课程概述

本课程是计算机科学与技术专业核心基础课程，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，包括系统调用、进/线程概念、同步/通信机制、调度算法、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，培养同学在操作系统研发方面的理论基础及技术素养,强调理论与实践相结合，通过理论学习、实践运用，课堂讨论、课后动手，使学生获得知识运用能力、实验分析能力和工程设计能力。

证书要求

课程考核由课堂表现成绩（积极参与课程讨论、质疑和答疑）、理论习题作业（单元测试）成绩、实验课题报告（单元作业）成绩、期末测评成绩组成。加强过程考核。考核过程中，应注意学生个体差异，可以适当制定个性化评定方式，对于考核分值可以根据网络教学的特点和实际情况，进行适度的调整和评定。

预备知识

编程基础：高级程序设计语言（C++）

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[1-3]操作系统用户接口与系统调用

ZGSOS[1-1]操作系统概念

ZGSOS[1-7]操作系统结构设计

ZGSOS[1-4]启动模块及自装入机制

ZGSOS[1-5]操作系统的发展

ZGSOS[1-2]操作系统硬件基础

ZGSOS[1-6]操作系统功能及特征

ZGSOS操作系统实验课题3_Linux启动初始化过程探析

ZGSOS操作系统实验课题2_最简操作系统设计与实现

ZGSOS操作系统实验课题4_Linux系统调用设计与添加实现

ZGSOS操作系统实验课题1_Linux命令解释程序设计与实现

ZGSOS[1]第一章操作系统引论单元测试A

ZGSOS[2]第二章 进程管理

ZGSOS[2-2]进程控制

ZGSOS[2-5]管程

ZGSOS[2-3]进程同步机制

ZGSOS[2-1]进程基本概念

ZGSOS[2-4]经典进程同步问题

ZGSOS[2-6]进程通信

ZGSOS[2-7]线程

ZGSOS[2]第二章进程管理单元测试C

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操作系统实验课题5_同步机制及应用编程实现与比较

ZGSOS操作系统实验课题6_典型同步问题模拟处理编程设计与实现

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]第三章处理机调度与死锁单元测试A

ZGSOS操作系统实验课题7_处理器调度算法模拟实现与比较

ZGSOS操作系统实验课题8_Linux处理器调度机制及相关调度算法探析

ZGSOS操作系统实验课题9_Linux处理器调度新型算法设计实现与测试验证

ZGSOS操作系统实验课题10_银行家算法模拟实现

ZGSOS操作系统实验课题11_死锁检测算法模拟实现

ZGSOS[4]第四章 内存管理

ZGSOS[4-6]虚拟内存管理

ZGSOS[4-2]连续分配内存管理

ZGSOS[4-5]段页式内存管理

ZGSOS[4-9]x86体系中请求段页式支撑机制

ZGSOS[4-1]内存管理概述

ZGSOS[4-3]基本分页内存管理

ZGSOS[4-7]请求分页内存管理

ZGSOS[4-8]请求分段内存管理

ZGSOS[4-4]基本分段内存管理

ZGSOS[4]第四章内存管理单元测试A

ZGSOS操作系统实验课题12_动态可重定位分区内存管理模拟设计与实现

ZGSOS操作系统实验指导13_页面淘汰算法模拟实现与比较

ZGSOS操作系统实验指导14_Linux内存管理机制及页面淘汰算法探析

ZGSOS[5]第五章 设备管理

ZGSOS[5-4]缓冲管理

ZGSOS[5-6]设备驱动与输入输出中断处理

ZGSOS[5-1]I/O系统组成

ZGSOS[5-5]设备分配

ZGSOS[5-3]设备管理目标、功能及层次结构

ZGSOS[5-2]I/O控制方式

ZGSOS[5-7]磁盘存储器管理

ZGSOS操作系统实验课题17_Linux特定设备驱动程序设计探析

ZGSOS操作系统实验课题18_基于龙芯处理器的Linux操作系统的移植

ZGSOS操作系统实验课题16_Windows设备驱动程序设计与实现

ZGSOS操作系统实验课题15_Linux设备驱动程序设计与实现

ZGSOS操作系统实验课题19_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[6-7]文件系统安全保护

ZGSOS[6-3]文件物理组织及外存分配

ZGSOS[6-5]文件目录结构及管理

ZGSOS[6-8]文件系统数据性能改善策略及一致性控制

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[6-6]文件共享与保护

ZGSOS[6-4]文件存储空间管理之数据结构

ZGSOS操作系统实验课题20_FAT文件系统模拟设计与实现

ZGSOS操作系统实验课题22_Linux特定文件系统设计探析

ZGSOS操作系统实验课题21_基于Linux的类EXT文件系统的克隆实现

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

参考资料

[1] 《计算机操作系统》（第4版），汤小丹等编著，西安电子科技大学出版社，2014.5

[2] 《计算机操作系统教程》（第4版），张尧学等编著，清华大学出版社，2013.10

[3] 《操作系统概念》（第9版），Abraham Silberschatz等著，机械工业出版社，2018.7

[4] 《现代操作系统》（第4版），Andrew S. Tanenbaum等著，机械工业出版社，2017.7

[5] 《深入理解计算机系统》（第3版），Randal E. Bryant等著，机械工业出版社，2016.12

[6] 中国大学MOOC：计算机操作系统，https://www.icourse163.org/course/NJU-1001571004

[7] 学堂在线：操作系统（自主模式），https://www.xuetangx.com/courses/course-v1:TsinghuaX+30240243X+sp/about

[8] 任课教师提供的其他学习资料