操作系统原理
操作系统原理
少于1000 人选课
更新日期:2025/06/04
开课时间2025/02/02 - 2025/07/26
课程周期25 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

《操作系统原理》是计算机应用领域的一门重要的专业基础课程,该课程主要介绍什么是操作系统?操作系统如何管理计算机硬件与软件资源?如何运用操作系统的原理、方法与技术分析问题和解决问题。通过该课程的学习,你将能够对不同的实现算法进行分析和评价,初步具备计算机系统软件设计的能力。

操作系统是计算机系统中最重要的系统软件,操作系统如何管理计算机硬件与软件资源?操作系统设计过程中需要解决哪些关键技术问题?

本课程主要介绍三方面的内容:

第一,操作系统的定义、功能、结构和运行模型。

第二,并发程序设计概念,进程的同步和互斥,如何解决死锁问题。

第三,操作系统中的处理器调度,存储器管理,输入输出设备的管理和控制,文件系统的设计等。

本课程教学过程中,教学团队将会结合具体案例进行深入浅出地讲解,将原理贯穿于具体案例中,让学生通过课程的学习能对不同的实现算法进行分析和评价,初步具备计算机系统软件设计的能力。

课程大纲

课程导学

  • 1.1 课程导学

1 操作系统概论

  • 2.1 1.1 操作系统概述
  • 2.2 1.2 操作系统的资源管理技术
  • 2.3 1.3 操作系统定义和作用
  • 2.4 1.4 操作系统功能和特点
  • 2.5 1.5 操作系统基本服务和用户接口
  • 2.6 1.6 操作系统结构
  • 2.7 1.7 操作系统内核和运行模型
  • 2.8 章节测验

2 处理器管理

  • 3.1 2.1 处理器状态
  • 3.2 2.2 中断概念
  • 3.3 2.3 中断响应
  • 3.4 2.4 进程状态转换
  • 3.5 2.5 进程的描述和进程切换
  • 3.6 2.6 进程的控制和管理
  • 3.7 2.7 线程
  • 3.8 2.8 处理器调度的层次
  • 3.9 2.9 作业管理和调度
  • 3.10 2.10 处理器调度算法1
  • 3.11 2.11 处理器调度算法2
  • 3.12 章节测验

3 同步、通信与死锁

  • 4.1 3.1 并发程序设计的概念
  • 4.2 3.2 并发进程的制约关系
  • 4.3 3.3 临界区管理
  • 4.4 3.4 临界区管理的尝试(1)
  • 4.5 3.5 临界区管理的尝试(2)
  • 4.6 3.6 信号量与PV操作
  • 4.7 3.7 用PV操作实现进程互斥
  • 4.8 3.8 PV操作与进程同步
  • 4.9 3.9 进程同步的两种情况
  • 4.10 3.10 生产者-消费者问题
  • 4.11 3.11 读者与写者问题
  • 4.12 3.12 进程通信
  • 4.13 3.13 死锁的产生
  • 4.14 3.14 死锁的防止
  • 4.15 3.15 死锁的避免
  • 4.16 3.16 死锁的检测
  • 4.17 章节测验

4 存储器管理

  • 5.1 4.1 存储管理概述
  • 5.2 4.2 单连续存储管理
  • 5.3 4.3 可变分区存储管理
  • 5.4 4.4 内存不足存储管理
  • 5.5 4.5 分页存储管理
  • 5.6 4.6 分页存储管理的页面共享
  • 5.7 4.7 请求分页虚拟存储管理
  • 5.8 4.8 分段存储管理
  • 5.9 4.9 页面调度
  • 5.10 4.10 请求段页虚拟存储管理
  • 5.11 章节测验

5 设备管理

  • 6.1 5.1 设备管理概述
  • 6.2 5.2 缓冲技术
  • 6.3 5.3 驱动调度技术
  • 6.4 5.4 移动臂调度算法
  • 6.5 5.5 设备分配
  • 6.6 5.6 虚拟设备
  • 6.7 章节测验

6 文件管理

  • 7.1 6.1 文件系统概述
  • 7.2 6.2 文件
  • 7.3 6.3 文件目录
  • 7.4 6.4 文件的逻辑结构
  • 7.5 6.5 文件的物理结构
  • 7.6 6.6 文件系统的功能
  • 7.7 6.7 文件的共享
  • 7.8 6.8 文件空间管理
  • 7.9 6.9 文件系统的性能
  • 7.10 章节测验