《操作系统实验》课程设计教学大纲201012
《操作系统》课程实验教学大纲
《操作系统》课程实验教学大纲《操作系统》课程实验教学大纲一、课程基本信息1．课程代码：BCim11002．课程名称：操作系统3．课程英文名称：Operating System4．课程性质：专业必修课5．课程适用层次：本科6．课程适用对象：计算机科学与技术专业7．总学时：48学时（其中实验12学时）8．学分： 39. 先修课程：程序设计基础、计算机组成原理。
二、课程概述本课程是计算机科学与技术和网络工程专业重要的专业基础课。
本课程的教学以通用操作系统的四大管理功能为主线，系统地介绍操作系统的基本概念，原理，功能，结构模型，设计思想以及算法。
结合Windows 和UNIX 或Linux 实例分析，力图使学生深刻理解操作系统的基本原理和设计方法，并形成操作系统的整体框架和设计思想，为今后分析、使用操作系统，具备较好的操作系统设计、应用和维护能力奠定良好的基础；同时为学习后续课程奠定必要的基础。
本课程的教学要求是：掌握操作系统的基本概念和实现原理，对现代操作系统的功能特征以及内部结构有全面系统的认识。
学生应重点掌握操作系统的基本类型及其基本特征，多道程序设计，进程，调度，死锁，内存分配，资源分配，缓冲，文件系统的概念，原理以及算法思想等。
本课程的先修课是：程序设计基础、计算机组成原理。
三、实践教学安排第三章进程和处理机管理实验学时：3项目1：进程管理实验学时：3实验目的与要求：加强对进程概念的理解,要求用C语言实现调度算法实验主要仪器、设备：PC兼容机，Windows、DOS系统，TC语言实验主要内容：1．创建新的进程2．查看运行进程3．换出某个进程4．运行进程以及进程之间通信等功能项目2：进程调度实验学时：3实验目的与要求：进程调度是处理机管理的核心内容。
本实验要求用C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。
通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解优先数和时间片轮转调度算法的具体实施办法实验主要仪器、设备：PC兼容机，Windows、DOS系统，TC语言实验主要内容：1．设计进程控制块PCB表结构（与实验一的结构相同），分别适用于优先数调度算法和循环轮转调度算法。
《操作系统》实验教学大纲
《操作系统》实验教学大纲
课程代码：课程名称：操作系统
课程性质：必修课程类别：专业
实验项目个数：3面向专业：计算机科学与技术、软件工程、计算机科学与技术（师范）
实验教材：自编教材，2010年3月
一、课程学时学分
课程学时：64 学分： 4
实验学时：12
二、实验目的、任务、教学基本要求及考核方式
1、目的和任务：
通过实验使学生加深对计算机操作系统的理解，对LINUX或WINDOWS常用操作系统进行基本的编程，通过必修实验，要求学生掌握操作系统中最基本的工作原理及实现方法，通过选修实验，提高学生对操作系统控制机制、访问机制和调度机制有深入的了解。
2、教学基本要求：
熟悉LINUX或WINDOW系统使用的基本方法；掌握LINUX或WINDOW的进程管理和存储分配，学会利用LINUX或WINDOW系统提供的功能调用进行基本的编程。
3、考核方式：
完成实验报告、提交软件程序和测试数据。
根据实验完成情况和实验报告给出相应的实验成绩，占课程总成绩的10%。
三、实验项目一览表
说明：在“实验要求”栏标明该实验项目是“必修”还是“选修”；在“实验类型”栏标明该实验
项目是“演示性”、“验证性”、“设计性”还是“综合性”实验；在“备注”栏标明完成该实验项目所需的主要仪器设备名称。
本大纲主笔人：邱建林
审核人：
计算机科学与技术学院。
操作系统教学大纲（含实验大纲）
操作系统教学⼤纲（含实验⼤纲）学分：3学时：54适⽤专业：计算机类专业《操作系统》教学⼤纲⼀、课程的性质与任务《操作系统》是计算机类专业的专业基础课程，是后续专业课程的理论基础。
本课程讲述计算机操作系统的结构和原理，主要偏重于操作系统功能与结构的理论分析，对于其中的重要部分辅之以实验，以加深对理论知识的理解和掌握。
通过本课程的学习，使学⽣掌握计算机操作系统各部分的功能和实现这些功能的体系结构和重要算法；对深⼊了解计算机的使⽤、计算机⼯作的原理以及应⽤软件的设计和运⾏起到重要的指导作⽤；可为后续专业课程的学习、以及提⾼软件设计⽔平和计算机应⽤的技术等奠定坚实的理论基础。
⼆、与教学计划中前后课程的关系前导课程：计算机组成原理与系统结构、程序设计基础、算法与数据结构等。
后续课程：软件⼯程、编译原理等。
⼆、教学⽅法1、传统的讲授为主的授课形式，借助PPT课件展⽰必要信息。
2、在⼀种操作系统环境下，通过演⽰相关的命令以及运⾏前期准备的程序代码来辅助学⽣理解实际系统的构造机理。
3、教学过程中，在相应章节安排必要的实验。
4、随课堂内容布置并批改课后作业。
5、实验教学环节：结合⼀种实⽤的操作系统平台实施相关实验，强化实验课程教学，重视学⽣的实际动⼿操作基本技能训练，培养学⽣掌握操作系统的原理和实际的应⽤。
四、教学内容组织安排教学时数及分配：本课程在第四学期开设，教学周为⼗⼋周，每周3个学时，总学时为54学时。
其中理论教学42学时，实验12学时。
《操作系统》课程的课堂讲授主要包括：操作系统的体系结构；进程的概念、进程的描述与控制、进程的同步与通讯以及进程管理的常⽤算法；处理机调度的策略和处理死锁的⽅法；存储器管理的⽅案和分配算法；⽂件系统的运⾏机制及关键的数据结构；设备与系统的结合⽅式，设备驱动程序的结构及加载机制。
本课程教学的重点是进程的概念，并以进程管理为主线，协调组织计算机内的硬软件资源。
结合进程的管理分析存储管理机制、系统调度机制、⽂件存储和访问机制以及设备驱动机制。
操作系统实验课程设计
操作系统实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握操作系统的基本原理，包括进程管理、内存管理、文件系统等核心概念。
2. 学习操作系统实验的基本方法和技巧，理解实验过程中的关键步骤和操作。
3. 了解操作系统的实际应用场景，理解其在计算机系统中的重要性。
技能目标：1. 能够独立完成操作系统的基本实验操作，如进程创建、同步与互斥、内存分配等。
2. 学会使用至少一种操作系统实验平台，进行实验设计和执行，具备实际操作能力。
3. 提升问题分析、解决和动手实践能力，培养良好的实验操作习惯。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统的学习兴趣，激发其探索计算机系统奥秘的欲望。
2. 增强学生的团队协作意识，培养在实验过程中与他人合作的沟通与协作能力。
3. 培养学生的创新精神，鼓励对现有操作系统进行改进和优化，提高计算机系统的性能。
针对课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标将分解为以下具体学习成果：1. 学生能够解释操作系统的基本原理，并运用到实验中。
2. 学生能够熟练使用操作系统实验平台，完成规定的实验任务。
3. 学生能够以小组形式合作解决问题，展示实验成果，并进行评价与反思。
4. 学生能够提出创新性想法，对现有操作系统进行改进和优化，提高系统性能。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 操作系统基本原理：- 进程与线程的概念、状态与转换。
- 进程同步与互斥、死锁与饥饿问题。
- 内存管理：分页、分段、段页式存储管理。
- 文件系统：文件、目录、存储设备、文件系统结构。
2. 实验方法与技巧：- 操作系统实验平台的使用方法。
- 实验操作步骤和技巧，如进程创建、同步与互斥实现、内存分配策略等。
- 实验报告的撰写规范。
3. 实验案例与操作：- 进程调度算法实验：FCFS、SJF、RR等。
- 同步互斥实验：生产者-消费者问题、哲学家就餐问题等。
- 内存管理实验：分页、分段存储管理算法实现。
4. 创新性与拓展性内容：- 操作系统性能评价与优化。
《操作系统实验》课程教学大纲
操作系统实验一、课程概况所属专业: 软件工程开课单位：数学计算机科学学院课程类型: 专业实验课程课程代码: 07414230开课学期: 4 学分： 1学时：34 核心课程: 否拟使用教材：袁宝华，操作系统实验教程，清华大学出版社，2010国内(外)现有教材：1.郑然，庞丽萍，计算机操作系统实验指导(Linux版)，人民邮电出版社(第1版)，20142.欧阳毅，操作系统实验指导，浙江工商大学出版社(第1版)，2012学习参考资料二、课程描述本门课程是对《操作系统》课堂教学的一个重要补充，与理论学习起着相辅相成的作用。
通过本实验课程的学习，学生可以增强本专业学生对操作系统软件实现技术的认识，对加深理解和掌握操作系统相关原理有重要帮助。
为在校继续学习其它专业课程和进行毕业设计，以及毕业后在信息技术领域工作或继续学习打下坚实的基础。
三、课程目标掌握进程调度、进程同步、内存分配、文件管理的方法和原理。
掌握操作系统的设计和实现思路，通过编写操作系统基本算法和功能的模拟程序，提高其解决实际问题的能力。
形成严谨、求实、创新的科学态度以及发现和解决问题的能力。
四、教学要求本课程由8组实验构成，分为验证、设计性类型，通过完成操作系统课程的实验环节，要求学生了解操作系统的实现方法和过程。
五、考核方式及要求为实现课程教学目标，本门课程考核采用平时考核、期末理论考核与上机考核相结合的方式进行。
平时考核用于考察学生参与课程教学的行为表现、实验操作情况，占课程总成绩的70%；期末理论考核主要用于检验学生对于实验原理与操作流程的熟悉程度，占课程总成绩的10%；上机考核为学生按教师命题编写程序，根据设计情况与结果进行评分，占课程总成绩的20%。
六、课程内容实验一：了解Linux（授课时间：第四学期第一到二周）教学目标：了解Linux。
主要内容：Linux的安装及配置、Linux基本环境与使用、Vi编辑器的使用、gcc 编译器的使用。
《操作系统实验》课程教学大纲
《操作系统》实验教学大纲一、课程基本信息名称：操作系统实验学分：0.5分/17学时考核方式：考查二、教学目标《操作系统》是计算机科学与技术专业的一门专业必修课程，其特点是概念多、较抽象和涉及面广，同时，也是一门实践性很强的课程，既要掌握原理，又需编程验证。
只有通过上机实验，才能使学生在整体上对操作系统的工作原理有深入的理解和掌握。
因此，本实验课程是实施《操作系统》原理教学的一个重要组成部分。
通过本实验课程的学习，学生应熟悉操作系统各功能中的基本算法，具有分析和设计操作系统主要功能、基本算法的能力。
三、教学内容实验项目一：Linux入门实验（2学时）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）了解LINUX运行环境的命令及使用格式（2）熟悉LINUX的常用基本命令（3）练习并掌握LINUX下C语言程序的编写、编译、调试和运行方法4.实验方法上机操作5实验仪器设备硬件设备：高档微机软件环境：Windows XP及虚拟机下安装的Linux6.实验内容（1）熟悉LINUX的常用基本命令如logout/exit、adduser、deluser、ls、cd 、pwd、mkdir、rmdir、rm、cp、mv、cat、man等。
（2）用vi编写一个简单的显示“hello word！”的程序，用gcc编译并观察编译后的结果，运行生成的可执行文件。
7.成绩评定实验要求提交相应的文档及实验报告，教师对其进行评分，最后纳入《操作系统》课程的平时成绩中。
实验项目二：Linux进程控制（4学时）1.实验属性：验证实验2.修读性质：必开3.教学目标（1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
（2）进一步认识并发执行的概念，区别顺序执行和并发执行。
（3）掌握进程创建的方法。
（4）熟悉进程的睡眠，同步和撤销等进程控制方法。
（5）分析进程争用临界资源的现象，学习解决进程互斥的方法。
4.实验方法上机操作5实验仪器设备硬件设备：高档微机软件环境：Windows XP及虚拟机下安装的Linux6.实验内容（1）编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。
《操作系统实验》课程实验大纲
《操作系统实验》课程实验大纲课程名称（中文）操作系统实验课程名称（英文） Experiments of Operating System课程编号 55000126课程性质非独立设课课程属性专业课任选课教材及实验指导书名称《计算机操作系统教程（第二版）》、《操作系统习题与实验指导》学时学分：总学时 72 总学分 4 实验学时 12 实验学分 0.5开出时间三年级第五学期适用专业生物医学工程专业先修课程计算机应用基础一、课程简介及基本要求操作系统是计算机系统的指挥中心，它既是系统中各种资源的管理者，又是服务的提供者。
操作系统在计算机系统中所处的地位和作用决定本课程在计算机学科课程中特殊重要的核心位置。
操作系统是计算机学科各专业的主干专业课，本课程的主要任务和目标是：使学生深刻理解操作系统的基本概念和运行机理，系统掌握操作系统基本原理、设计方法和实现技术，并熟悉主流操作系统的内部算法和外部界面，同时了解操作系统前沿性研究问题。
通过本课程学习，应使学生具备研制、维护和使用操作系统的基本能力，并具有从事操作系统方面研究的理论基础。
二、课程实验目的要求1)深刻理解线程和进程的概念，掌握线程与进程在组成成分上的差别以及与其相适应的通讯方式和应用目标2)深入理解处理机调度算法，了解硬实时概念，掌握周期性实时任务调度算法的可调度条件，并能在可调度情况下给出具体结果3)理解动态异长存储区资源管理，掌握所需数据结构和管理程序，了解各种存储分配算法的优点和缺点4)理解LINUX文件系统的内部技术，掌握LINUX与文件有关的系统调用命令，并在此基础上建立面向随机检索的Hash结构文件5)认识LINUX设备的种类和设备工作方式，理解设备驱动程序的工作原理，掌握设备驱动程序的编写规范，能编写并安装简单的设备驱动程序三、适用专业生物医学工程四、主要仪器设备计算机、网络设备、打印机五、实验方式与基本要求本实验是专业实验课程，在教学方法上，采用实验课堂讲授，学生独立完成。
操作系统课程实验教学大纲
《操作系统》课程实验教学大纲[适用对象]计算机科学与技术（医药软件开发）专业[实验学时] 12学时一、实验教学任务和目的《操作系统》课程实验与《操作系统》理论课程密切结合，是以操作系统实现算法为主的、非单独设课的四年制本科计算机专业学生的实验课程。
所涉及的计算机知识面较广，具有较强的综合性。
本门课程应在《C语言程序设计》、《数据结构》等课程学习后开出。
通过本门课程的学习，学生应掌握操作系统的基本特征和功能，了解操作系统的发展趋势，熟悉操作系统各功能中的基本算法，对操作系统的基本工作原理有深刻的认识，具有分析和设计操作系统主要功能、基本算法的能力，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础。
通过本实验课程，应达到以下几个教学目的1.对操作系统的发展过程、功能结构、特征和发展趋势有清晰的了解。
2.掌握进程和线程的基本概念、同步和通信、调度与死锁。
3.熟悉连续式、离散式存储器的管理方式及虚拟存储器工作原理。
4.熟悉设备管理原理、文件管理原理和用户接口。
5.对网络操作系统的功能和特征有清晰的了解。
6.掌握系统安全相关的基本概念，了解各种加密算法及防火墙工作原理。
7.具备分析和设计操作系统基本算法的能力。
二、实验教学基本要求要求掌握流行操作系统的基本使用与管理操作，并学会用高级程序设计语言设计有关进程创建、调度、通信以及存储管理、文件管理等的模拟程序。
最后给出实验报告（包括实验题目、内容及要求，实验设计方案及原理图，实验中问题的出现及分析，实验环境，实验结论，参考资料等）。
三、实验教学内容实验一调度算法设计1、实验目的和要求通过设计先来先服务调度算法和短作业优先调度算法，模拟多个进程调度方式，进一步理解先来先服务和短作业优先调度算法的实质，掌握周转时间和带权周转时间等基本概念，并对两种算法的优劣有清晰的了解。
要求学生选择一种熟悉的高级语言，完成调度算法设计。
提交编译链接成功的源代码文件和可执行的EXE文件以及相应的设计文档，并检查实际运行结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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《操作系统实验》课程设计教学大纲
课程编码：3142
名称：操作系统实验
周数：1周
适用专业：信息与计算科学
一、课程设计教学的性质和任务
《操作系统》是计算机科学与技术专业中的一门重要基础课，目的是让学生了解操作系统的基本概念，理解计算机系统的资源如何组织，操作系统如何有效地管理这些系统资源，用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。
通过课程设计，学生可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统，并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。
操作系统课程设计，对于训练学生掌握程序设计、熟悉上机操作和程序调试技术都有重要作用。
重点培养学生的思维能力、创新能力和排错能力。
二、课程设计教学的主要内容和基本要求
1、课程设计教学的主要内容及知识、能力、素质的基本要求；
（一）主要内容：（任选其一）
课题一、处理机调度模拟程序：选择一个调度算法，实现处理机调度。
设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。
也就是说能运行的进程数大于处理机个数。
为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择一进程占用处理机。
要求学生设计一个模拟处理机调度算法，以巩固和加深处理机调度的概念。
设计要求：
1）进程调度算法包括：时间片轮转法，短作业优先算法，先来先服务算法。
2）可选择进程数量
3）本程序包括三种算法，用C语言实现，执行时在主界面选择算法（可用函数实现），进入子页面后输入进程数，（运行时间，优先数由随机函数产生），执行，显示结果。
课题二、用多进程同步方法解决生产者-消费者问题
设计目的：通过研究Linux 的进程机制和信号量实现生产者消费者问题的并发控制.
说明:有界缓冲区内设有20个存储单元,放入/取出的数据项设定为1-20这20个整型数.
设计要求：(1)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的全部内容,当前指针位置和生产者/消费者线程的标识符.(2)生产者和消费者各有两个以上.(3)多个生产者或多个消费者
之间须有共享对缓冲区进行操作的函数代码.
提示:(1) 有界缓冲区可用数组实现.
课题三、设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法的具体实现过程,并计算访问命中率：
要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现
1）先进先出算法（FIFO）
2）最近最久未使用算法（LRU）
3）最佳置换算法（OPT）
课题四、编程模拟多进程共享临界资源：
要求产生3个进程：
1）两个进程模拟需要进入临界区的用户进程，当需要进入临界区时，显示：“进程x请求进入临界区…”，同时向管理进程提出申请；申请返回，表示进入了临界区。
在临界区中等待一段随机时间，并显示：“进程x正在临界区…”；当时间结束，显示：“进程x退出临界区…”,同时向管理进程提出退出申请；当申请返回，
显示：“进程x已退出临界区。
”
2）一个进程作为原语的管理进程，接受其他进程的临界区进入请求：如果允许进入，则设置相应变量，然
后返回；如果不允许进入，则进入循环等待，直到允许为止；
3）对临界区的访问应遵循空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待的准则。
4）进程间通信可以采用信号、消息传递、管道或网络通信方式。
课题五、存储管理---动态分区分配算法的模拟：
要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应
算法；
课题六、编程演示三种存储管理方式的地址换算过程：
1）分页方式的地址换算
2）分段方式的地址换算
3）段页式的地址换算
（二）基本要求：
1）要求学生能正确演示、结果清晰，编程所用工具不限。
2）要求学生在设计中要做到比较全面及灵活地运用所学到的基本理论和基本知识。
3）要求学生侧重表现自己的基本技能；基本测试及运算能力；语言文字表达及书写能力。
4）要求学生能够锻炼独立分析和解决实际问题的能力，特别是要掌握从事科学技术研究的基本方法。
5）要求学生按规定和要求编写课程设计说明书。
2、课程设计教学方法手段的基本要求。
教学方法：通过教师指导答疑与学生一周的上机试验相结合的教学方法
基本要求：要求每个学生从所给题目中任选一个，学生必须独立完成课程设计，不能相互抄袭，文档不能相同；设计完成后，将所完成的工作交由老师检查；要求写出一份详细的设计说明书。
设计说明书按下列小标题格式来书写：
1）题目：标题由“题目”组成。
2）任务：根据标题提出任务，要简明扼要。
3）思想：对任务进行构思和设想。
4）目的：在构思中提出要达到的目的。
5）方案：对构思的细化，提出粗略的方案。
6）框图：根据访案画出框图并审核框图。
7）程序：是实施框图的主体并运行和修改。
8）文档：运行环境，输入条件，输出结果，整理成文。
9）总结：谈心得体会，特别是开发一个软件的体会。
10）附件：程序
三、时间分配表
四、考核与评分
1、验收相关文档；
2、验收程序，提交的电子文档和软件必须是由学生自己独立完成，雷同者教师有权视其情况扣分或记零分；
3、成绩以优、良、中、及格、不及格为评分结果。
课程设计成绩评定的依据有设计文档资料、具体实现设计方案的程序及课程设计考勤登记表综合评定。
优：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确，其中有总体设计思想的论述；程序完全实现设计方案，设计方案先进，软件可靠性好，设计态度端正；
良：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确；有完全实现设计方案的软件，设计方案较先进，设计态度端正；
中：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案正确，设计态度端正；
及格：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案基本正确，设计态度端正；
不及格：没有完整的符合标准的文档，软件没有基本实现设计方案，设计方案不正确，设计态度不端正。
制定单位：西安工业大学数理系
制定人：时华
审核人：袁庆生
批准人：杨力。