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操作系统
第5次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 线上每周1~3学时,线下每周4学时
进行至第10周,共19周 已有 424 人参加
立即参加
spContent=1946年第一台计算机面世之后,科学家与工程师们一直致力于让计算机更好地为人类工作,一代又一代操作系统因此应运而生。操作系统是计算机系统的灵魂,它管理计算机系统的资源,提供友善的人机互动,对于每一位计算机用户来说,认知和理解操作系统非常重要。
1946年第一台计算机面世之后,科学家与工程师们一直致力于让计算机更好地为人类工作,一代又一代操作系统因此应运而生。操作系统是计算机系统的灵魂,它管理计算机系统的资源,提供友善的人机互动,对于每一位计算机用户来说,认知和理解操作系统非常重要。
—— 课程团队
课程概述

  此SPOC平台是针对本校计算机大类大二学生开设,主要用于《操作系统》课程的线上学习任务提供优秀的学习资源与学习检测,从而建立对计算机操作系统整体或部分的认知。

  本课程的教学组织为五个部分: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。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。

   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!

授课目标

目标1:能将计算机系统中CPU、存储器、I/O设备等硬件的组成、功能及特点,结构数学模型和衡量指标的数学模型用于进/线程管理、内存空间管理、文件管理等复杂工程问题解决方案的设计与比较。

目标2:能够认知到对处理机管理中进程/线程的控制、同步、通信与调度问题,存储器与I/O设备管理与性能提高问题,和文件管理问题有多种技术与方法,并会使用文献研究等方法获得资源管理的新技术。

目标3:掌握操作系统设计中处理机、存储器、I/O设备与文件等硬软件资源管理的技术、方法和算法,理解每类技术、方法与算法的设计目标、影响因素、衡量指标、关联性、实际工程问题的适用性。

目标4:通过使用或借鉴操作系统中资源的系统管理方法或文献研究与分析等手段,能获取与进程管理、调度、死锁、内存管理、文件系统等相关的复杂工程问题的多种解决方案,能利用程序设计方法、数据结构与算法设计方法,进行方案的设计与实现,能进行多种方案的性能分析与评价。

成绩 要求

完成课程线上教学内容学习和考核,折算成绩将作为课程结业中线上学习成绩的部分。


课程大纲

第一周:计算机操作系统概述

1-1 计算机硬件系统

1-2 处理器与寄存器

1-3 指令与处理器模式

1-4 中断

1-5 中断源

1-6 系统结构

操作系统发展测试

第一次单元测验

第二周:进程管理与同步

2-1 读者写者问题

2-2 哲学家就餐问题

2-3 拓展:会合机制

线上任务学习测验

第三周:处理机调度(上)

3-1 处理器调度的层次

3-2 处理器调度算法1

3-3 处理器调度算法2

处理机调度测试

第四周:处理机调度(下)与死锁

4-1 实时调度

4-2 死锁的检测

实时调度测试

死锁检测与解除测试

第五周:存储器管理(上)

5-1 存储管理的功能

5-2 存储管理的硬件支撑

5-3 程序的装入与链接

存储器管理概述测试题

第六周:存储器管理(下)

6-1 虚拟存储器的概念

6-2 段式虚拟存储管理

存储器管理(下)测试

第七周:设备管理

7-1 设备管理概述

7-2 I/O控制方式

7-3 中断系统1

7-4 中断系统2

7-5 多中断的响应与处理

设备管理测试

第八周:文件管理

8-1 文件的概念

8-2 文件系统及其功能

8-3 文件的存储

8-4 文件的逻辑结构

8-5 文件的物理结构

8-6 文件的物理结构

8-7 文件的目录结构

8-8 文件目录的管理

8-9 文件的存取方法

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预备知识

程序设计、数据结构与算法。

参考资料

[1]费翔林、骆斌编著,操作系统教程(第五版),高等教育出版社,2014.

[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

常见问题

西南石油大学
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任冬梅

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副教授

谭乐婷

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