南京大学是中国最早从事,操作系统研发与教学的单位,1980年在中国首先出版了操作系统教程教材,至2020年该教材已更新至第6版。
如果您是计算机科学、软件工程、电子、通信、控制、信息系统、电子商务、计算与信息科学等信息技术相关专业的学生,可以系统地学习本课程基本部分的内容,如果您想致力于操作系统的研发工作,可以进一步学习高级部分的内容;此外如果您是计算机爱好者,可以根据自己的需要,按需学习本课程相关部分的内容,建立对计算机操作系统整体或部分的认知。
本课程的理论教学组织为六个部分:计算机操作系统概述、处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、并发程序设计。学习者能够认知操作系统的基本概念与实现原理,并深入理解操作系统的设计方法与实现技术。自2021年秋季学期起,本课程加入教育部-华为“智能基座”精品慕课建设项目,新增了基于华为开源操作系统openEuler的实例教学,作为本课程的第七部分。实例教学同样组织为六个部分,与理论教学各部分内容一一对应。
本课程有三个特点:第一,强调计算机软硬件协同设计技术,讲授操作系统各个模块的实现方法、策略与算法;第二,从大型软件系统构造的角度看待操作系统的实现,训练学生以折中的方法和方案,综合解决宏观问题的能力;第三,采用工程师的立场,强调操作系统的构造特征,即概念大于理论、技术大于算法、整体先于局部,培养学生综合解决实际问题的能力。欢迎大家修读本课程!
计算机操作系统课程适用于计算机科学、软件工程、电子工程、通信工程、自动控制等信息技术相关专业,教学单元组织为六个部分:计算机操作系统概述、处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、并发程序设计。学习者能够认知操作系统的基本概念与实现原理,并深入理解操作系统的设计方法与实现技术。
第一周:计算机操作系统概述(上)
1-1 计算机系统概览
1-2 计算机硬件系统
1-3 计算机软件系统
1-4 计算机操作技术的发展
1-5 计算机操作系统
1-6 资源管理的角度
1-7 程序控制的角度
第二周:计算机操作系统概述(下)和处理器管理(上)
1-8 操作系统控制计算机的角度
1-9 人机交互的角度
1-10 程序接口的角度
1-11 系统结构的角度
2-1 处理器与寄存器
2-2 指令与处理器模式
2-3 中断
2-4 中断源
第一次单元测验
第三周:处理器管理(中)
2-5 中断系统1
2-6 中断系统2
2-7 多中断的响应与处理
2-8 进程及其状态
2-9 进程的数据描述
2-10 进程的管理
2-11 进程切换与模式切换
第四周:处理器管理(下)
2-12 多线程技术概述
2-13 KLT与ULT
2-14 多线程实现的混合策略
2-15 处理器调度的层次
2-16 处理器调度算法1
2-17 处理器调度算法2
第二次单元测试
第五周:存储管理(上)
3-1 存储管理的主要模式
3-2 存储管理的功能
3-3 虚拟存储器的概念
3-4 存储管理的硬件支撑
3-5 单连续分区存储管理
3-6 可变分区存储管理
第六周:存储管理(下)
3-7 页式存储管理的基本原理
3-8 页式存储管理的地址转换
3-9 页式虚拟存储管理
3-10 页面调度
3-11 反置页表
3-12 段式存储管理
3-13 段式虚拟存储管理
3-14 段页式存储管理
第三次单元测验
第七周:设备管理(上)
4-1 设备管理概述
4-2 I/O控制方式
4-3 总线与I/O
4-4 I/O软件的实现层次
4-5 I/O软件的实现
4-6 I/O缓冲区
4-7 设备独立性
4-8 独占型外设的分配
第八周:设备管理(下)和文件管理(上)
4-9 磁盘的物理结构
4-10 磁盘的驱动调度
4-11 SPOOLing系统
4-12 批处理系统的作业管理
5-1 文件的概念
5-2 文件系统及其功能
5-3 文件的存储
5-4 文件的逻辑结构
5-5 文件的物理结构
第四次单元测验
第九周:文件管理(下)
5-12 文件的使用
5-13 辅存空间管理
5-14 文件系统的实现层次
5-6 文件的物理结构
5-7 文件的目录结构
5-8 文件目录的管理
5-9 文件保护和保密
5-10 文件的保护
5-11 文件的存取方法
第五次单元测试
第十周:并发程序设计(上)
6-1 并发程序设计的概念
6-2 并发进程的制约关系
6-3 临界区
6-4 临界区管理实现的尝试
6-5 临界区管理实现的硬件方式
第十一周:并发程序设计(中)
6-6 PV操作与进程互斥
6-7 PV操作与进程同步
6-8 生产者消费者问题探究
6-9 管程概述
6-10 霍尔管程
6-11 霍尔管程的例
第十二周:并发程序设计(下)
6-12 进程通信
6-13 高级进程的通信机制
6-14 死锁的产生
6-15 死锁的防止
6-16 死锁的避免
6-17 死锁的检测
程序设计、计算机组成原理、数据结构与算法。
[1]骆斌、葛季栋、费翔林编著,操作系统教程(第6版),高等教育出版社,2020.
[2]William Stallings. Operating Systems: Internals and Design Principles (9th edition). Prentice-Hall International Inc, 2017.
[3]Abraham Silberschatz. Operating System Concepts (10th Edition), Wiley, 2018.
[4]Andrews S. Tanenbaum, Modern Operating Systems (Second Edition), Prentice-Hall, 2015.
[5]Andrews S. Tanenbaum, Operating System: Design and Implementation (Third Edition), Prentice-Hall, 2006
[6]Abraham Silberschatz, Peter Galvin, Greg Gagne, Applied Operating System Concepts (First Edition), Wiley, 2000
[7]陈向群,杨芙清,操作系统教程(第二版),北京大学出版社,2006
[8]汤子瀛等,计算机操作系统,西安电子科技大学出版社,2001
[9] openEuler官网:https://www.openeuler.org/zh/
[10] openEuler开源社区:https://gitee.com/openeuler
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