《操作系统安全》课程教学大纲
《操作系统》教学大纲
《操作系统》教学大纲操作系统教学大纲一、引言操作系统是计算机科学中非常重要的一门课程。
本教学大纲旨在介绍操作系统的基本概念、原理和设计等内容，帮助学生深入理解操作系统的工作原理和应用。
二、课程目标1. 了解操作系统的基本概念和发展历史；2. 掌握操作系统的主要组成部分及其功能；3. 理解操作系统的进程管理、内存管理和文件系统等关键原理；4. 掌握常见操作系统的实践应用；5. 培养学生的问题分析和解决能力，以及团队合作和沟通能力。
三、课程内容1. 操作系统概述1.1 操作系统的定义和作用1.2 操作系统的历史演变1.3 操作系统分类和特点2. 进程管理2.1 进程的定义和特点2.2 进程的创建、调度和终止 2.3 进程同步与通信2.4 死锁及其避免与解决3. 内存管理3.1 内存的层次和管理需求3.2 内存分配和回收策略3.3 虚拟内存和页面置换算法3.4 内存保护与共享4. 文件系统4.1 文件系统的基本概念和功能 4.2 目录结构与文件操作4.3 文件系统的实现与管理4.4 文件存储与磁盘管理5. 输入输出管理5.1 输入输出设备的特点和分类 5.2 缓冲区管理和设备驱动程序5.3 文件IO与设备IO的区别和联系5.4 IO性能优化和错误处理6. 操作系统安全6.1 访问控制和权限管理6.2 安全性漏洞与攻击类型6.3 数据加密和防护机制6.4 安全策略和审核措施四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解介绍操作系统的基本概念和原理；2. 实验演示：通过操作系统实验，让学生了解操作系统的实际应用；3. 课堂讨论：引导学生进行问题讨论和解决方案的思考；4. 团队项目：组织学生进行操作系统设计与实现的团队项目。
五、考核方式1. 课堂作业：布置与课程内容相关的编程或理论作业；2. 实验报告：要求学生完成操作系统实验并撰写实验报告；3. 期中考试：对学生对操作系统的理论知识进行考核；4. 期末项目：要求学生独立或团队完成操作系统设计与实现的项目。
《操作系统安全》课程教学大纲
《操作系统安全》课程教学大纲课程名称操作系统安全课程编码131530019 课程类型（学院内）跨专业课程适用范围信息安全学分数 3 先修课程操作系统、数据结构学时数48 其中实验学时其中实践学时考核方式考试制定单位数学与信息科学学院执笔者审核者一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务操作系统安全是信息领域重要的核心技术, 在信息安全领域有着非常重要的地位。
《操作系统安全》对培养学生抽象思维能力和信息安全的分析能力有着重要作用；也是信息安全专业高年级学生开设的一门重要课程, 其为全面了解操作系统的安全机制、安全设计、操作系统评测和安全应用提供一些入门方法, 使学生对操作系统安全有一个清晰和完整的认识。
（二）课程教学的目的和要求通过本课程的学习, 学生具有操作系统安全基础知识, 具备对操作系统安全进行分析的基本专业素质和能力。
了解：操作系统安全的有关概念及相关问题, 包括Windows、UNIX等流行操作系统的存在的安全问题, 了解高安全级别操作系统的有关安全机制, 了解操作系统安全评测、安全操作系统的应用和国外在安全操作系统领域的新进展。
理解: 操作系统安全模型、安全体系结构和操作系统安全形式化规范与验证以及安全操作系统设计一般过程。
掌握: 操作系统安全的基本概念、操作系统的安全机制、操作系统设计主要的安全模型和安全体系结构、Unix系统安全策略及安全机制、隐蔽通道分析和处理方法。
（三）课程教学方法与手段教学方法: 本课程采用老师讲授、结合学生自学的方法；教学手段：采用多媒体教学, 教师口授结合电脑演示。
（四）课程与其它课程的联系本课程涉及到信息安全基础、数据结构、计算机网络和操作系统等知识, 因而在开设本课程之前需要为学生开设预备课程: 数据结构、密码学原理、计算机网络和操作系统。
（五）教材与教学参考书教材: 卿斯汉等著, 操作系统安全（第2版）, 清华大学出版社, 2011。
教学参考书:1.卿斯汉等著, 操作系统安全, 清华大学出版社, 2004。
李治军操作系统教学大纲
李治军操作系统教学大纲一、课程简介本课程旨在介绍计算机操作系统的基本概念、原理和技术，使学生掌握操作系统的基本原理、实现技术和应用方法，了解当前操作系统的发展动态和未来发展方向。
通过本课程的学习，学生能够掌握操作系统的基本概念，了解各种操作系统的特点和常见问题，掌握操作系统的设计与实现技术。
二、教学目标1. 掌握操作系统的基本概念和工作原理；2. 理解操作系统的结构和组成；3. 掌握操作系统的设计与实现方法；4. 了解不同类型的操作系统，并能够对其进行比较分析；5. 培养学生的问题分析和解决问题的能力。
三、教学内容1. 操作系统概述1.1 操作系统简介1.2 操作系统的功能和特点1.3 操作系统的发展历程2. 操作系统结构2.1 操作系统的层次结构2.2 操作系统的组成和功能2.3 操作系统的接口和服务3. 进程管理3.1 进程的概念3.2 进程的状态和转换3.3 进程的调度3.4 进程同步与通信4. 存储管理4.1 存储器的层次结构4.2 存储器的管理方式4.3 虚拟存储器4.4 存储器的分配与回收5. 文件系统5.1 文件系统概念5.2 文件系统的组织和访问方法5.3 文件系统的实现技术5.4 文件系统的管理和保护6. 设备管理6.1 设备的分类和结构6.2 设备的管理和分配6.3 设备的中断和处理6.4 设备的保护和控制四、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式，包括理论讲授、案例分析、实验操作、课堂讨论等。
通过理论讲解，学生可以系统地了解操作系统的基本概念和原理；通过案例分析和实验操作，学生能够深入理解操作系统的实现技术和应用方法；通过课堂讨论和互动，能够提高学生的问题分析和解决问题的能力。
五、教学评估学生的学习成绩将主要由平时作业、实验报告、课堂讨论和期末考试等方面综合评定。
通过学生的课堂表现、实验操作和学术论文，来考察学生对操作系统基本理论的掌握及对操作系统实践应用的能力。
六、参考教材1. 《操作系统：设计与实现》2. 《现代操作系统》3. 《操作系统概念》七、补充说明本大纲仅为教学参考，实际教学内容和教学方法将根据学生实际情况和教学需要进行调整。
2024年度《操作系统原理》教学大纲
介绍RBAC的基本概念和实现方法，如何通 过角色来管理用户的权限。
2024/2/2
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加密技术在操作系统中的应用
加密技术的基本概念
解释加密技术的核心思想，包括加密 算法、密钥管理等。
文件加密
描述操作系统中文件加密的实现方法 和技术，如EFS（加密文件系统）。
2024/2/2
磁盘加密
阐述磁盘加密的原理和实现方法，包 括全盘加密和分区加密等。
微型化与嵌入式操作系统
随着物联网和智能终端的普及 ，微型化和嵌入式操作系统将 成为未来发展的重要方向，它 们需要更加轻量级、高效和安 全。
云计算与分布式操作系统
云计算和分布式系统的快速发 展对操作系统提出了新的挑战 和机遇，未来的操作系统需要 支持大规模并发处理、资源动 态管理和跨平台协作等功能。
人工智能与操作系统融合
优点分析
解决了内存碎片问题，提高了内存利用率。允许程序的大小超过可用内存的大小，通过虚 拟内存技术实现。提供了更好的内存保护，每个程序只能访问自己的内存空间，不能访问 其他程序的内存空间。
缺点分析
需要复杂的软件和硬件支持，如页表、段表等数据结构以及相应的内存管理算法。在页式 存储管理中，会产生页面抖动现象，即频繁地换入换出页面导致系统性能下降。
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访问控制机制的实现原理
访问控制的基本概念
访问控制列表（ACL）
解释访问控制的核心思想，即主体对客体 的访问权限管理。
描述ACL的工作原理和实现方法，如何通过 ACL来管理用户对资源的访问权限。
强制访问控制（MAC）
基于角色的访问控制（RBAC）
阐述MAC的特点和实现原理，如基于格模 型的访问控制。
2024/2/2
《操作系统》课程教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一、教学大纲说明(一)课程的地位、作用与任务《操作系统》是信息类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一，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、xinux）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。
先修课要求，本课程在学习之前最好具有计算机组成原理、程序设计语言的知识。
(二)课程的教学目的和要求通过本课程的学习，使学生较好地掌握操作系统在计算机系统中的重要作用和基本工作原理。
了解操作系统发展过程、新技术的应用。
理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统及它们的使用和一般管理方法，为今后的进修、应用实务作好技术准备。
掌握：基本概念包括：多道程序设计、并发、分时、作业、进程、互斥与同步、周转时间、吞吐量、重定位、连接、虚拟存储、虚拟设备、死锁、线程。
基本知识：计算机系统资源（处理机、存储器、设备、文件）的管理策略。
基本技能：管理系统资源的常用命令、系统配置与维护的方法和技术。
理解重点：进程概念、存储管理（尤其虚拟存储）的各种策略、文件系统的管理、设备的管理和配置。
结合具体现代操作系统加深理解。
了解难点：进程的概念及其与程序的区别、进程间同步与互斥的正确实现、虚拟设备与虚拟存储。
Unix,Windows NT的系统结构、功能特点。
(三)课程的教学方法与手段１、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主。
约佔80%。
实验与自学约佔20%。
教师应该提供自学提纲并适当辅导。
《操作系统》课程教学大纲-30学时
《操作系统》课程教学大纲课程编号：030115Z0适用专业：计算机相关专业课程类型：必修课课程性质：专业基础课课程学时：30 课程学分：2一、课程定位操作系统（Operating System）课程是计算机相关专业一门专业基础课程，在课程设置上起着承上启下的作用，其特点是概念多、抽象和涉及面广。
主要任务是：使学生掌握计算机操作系统的基本原理及组成；计算机操作系统的基本概念和相关的新概念、名词及术语；了解计算机操作系统的发展特点、设计技巧和方法；对常用计算机操作系统会进行基本的操作使用。
本课程的学习要求学生具有一定的计算机组成和计算机程序设计基础，先导课程为计算机组成原理、C语言和数据结构，后续课程为网络基础，数据库，Linux技术等。
二、课程目标本课程的教学基本目标：是使学生理解操作系统基本原理，并在此基础上培养学生实际动手编程能力。
1.知识目标（1）理解操作系统的基本原理、组成、基本概念和主要功能；（2）基本掌握常用算法；（3）掌握常用操作系统的基本操作以及基本配置；（4）了解API函数的简单应用。
2.能力目标（1）熟练使用计算机操作系统；（2）能够解决一些简单的应用问题；（3）了解计算机操作系统设计技巧；3.素质目标（1）初步具备辩证思维的能力；（2）具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神；（3）加强职业道德意识。
三、课程设计1.设计理念以职业能力培养为导向，进行课程开发与设计。
按照人才培养目标要求来确定课程的内容、教学组织、教学方法和手段，注重培养学生分析问题、解决问题的能力、计算机思维能力、自学能力和从业能力。
(2.设计思路（1）以“够用、适用、实用"为目标设计课程教学内容。
（2）考虑后续课程需要，突出重点，强化专业应用。
（3）注重课堂教学互动，老师为主导，学生为主体，引导学生积极思维，培养学生的学习能力。
（4）注重培养学生分析问题、解决问题的能力和自学能力。
四、课程内容与学时分配五、教学设计。
操作系统教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：《操作系统》总学时与学分：72学时 4学分课程性质：专业必修课授课对象：计算机科学与技术专业二、课程教学目标与任务操作系统原理是一门专业基础课程，是涉及考研等进一步进修的重要课程，是计算机体系中必不可少的组成部分。
本课程的目的和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，掌握操作系统的使用和一般的管理方法，从而为学生以后的学习和工作打下基础。
三、学时安排课程内容与学时分配表章节内容学时第一章操作系统引论5第二章进程管理12第三章处理机调度与死锁12第四章存储管理12第五章设备管理10第六章文件管理8第七章操作系统接口4第八章网络操作系统3第九章系统安全性3第十章UNIX操作系统3四、课程教学内容与基本要求第一章操作系统引论教学目标：通过本章的学习，使学生掌握操作系统的概念，操作系统的作用和发展过程，知道操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机系统的首次扩充，是现代计算机系统必须配置的软件。
基本要求：掌握操作系统的目标和作用、发展过程、基本特征及主要功能；了解操作系统的结构设计本章重点：操作系统的概念、作用，操作系统的基本特征以及操作系统的主要功能。
本章难点：操作系统基本特征的理解，操作系统主要功能的体现。
教学方法：讲授与演示相结合1．操作系统的目标和作用：操作系统的目标、作用、推动操作系统发展的主要动力。
2. 操作系统的发展过程：无操作系统的计算机系统、批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统的发展。
3．操作系统的基本特征：并发性和共享性、虚拟和异步性。
4. 操作系统的主要功能：处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能。
5. OS结构设计。
第二章进程管理教学目标：通过本章的学习使学生了解在现代的操作系统中程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。
操作系统所具有的四大特征也都是基于进程而形成的，并可以从进程的观点来研究操作系统。
操作系统教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一课程说明1.课程基本情况课程名称: 操作系统英文名称: Operation System课程编号: 2413218开课专业: 计算机科学与技术开课学期: 第4学期课程学分/周学时: 5/5课程类型: 专业主干必修课2.课程性质操作系统是计算机专业的专业课, 以计算机组成原理为先导课程。
通过本课程的学习使学生能够从资源管理的角度了解操作系统的工作方式。
操作系统是计算机的核心软件, 是所有计算机专业的必修课程, 但由于课程本身理论性较强, 较抽象, 使得该门课程的教与学一直是计算机专业的一个难点。
3.本课程的教学目的和任务操作系统是计算机系统中的重要系统软件, 是计算科学、信息学、软件专业重要的专业课程。
本课程的目的和任务是使学生全面地了解和掌握操作系统的目标、作用和模型, 从资源管理的角度领会操作系统的功能和实现过程。
使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练, 提高运用理论知识解决实际问题的能力。
本课程概述操作系统的形成、类型和功能；阐述进程管理, 包括进程和线程的基本概念、进程的同步和通信、调度和死锁；详细介绍存储器管理和虚拟存储器的概念以及对虚拟存储器性能的分析；讨论设备管理、文件系统以及磁盘存储器的管理以及操作系统的保护与安全；最后, 对操作系统的最新发展包括网络操作系统、分布式操作系统做扼要介绍。
通过本课程的学习, 帮助学生建立计算机操作系统处理问题的思维模式, 初步掌握设计系统的基本思想, 基础知识、基本原理和基本方法, 培养和提高学生设计程序和调试程序的能力, 启发学生将该课程的知识引入到其它基础课和专业课的学习。
4.本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求先行课程: 《汇编语言程序设计》、C语言程序设计、数据结构、计算机组成原理关联课程: 数据库原理与设计、计算机网络、分布式系统计算机操作系统是一个大型且复杂的系统软件, 它是许多人共同合作编制而成。
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《操作系统安全》课程教学大纲
课程名称操作系统安全
课程编码131530019 课程类型（学院内）跨专业课程
适用范围信息安全
学分数 3 先修课程操作系统、数据结构
学时数48 其中实验学时
其中实践学时考核方式考试
制定单位数学与信息科学学院
执笔者审核者
一、教学大纲说明
（一）课程的性质、地位、作用和任务
操作系统安全是信息领域重要的核心技术，在信息安全领域有着非常重要的地位。
《操作系统安全》对培养学生抽象思维能力和信息安全的分析能力有着重要作用；也是信息安全专业高年级学生开设的一门重要课程，其为全面了解操作系统的安全机制、安全设计、操作系统评测和安全应用提供一些入门方法，使学生对操作系统安全有一个清晰和完整的认识。
（二）课程教学的目的和要求
通过本课程的学习，学生具有操作系统安全基础知识，具备对操作系统安全进行分析的基本专业素质和能力。
了解：操作系统安全的有关概念及相关问题，包括Windows、UNIX等流行操作系统的存在的安全问题，了解高安全级别操作系统的有关安全机制，了解操作系统安全评测、安全操作系统的应用和国外在安全操作系统领域的新进展。
理解：操作系统安全模型、安全体系结构和操作系统安全形式化规范与验证以及安全操作系统设计一般过程。
掌握：操作系统安全的基本概念、操作系统的安全机制、操作系统设计主要的安全模型和安全体系结构、Unix系统安全策略及安全机制、隐蔽通道分析和处理方法。
（三）课程教学方法与手段
教学方法：本课程采用老师讲授、结合学生自学的方法；
教学手段：采用多媒体教学，教师口授结合电脑演示。
（四）课程与其它课程的联系
本课程涉及到信息安全基础、数据结构、计算机网络和操作系统等知识，因而在开设本课程之前需要为学生开设预备课程：数据结构、密码学原理、计算机网络和操作系统。
（五）教材与教学参考书
教材：卿斯汉等著，操作系统安全（第2版），清华大学出版社，2011。
教学参考书：
1、卿斯汉等著，操作系统安全，清华大学出版社，2004。
2、贾春福，操作系统安全，武汉大学出版社，2006。
3、林果园等，操作系统安全、北京邮电出版社，2010。
二、课程的教学内容、重点和难点
第一章引言
内容：操作系统面临安全威胁、操作系统安全和信息系统安全、安全操作系统的发展状况、安全操作系统的术语。
重点：操作系统的面临安全威胁。
难点：操作系统面临安全威胁。
第二章基本概念
内容：系统边界与安全周界、安全功能与安全保证、主体与客体、安全策略和安全模型、访问控制思想、可信计算基。
重点：主体与客体、安全策略和安全模型、访问控制思想、可信计算基。
难点：主体与客体、访问控制思想、可信计算基。
第三章安全机制
内容：硬件安全机制、标识与鉴别、访问控制、可信路径、安全审计和Unix安全机制。
重点：标识与鉴别、访问控制、可信路径、安全审计和Unix安全机制。
难点：访问控制、可信路径、安全审计和Unix安全机制。
第四章安全模型
内容：安全模型的作用和特点、形式化安全模型设计、状态机模型原理、机密性安全模型、完整性安全模型、多策略安全模型和安全性分析模型。
重点：形式化安全模型设计、状态机模型原理、机密性安全模型、完整性安全模型、多策略安全模型。
难点：形式化安全模型设计、状态机模型原理、机密性安全模型、完整性安全模型。
第五章安全体系结构
内容：安全体系结构概念、全能体系、FLASK体系和LSM安全框架。
重点：安全体系结构概念、全能体系、FLASK体系。
难点：全能体系、FLASK体系。
第六章形式化规范与验证
内容：形式化安全验证技术原理、形式化验证系统结构和Gypsy验证实例。
重点：形式化安全验证技术原理、形式化验证系统结构。
难点：形式化安全验证技术原理、形式化验证系统结构。
第七章隐蔽通道分析与处理
内容：隐蔽通道概念、隐蔽通道标识技术、隐蔽通道带宽计算技术和处理技术。
重点：隐蔽通道标识技术、隐蔽通道带宽计算技术和处理技术。
难点：隐蔽通道标识技术、隐蔽通道带宽计算技术和处理技术。
第八章安全操作系统设计
内容：设计原则与一般结构、一般开发过程、注意问题、安胜安全操作系统设计、经典SELinux 安全设计。
重点：设计原则与一般结构、安胜安全操作系统设计、经典SELinux安全设计。
难点：安胜安全操作系统设计、经典SELinux安全设计。
第九章操作系统安全评测
内容：操作系统安全性保证手段、操作系统安全评测方法、安全评测标准。
重点：操作系统安全评测方法、安全评测标准。
难点：操作系统安全评测方法。
第十章安全操作系统的网络扩展
内容：网络体系结构、网络安全威胁和安全服务、分布式安全网络系统和安全网络系统发展趋势。
重点：网络体系结构、网络安全威胁和安全服务、分布式安全网络系统。
难点：网络体系结构、网络安全威胁和安全服务、分布式安全网络系统。
第十一章可信计算和可信操作系统
内容：可信计算概念、可信计算平台模块与可信加密模块、可信平台技术和可信操作系统技术。
重点：可信计算平台模块与可信加密模块、可信平台技术和可信操作系统技术。
难点：可信计算平台模块与可信加密模块、可信平台技术。
第十二章新型操作系统发展与展望
内容：PC操作系统的发展与安全、Web OS的发展与安全、云操作系统与安全。
重点：PC操作系统的发展与安全、云操作系统与安全。
难点：PC操作系统的发展与安全、云操作系统与安全。
三、学时分配
四、课内实践教学安排
无。