（供四年制本科信息与计算科学（医学信息）专业、医学信息工程专业使用）
Ⅰ前 言
《操作系统》是电子与信息工程类计算机相关专业学生必修的专业课之一，是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。其特
点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解。
操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。因此本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如UNIX）的使用和一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，从而为学生以后的学习和工作打下基础。
本大纲适用于四年制本科信息与计算科学（医学信息）专业、医学信息工程专业学生使用。现将大纲使用中有关问题说明如下：
一、为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别对应，并统一标示(核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示)便于学生重点学习。
二、教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容
三、总教学参考学时为54学时，其中理论54学时，实验0学时。
四、教材：《计算机操作系统》，汤小丹等编，西安电子科技大学出版社，2007年第三版
II 正文
第一章 操作系统引论
一、 教学目的
操作系统（OS）是计算机中最重要的系统软件，本章从OS的作用、发展史、类型、特征和功能等多方面介绍OS，让学生在总体上对操作系统有一个全面、大概的认识。
二、 教学要求
（一）熟悉操作系统作用，了解操作系统的发展历史。
（二）掌握多道程序设计技术的概念，掌握批处理系统、分时系统及实时系统三种操作系统基本类型，了解微机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
（四）掌握操作系统并发性、共享性、虚拟性和异步性等特征，熟悉现代操作系统特征,掌握操作系统功能。
三、 教学内容
（一）操作系统作用。
（二）操作系统的发展历史。
（三）操作系统基本类型。
（四）操作系统的特征。
第二章 进程的描述和控制
一、教学目的
本章为描述程序并发执行引入进程的概念，描述进程的特征、状态、状态的转换、进程控制块等基本概念。描述控制进程状态转换的OS内核和进程控制原语的功能。并发性
是OS最重要的特征，进程是OS最基本最重要的概念，进程管理是OS的重点和难点。
二、教学要求
（一）熟悉进程引入的必要性。
（二）掌握进程的定义和特征，掌握进程的三个基本状态及其相互之间的转换。
（三）掌握进程存在的唯一标志--进程控制块，熟悉进程上下文。
（四）熟悉内核的功能，掌握五状态转换图和状态发生转换的典型原因。
（五）熟悉创建、撤消、阻塞、唤醒、挂起和激活进程控制原语的功能，了解线程的概念。
三、教学内容
（一）进程的引入。
（二）进程的描述
（三）进程控制块和进程上下文。
（四）进程控制。
（五）线程。
第三章 进程的同步和通讯
一、教学目的
在进程的控制的基础上，本章引入进程同步和进程同步机制的概念，它对并发执行进程的推进序列加以限制以保证互斥使用临界资源或协同完成任务，解决程序并发执行时带来结果不可再现问题。本章介绍了用软件、硬件、信号量机制、AND型信号量集、一般信号量集、管程等各种解决进程互斥同步问题的方法，重点介绍了信号量机制的概念和用信号量机制解决进程互斥同步问题的方法。
二、教学要求
（一）熟悉进程间制约关系，掌握临界资源和临界区概念。
（二）掌握进程同步和进程同步机制，熟悉利用软件方法解决进程同步机制。
（三）掌握信号量和P、V操作的概念、定义和实质，掌握利用信号量实现进程互斥和同步，熟悉用信号量描述前趋关系。
（四）掌握利用信号量解决生产者—消费者问题、掌握利用信号量解决读者—写者问题等经典同步问题，掌握进程同步分析方法。
（五）熟悉进程通讯的概念和共享存储器系统、消息传送系统、管道通信系统三类高级通讯机制，掌握消息缓冲队列通信机制。
三、教学内容
（一）进程同步
（二）利用软件方法解决进程互斥问题
（三）信号量机制
（四）利用信号量解决经典进程同步问题
第四章 调度和死锁
一、教学目的
在多道程序系统中，一个作业从提交到执行完成，要经历多级调度，调度的好坏要影响系统的运行性能，因此调度是多道系统的关键。为了改善系统资源的利用率和提高系统处理能力，多道程序系统中采用多个进程的并发执行，但它也可能发生死锁的危险，研究死锁的原因和产生条件，采用预防死锁、避免死锁、检测死锁和解除死锁等多种方法防止死锁是多道程序系统重要的研究课题。
二、教学要求
（一）熟悉处理机三级调度概念和处理机调度模型，掌握作业的状态和作业调度的功能。
（二）掌握进程调度的方式和功能，熟悉调度方式和算法的选择准则，掌握七种调度算法及适合范围。
（三）掌握死锁的定义和产生死锁的原因，掌握死锁的四个必要条件。
（四）熟悉预防死锁的方法，掌握银行家算法及其在死锁避免中的应用。
（五）掌握资源分配图的简化及其死锁定理，熟悉解除死锁的方法。
三、教学内容
（一）调度
（二）进程调度相关问题
（三）调度算法
（四）实时系统中的调度
（五）死锁
（六）处理死锁的基本方法
第五章 存储器管理
一、教学目的
存储器是计算机系统的重要组成部分，虽然内存容量在不断扩大，但内存仍是宝贵资源，如何提高主存储器利用率，并扩充大主存，对主存信息实现有效保护是存储器管理的主要任务，也是各种不同存储管理方法的目标。
二、教学要求
（一）熟悉存储管理目的和功能，掌握地址重定位的概念。
（二）熟悉单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配实现原理；掌握可变式分区分配的数据结构和分配回收算法，掌握动态重定位分区分配实现原理和分配算法。
（三）掌握分页存储管理原理，掌握基本的地址变换机构和具有快表的地址变换机构，了解两级页表机制。
（四）掌握分段存储管理原理和分段地址变换机构，掌握分页和分段比较，熟悉分页和分段的共享。
（五）掌握段页式存储管理原理和地址变换机构。
三、教学内容
（一）存储管理概述
（二）连续分配存储方式
啊啊
（三）分页存储管理
（四）分段存储管理
（五）段页式存储管理方式
第六章 虚拟储存器
一、教学目的
为了在内存空间运行超过内存总容量的大作业，或者同时运行大量作业，解决的方法是从逻辑上扩充内存容量，这正是虚拟存储技术所要解决的主要问题。本章要介绍虚拟存储技术实现的各种方案，每种方案所需的硬件和软件支持。
二、教学要求
（一）掌握虚拟存储器的理论基础和定义，熟悉虚拟存储器实现方式和特征。
（二）掌握请求分页的页表机制、缺页中断机构和地址变换机构，熟悉页面的分配和置换策略、页面的分配的算法。
（三）掌握最佳置换算法、先进先出（FIFO）置换算法、最近最久未使用置换算法LRU，掌握Clock置换算法和页面缓冲算法；掌握有效访问时间计算，熟悉工作集概念。
（四）掌握请求分段的段表机制、缺段中断机构和地址变换机构，熟悉分段的共享和保护。
三、教学内容
（一）虚拟储存器的基本概念
（二）请求分页储存管理方式
（三）页面置换算法
（四）请求分段储存管理方式
第七章 文件系统
一、教学目的
计算机系统中使用的大量程序和数据都以文件形式存放在外存。操作系统中增加了文件管理功能即构成文件系统，它负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取共享和保护等手段提供给操作系统和用户，这不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还的效地提高系统资源的利用率。
二、教学要求
（一）掌握文件和文件系统的定义，了解文件系统的类型、文件系统模型。
（二）掌握文件的逻辑结构，熟悉五种记录文件。
（三）掌握文件控制块和多级目录结构。熟悉目录查询技术，掌握内存的目录管理表，掌握文件操作与目录管理关系。
（四）掌握基于索引节点的共享方式和利用符号连接的文件共享。
（五）掌握文件的存取控制，熟悉分级安全管理，了解文件的转储和恢复。
三、教学内容
（一）文件系统概述
（二）文件的逻辑结构
（三）目录管理
（四）文件的保护和安全。
第八章 磁盘存储器管理
一、教学目的
了解磁盘结构和磁盘存储管理的主要工作，外部存储空间的管理。
二、教学要求
（一）了解磁盘结构。熟悉磁盘的工作过程，了解磁盘的几个访问时间参数
（二）掌握磁盘调度算法
（三）掌握文件外存空间分配方法
三、教学内容
（一）磁盘概述
磁盘调度
（二）磁盘调度算法
（三）文件外存空间分配方法
第九章 设备管理
一、教学目的
设备管理不但要管理实际I/O操作的设备（如磁盘机、打印机），还要管理诸如设备控制器、DMA控制器、中断控制器、I/O处理机（通道）等支持设备。设备管理包括各种设备分配、缓冲区管理和实际物理I／O设备操作，通过管理达到提高设备利用率和方便用户。
二、教学要求
（一）了解设备的分类，熟悉设备管理的目标和功能。
（二）熟悉程序I/O方式、中断方式、DMA方式和通道方式四种I/O的控制方式；掌握通道的概念，熟悉通道类型。
（三）熟悉缓冲的概念，熟悉单缓冲、双缓冲和多缓冲和缓冲池工作原理。
（四）了解在进行设备分配时应考虑的设备的固有属性、设备的分配算法、了解设备分配的安全性和设备的独立性等因素，掌握设备分配中数据结构，熟悉设备分配的流程，掌握SPOOLing技术概念和SPOOLing系统的组成。
三、教学内容
（一）设备管理概述
（二）I/O控制方式
（三）缓冲技术
（四）设备的分配
（五）SPOOLing技术
III 教学组织与方法
一、实施机构：由医学信息工程系卫生信息工程教研室执行。
二、组织内容：教案讲义审核、教学方法研究、教学手段应用。
三、教学方法
（一）理论教学：采用启发式、讨论式、交换式课堂教学方式，辅助现代教育技术和传统教学手段。核心内容以讲授为主，重点内容以介绍为主。
（二）辅导形式：辅导讲义、课堂答疑、定时答疑、网络答疑等。
四、考核办法：考试采用闭卷笔试，教学测量：理论考试占70%，作业占20%，平时考勤占10%。
Ⅳ 教学时数分配表
讲课内容 |
教学手段 |
时数 |
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第一章 操作系统引论 |
CAI |
3 |
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第二章 进程的描述和控制 |
CAI |
5 |
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第三章 进程的同步与通信 |
CAI |
10 |
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第四章 调度与死锁 |
CAI |
8 |
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第五章 储存器管理 |
CAI |
8 |
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第六章 虚拟存储器管理 |
CAI |
6 |
|
第七章 文件系统 |
CAI |
6 |
|
第八章 磁盘管理 |
CAI |
4 |
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第九章 设备管理 |
CAI |
4 |
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合计 |
54 |
|
