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计算机操作系统
第7次开课
开课时间: 2022年03月14日 ~ 2022年06月30日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 5157 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
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课程评价(296)
spContent=本课程系国家级精品课程、国家双语课程和国家资源共享课程,已开设6期MOOC。采用英文原版教材、中文讲授,全部视频源于真实课堂实录,实景展示教学与学生学习场景。深入浅出剖析操作系统的设计原理、实现技术、数据结构和算法,注重系统观的构建,帮助学生提升系统软件和应用软件的分析和设计能力。
本课程系国家级精品课程、国家双语课程和国家资源共享课程,已开设6期MOOC。采用英文原版教材、中文讲授,全部视频源于真实课堂实录,实景展示教学与学生学习场景。深入浅出剖析操作系统的设计原理、实现技术、数据结构和算法,注重系统观的构建,帮助学生提升系统软件和应用软件的分析和设计能力。
—— 课程团队
课程概述

操作系统是计算机系统的核心系统软件,负责控制和管理计算机的全部软硬件资源,力求使各类资源高效利用,并最大程度提高整个计算机系统的工作效率,构建一个安全可信的公共系统平台,提供可靠、方便、完善的服务。“计算机操作系统”课程是计算机专业及相关专业的主干基础课程和核心课程之一,在计算机知识结构中有着重要的地位和作用,是计算机及相关专业课程的重要基础。通过本课程的学习,使学生掌握计算机操作系统的基本概念和功能,理解现代操作系统经典的实现原理、方法、算法和相应的数据结构,帮助学生建立系统级概念,并将操作系统的实现原理用于应用软件和系统软件的设计与开发。

更新提示: 根据上期同学们的反馈,本次所有视频和作业,测验,都尽早发布,供同学们灵活选择时间学习、作业和测试。大家可以根据自己实际情况,安排学习内容,完成作业,测验和考试;后期加入课程的同学也便利参与作业、测验等环节。

授课目标

本课程面向计算机科学与技术、软件工程、信息安全、电子工程、通信工程、自动控制等电子信息技术相关专业,从系统角度认知计算机操作系统的功能和非功能属性,掌握操作系统的基本概念、原理、数据结构和算法,提升系统软件和应用软件的设计与分析能力。

课程大纲

第一章 操作系统概述

1_1_01课程介绍

1_1_02课程框架

1_2_01绪论

1_2_02操作系统的概念

1_3_01OS系统功能性需求

1_3_02OS系统非功能性需求

1_3_03OS对硬件平台的依赖

1_3_04重要的基本概念

1_4_01操作系统演变的原因

1_4_02单道批处理系统

1_4_03多道批处理系统

1_4_04多道批处理系统实例

1_4_05多道系统带来的问题

1_4_06分时系统

1_5_01现代OS的类型

1_5_02现代OS的特征

1_6_01常见的OS体系结构

1_6_02OS基础平台子系统结构(一)

1_6_03OS基础平台子系统结构(二)

1_6_04OS基础平台子系统结构(三)

第一章讨论题

第1章 操作系统概述测试题

第二章 进程管理——2.1进程描述与控制

2_1_01 程序的顺序执行与并发执行

2_1_02 进程的概念与进程的并发执行

2_1_03 进程的两状态和五状态

2_1_04 交换技术

2_1_05 进程的挂起状态

2_1_06 具有挂起状态的进程状态转换

2_1_07 操作系统如何管理进程所用的资源(一)

2_1_08 操作系统如何管理进程所用的资源(二)

2_1_09 进程控制块

2_1_10 操作系统内核的功能

2_1_11 原语:进程的切换

2_1_12 进程切换与模式切换比较(一)

2_1_13 进程切换与模式切换比较(二)

2_1_14 原语:进程的创建与终止

2_1_15 原语:进程的阻塞与唤醒、挂起与激活

2_1_16 线程概述

2_1_17 操作系统对多线程的支持

2_1_18 线程状态与线程分类

2_1_19 进程描述与控制回顾

第二章 2_1讨论题1

第二章 2_1讨论题2

第二章 2_1进程描述与控制测试题

第二章 进程管理——2.2 进程调度

2_2_01 进程调度概述

2_2_02 进程调度的类型:概述

2_2_03 进程调度的类型:长、中、短程调度

2_2_04 进程调度的目标

2_2_05 先来先服务调度算法

2_2_06 其他调度算法

2_2_07 实时系统与实时任务

2_2_08 实时操作系统的特点(一)

2_2_09 实时操作系统的特点(二)

2_2_10 实时进程调度的剥夺方式

2_2_11 实时调度的实现方法

2_2_12 截止时间调度概述

2_2_13 截止时间调度:周期性任务实时调度

2_2_14 截止时间调度:非周期性任务实时调度

2_2_15 速率单调调度

第二章 2_2 讨论题1

第二章 2_2 讨论题2

第二章 2_2 进程调度测试题

第二章 进程调度——2.3 进程并发

2_3_01 并发控制的学习目标

2_3_02 并发的原理

2_3_03 临界资源、临界区与互斥 (一)

2_3_04 临界资源、临界区与互斥 (二)

2_3_05 硬件方式实现互斥: 屏蔽中断

2_3_06 硬件方式实现互斥:Test and Set 指令 (一)

2_3_07 硬件方式实现互斥:Test and Set 指令 (二)

2_3_08 硬件方式实现互斥:Exchange指令

2_3_09 信号量的定义

2_3_10 wait与signal操作

2_3_11 通用信号量的类型

2_3_12 互斥与同步简要回顾

2_3_13 生产者/消费者问题描述

2_3_14 生产者/消费者问题的解决流程(一)

2_3_15 生产者/消费者问题的解决流程(二)

2_3_16 读者/写者问题(一)

2_3_17 读者/写者问题(二)

2_3_18 管程机制

2_3_19 消息传递(一)

2_3_20 消息传递(二)

第二章 2_3讨论题

第二章 2_3进程并发测试题

第二章 进程管理——2.4 死锁与饥饿

2_4_01 死锁的概念(一)

2_4_02 死锁的概念(二)

2_4_03 死锁的产生条件

2_4_04 死锁的预防

2_4_05 死锁的避免概述(一)

2_4_06 死锁的避免概述(二)

2_4_07 死锁的避免:银行家算法(一)

2_4_08 死锁的避免:银行家算法(二)

2_4_09 死锁的检测、解除及哲学家就餐问题

2_4_10 第二章内容回顾

第二章 2_4 讨论题

第二章 2_4 死锁与饥饿测试题

第三章 存储管理

3_9_01 虚拟存储管理技术的软件策略(一)

3_9_02 虚拟存储管理技术的软件策略(二)

3_9_03 虚拟存储管理技术的软件策略(三)

3_10_01 页面置换算法(一)

3_10_02 页面置换算法(二)

3_10_03 页面置换算法(三)

3_10_04 页面置换算法(四)

3_10_05 页面置换算法(五)

3_11 回顾地址转换过程

3_12 页面清除和负载控制

第3章讨论题1

第3章讨论题2

第3章讨论题3

第3章讨论题4

第3章测试题1

第3章测试题2

3_1 操作系统启动过程

3_2 存储管理概述

3_3 固定分区技术

3_4 动态分区技术

3_5_01 简单分页技术(一)

3_5_02 简单分页技术(二)

3_5_03 简单分页技术(三)

3_5_04 简单分页技术(四)

3_6 简单分段技术

3_7 简单段页式技术

3_8_01 虚拟存储管理技术概述(一)

3_8_02 虚拟存储管理技术概述(二)

第四章 I/O设备管理

4_1_01 I/O设备管理概述

4_1_02 I/O控制之程序控制与中断驱动

4_1_03 I/O控制之DMA控制

4_1_04 设备管理模块子系统

4_2_01 I/OBuffering的引入原因

4_2_02 I/OBuffering核心思想

4_2_03 I/OBuffering具体技术

4_2_04 DIskCache介绍

4_2_05 DiskCache中的扇区置换算法

4_2_06 Spooling技术

4_3_01 磁盘调度介绍

4_3_02 磁盘调度算法之FIFO,SSTF

4_3_03 磁盘调度算法之SCAN,CSCAN

4_3_04 磁盘调度算法计算

4_4_01 磁盘容错技术

4_5_01 RAID技术(一)

4_5_02 RAID技术(二)

第四章 I/O设备管理测试题

第五章 文件系统

5-1-01 文件管理概述

5-1-02 文件系统的功能

5-1-03 文件管理系统与数据库系统的关系

5-1-04 文件系统结构

5-2-01 文件的组织策略

5-2-02 堆文件与顺序文件

5-2-03 索引顺序文件和索引文件

5-2-04 哈希文件与文件目录

5-3-01 文件目录的概念与描述

5-3-02 文件目录的结构

5-3-03 目录结构文件共享

5-4-01 文件共享

5-4-02 记录组块方式

5-4-03 可变长跨块组块法

5-5-01 外部存储管理

5-5-02 空闲空间管理

5-5-03 文件的分配方式

5-6-01 链接分配

5-6-02 索引分配

5-6-03 多级文件索引结构与位表

第5章单元测试

展开全部
预备知识

程序设计、计算机组成原理、数据结构与算法。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料
  1. William Stallings著陈向群等译.《操作系统-精髓与设计原理》(第八版).北京:电子工业出版社.2017

  2. William Stallings蒲晓蓉改编,Operating System Internals and Design principles (). 电子工业出版社, 2013

  3. 刘乃琦等,《操作系统原理、设计及应用》北京高等教育出版社.2008

  4. 蒲晓蓉主编《操作系统原理与Linux实例分析》,电子工业出版社. 2013

  5. 汤小丹等《计算机操作系统》  西安:西安电子科技大学出版社.

  6. https://www.linuxforum.net/poll2/index.php?poll_id=1

  7. https://www.osnews.com/

  8.  https://www.linux-mm.org/docs.shtml

  9. https://www.tldp.org/LDP/tlk/tlk.html

  10. https://www.linuxjournal.com/article.php?sid=1060

电子科技大学
6 位授课老师
蒲晓蓉

蒲晓蓉

教授

秦科

秦科

教授,博士生导师

刘杰彦

刘杰彦

副教授

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