页系统中的地址映射，页面尺寸，硬件支持，保护方式，页表的构造，页面共享4.分段技术 分段存储管理的基本概念，地址转换，端的共享和保护
