课程概述

‍本课程是计算机类专业的必修课程，旨在全面系统地介绍操作系统的体系结构、设计机理及实现方法和技术，包括自启动装入、系统调用与接口、处理器调度及进/线程控制、同步与通信机制、死锁处理、基于分区/分页/分段的内存管理及虚拟存储、设备管理、文件系统等，从而培养同学在操作系统研发方面的理论基础及技术素养。课程教学力争突出如下特色和亮点：1、知识体系务求科学合理、教学内容务求丰富完善、难点讲授务求思路清晰；2、注重实践与理论并重，持续更新完善实验课题体系，引导学生钻研具有一定创新性和挑战度的操作系统研发难题以培养实践能力及实用技能；3、全面贯彻以学生为中心及因材施教和兴趣驱动的教学理念，注重教学互动、及时反馈和答疑指导。

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。


预备知识

‍理论知识：数据结构、计算机组成原理

编程基础：C语言程序设计、汇编语言程序设计

授课大纲

ZGSOS[0]操作系统课程介绍及考核要求

第0学时

ZGSOS[1]第一章 操作系统引论

ZGSOS[1-1]操作系统概念

ZGSOS[1-2]操作系统硬件基础

ZGSOS[1-3]操作系统用户接口与系统调用

ZGSOS[1-4]启动模块及自装入机制

ZGSOS[1-5]操作系统的发展

ZGSOS[1-6]操作系统功能及特征

ZGSOS[1-7]操作系统结构设计

ZGSOS[1]第一章 操作系统引论2021北京交通大学线下课件合集版

ZGSOS[1]第一章操作系统引论单元测试A

操作系统实验课题一：Linux命令解释程序或最简操作系统或Linux启动初始化探析或Linux系统调用设计添加

ZGSOS[2]第二章 进程管理

ZGSOS[2-1]进程基本概念

ZGSOS[2-2]进程控制

ZGSOS[2-3]进程同步机制

ZGSOS[2-4]经典进程同步问题

ZGSOS[2-5]管程

ZGSOS[2-6]进程通信

ZGSOS[2-7]线程

ZGSOS[2]第二章 进程管理2021北京交通大学线下课件合集版

操作系统实验课题二：同步机制及应用编程实现与比较或典型同步问题模拟处理编程设计与实现

ZGSOS[2]第二章进程管理单元测试A

ZGSOS[2]第二章进程管理单元测试B

ZGSOS[2]第二章进程管理单元测试C

ZGSOS[3]第三章 处理机调度与死锁

ZGSOS[3-1]调度类型与模型

ZGSOS[3-2]调度算法及评价准则

ZGSOS[3-3]死锁及处理方法

ZGSOS[3]第三章 处理器调度与死锁2021北京交通大学线下课件合集版

ZGSOS[3]第三章处理机调度与死锁单元测试A

ZGSOS操作系统实验课题三：处理器调度算法模拟实现与比较或Linux处理器调度机制及相关调度算法探析或Linux处理器调度新型算法设计实现与测试验证或银行家算法模拟实现或死锁检测算法模拟实现

ZGSOS[4]第四章 内存管理

ZGSOS[4-1]内存管理概述

ZGSOS[4-2]连续分配内存管理

ZGSOS[4-3]基本分页内存管理

ZGSOS[4-4]基本分段内存管理

ZGSOS[4-5]段页式内存管理

ZGSOS[4-6]虚拟内存管理

ZGSOS[4-7]请求分页内存管理

ZGSOS[4-8]请求分段内存管理

ZGSOS[4-9]x86体系中请求段页式支撑机制

ZGSOS[4]第四章 内存管理2021北京交通大学线下课件合集版

ZGSOS操作系统实验课题四：动态可重定位分区内存管理模拟设计与实现或页面淘汰算法模拟实现与比较或Linux内存管理机制及页面淘汰算法探析

ZGSOS[4]第四章内存管理单元测试A

ZGSOS[5]第五章 设备管理

ZGSOS[5-1]I/O系统组成

ZGSOS[5-2]I/O控制方式

ZGSOS[5-3]设备管理目标、功能及层次结构

ZGSOS[5-4]缓冲管理

ZGSOS[5-5]设备分配

ZGSOS[5-6]设备驱动与输入输出中断处理

ZGSOS[5-7]磁盘存储器管理

ZGSOS[5]第五章 设备管理2021北京交通大学线下课件合集版

操作系统实验课题五：Linux设备驱动程序设计与实现或Windows设备驱动程序设计与实现或Linux特定设备驱动程序设计探析或基于龙芯或鲲鹏处理器的Linux操作系统的移植或移动头磁盘调度算法模拟实现与比较

ZGSOS[5]第五章设备管理单元测试A

ZGSOS[6]第六章 文件系统

ZGSOS[6-1]文件系统概念及模型

ZGSOS[6-2]文件逻辑组织及存取方法

ZGSOS[6-3]文件物理组织及外存分配

ZGSOS[6-4]文件存储空间管理之数据结构

ZGSOS[6-5]文件目录结构及管理

ZGSOS[6-6]文件共享与保护

ZGSOS[6-7]文件系统安全保护

ZGSOS[6-8]文件系统数据性能改善策略及一致性控制

ZGSOS[6]第六章 文件系统2021北京交通大学线下课件合集版

ZGSOS操作系统实验课题六：FAT文件系统模拟设计与实现或基于Linux的类EXT文件系统的克隆实现或Linux特定文件系统设计探析

ZGSOS[6]第六章文件系统单元测试A

ZGSOS[7]第七章 操作系统实例设计分析

ZGSOS[7-0]操作系统领域图灵奖获得者

ZGSOS[7-1]UNIX设计要旨

ZGSOS[7-1] Unix系统设计2021北京交通大学线下课件合集版

参考资料

[1] 汤小丹，梁红兵，哲凤屏等．计算机操作系统（第四版）．西安：西安电子科技大学出版社，2014．

[2] Ramez Elmasri，A Gil Carrick，David Levine，操作系统实用教程：螺旋方法（翟高寿译）。机械工业出版社，2018

[3] 邹鹏．操作系统原理与实践．北京：高等教育出版社，2008．

[4] 翟高寿．系统程式. 台北：新文京开发出版股份有限公司，2007．

[5] 张尧学，史美林．计算机操作系统教程（第二版）．北京：清华大学出版社，2000．

[6] 陈向群，杨芙清．操作系统教程（第一版）．北京：北京大学出版社，2001．

[7] 陈向群，向勇，王雷等．Windows操作系统原理（第二版）．北京：机械工业出版社，2005．

[8] 孟静．操作系统教程——原理和实例分析（第二版）．北京：高等教育出版社，2006．

[9] 孙仲秀，费翔林，骆斌等．操作系统教程（第三版）．北京：高等教育出版社，2003．

[10]赵炯．Linux内核完全剖析（第一版）．北京：机械工业出版社，2006．

[11]Silberschatz A．Applied Operating System Concept（影印版）．北京：高等教育出版社，2002．

[12]Bach M J．The Design of the UNIX Operating System（影印版）．北京：机械工业出版社，2006．（中文书名：UNIX操作系统设计）

[13]Tanenbaum A S．Modern Operating System（Second Edition，影印版）．北京：机械工业出版社，2005．（中文书名：现代操作系统）

[14]Tanenbaum A S，Woodhull A S．Operating Systems：Design and Implementation（Second Edition，影印版）．北京：清华大学出版社，1997．（中文书名：操作系统设计及实现）

[15]Dhamdhere D.M．Systems Programming and Operating Systems（Second Edition，影印版）．北京：清华大学出版社，2001．（中文书名：系统程序设计和操作系统）