安徽师范大学皖江学院
《操作系统原理》课程教学大纲
一、课程基本信息
1. 课程编号:CSE2010
2. 课程类别/属性:专业核心课/必修
3. 学时/学分:64学时(48理论+16实验)/3.5学分
4. 适用专业:软件工程、网络工程、计算机科学与技术
二、课程目标
《操作系统原理》是计算机类各专业重要的专业核心基础课程,在专业人才培养体系中占有重要的地位。《操作系统原理》课程让学生能够全面地了解计算机的体系结构和工作原理,为未来工作中进行大型网络的设计、开发和维护提供重要的理论基础。该课程为培养应用型高等人才的专业必备基础知识储备。
本课程的目标:通过该课程的教学,使学生对计算机操作系统的基本概念、基本原理有比较系统的认识和正确的理解,同时,通过课程理论知识和动手实践,让学生更好地理解操作系统的工作原理和系统架构,并培养学生在团队合作、沟通协调及工作规范性等方面的能力,为学生的软件设计能力和系统设计能力打下坚实的基础。
课程目标对学生能力达成分解如下:
课程目标1. 通过本课程的学习,使学生逐步掌握科学的学习方法,具备良好的理论基础知识,掌握操作系统的基本概念和基本原理,掌握操作系统的系统架构和工作原理。
课程目标2. 通过对操作系统中重要的算法设计的讲授,使学生能够利用现有的软硬件环境,模拟实现这些重要的算法,更促进于对操作系统工作原理的理解与掌握。
课程目标3. 围绕操作系统领域的具体问题,培养学生具备较强的分析问题和解决问题的能力。
课程目标4. 通过实践课程的讲解,使学生能够将理论知识应用于实践,具有较强的软件开发实践能力和技术创新能力及基本的工程素养。
三、教学内容与课程目标的关系
课程教学内容与课程目标的关系
序号 |
教学内容 |
教学要求 |
推荐 学时 |
教学 方式 |
对应的课 程目标 |
1 |
1、操作系统引论 (1)操作系统的目标和作用; (2)操作系统的发展过程; (3)操作系统的基本特性; (4)操作系统的主要功能; (5)OS结构设计。 |
(1)掌握操作系统的定义; (2)了解操作系统的发展过程; (3)掌握操作系统的基本特性和作用; (4)了解操作系统结构设计。 |
4(讲授)+ 2(实验) |
讲授+实验+师生互动 |
课程目标1 课程目标3 |
2 |
2、进程 (1)进程的基本概念; (2)进程控制; (3)进程通信。 |
(1)掌握进程的基本概念; (2)了解操作系统控制的相关操作; (3)掌握常用的进程通信方法。 |
6(讲授)+ 2(实验) |
讲授+实验+独立学习+课堂讨论 |
课程目标1 课程目标2 课程目标4 |
3 |
3、线程 (1)线程的基本概念; (2)线程间的同步和通信; (3)线程的实现方法。 |
(1)掌握线程的定义; (2)了解线程的分类; (3)了解线程间的同步和通信方法; (4)了解线程的实现方法。 |
2(讲授) |
讲授+课堂讨论 |
课程目标1 |
4 |
4、处理机调度 (1)处理机调度的层次; (2)处理机调度模型; (3)处理机调度准则; (4)处理机调度算法; (5)实时调度。 |
(1)了解处理机调度的层次; (2)了解处理机调度模型; (3)理解处理机调度准则; (4)掌握处理机调度算法; (5)理解实时调度的基本条件; (6)理解常用的几种实时调度算法。 |
12(讲授) |
讲授+演示 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
5 |
5、 进程同步与死锁 (1)进程同步; (2)经典的进程同步问题; (3)产生死锁原因; (4)死锁产生的必要条件; (5)死锁预防的方法; (6)死锁的检测和解除。 |
(1)理解进程同步的含义; (2)掌握经典的进程同步问题的P、V操作的实现; (3)产生死锁原因; (4)死锁产生的必要条件; (5)死锁预防的方法; (6)死锁的检测和解除。 |
12(讲授) |
讲授+演示 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
6 |
6、物理内存管理 (1)存储器的层次结构; (2)程序的装入和链接; (3)连续内存分配方式; (4)基本分页存储管理的基本概念; (5)地址变换机构; (6)基本分段存储管理方式的引入; (7)分段系统的基本原理; (8)段页式存储管理方式。 |
(1)了解存储器的层次结构; (2)了解程序的装入方法和链接方法; (3)理解内存的连续分配方式; (4)理解物理块、页面、页表等基本概念; (5)掌握逻辑地址转换为物理地址方法; (6)理解分段的基本概念; (7)掌握分段系统的基本原理; (8)理解段页式存储管理方式。 |
4(讲授) |
小组学习+讲授+演示 |
课程目标1 课程目标3 |
7 |
7、虚拟内存管理 (1)虚拟存储器的引入; (2)请求分页存储管理的基本概念; (3)页面置换算法; (4)请求分段存储管理方式。 |
(1)理解虚拟存储器的设计原理; (2)理解请求调入和页面/段面置换的概念; (3)掌握常用的页面置换算法; (4)了解请求分段技术的硬件支持; (5)了解分段的共享和保护。 |
4(讲授) |
讲授 +演示 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
8 |
8、文件管理 (1)文件和文件系统的基本概念; (2)文件的几种逻辑结构; (3)外存分配方式; (4)目录管理的基本概念; (5)文件存储空间管理的方法; (6)文件的共享与保护。 |
(1)掌握文件、记录、数据项等基本概念; (2)掌握常见的文件分类方式; (3)了解常见的文件操作; (4)掌握文件逻辑结构的类型; (5)掌握常见的外存分配方式; (6)掌握目录管理中文件控制块、索引节点等基本概念; (7)了解常见的目录结构; (8)掌握常用的文件存储空间管理的方法; (9)了解常用的文件共享与保护的方法。 |
4(讲授)+ 2(实验) |
讲授+实验+课堂讨论 |
课程目标1 课程目标4 |
9 |
9、操作系统接口 (1)联机用户接口; (2)Shell命令语言; (3)Linux系统调用; (4)图形用户接口。 |
(1)了解联机用户接口; (2)掌握常见的Shell命令语言; (3)掌握Linux系统调用; (4)熟悉图形用户接口 |
4(实验) |
实验+演示 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
10 |
10、网络操作系统 (1)计算机网络的基本概念; (2)网络体系结构; (3)客户/服务器模式; (4)网络操作系统的功能; (5)网络操作系统提供的服务 |
(1)掌握计算机网络的基本概念; (2)掌握网络体系结构; (3)掌握客户/服务器模式; (4)了解网络操作系统的基本功能; (5)掌握网络操作系统提供的服务。 |
6(实验) |
实验+演示 |
课程目标1 课程目标3 课程目标4 |
四、实验教学内容与课程目标的关系
操作系统原理涉及虚拟机及系统环境搭建、进程控制、网络配置、权限管理及服务器配置等,涉及面较广、实验较多,下表列出了操作系统原理参考实验。
课程教学内容与课程目标的关系
序号 |
教学内容 |
教学要求 |
推荐 学时 |
教学 方式 |
对应的课 程目标 |
1 |
虚拟机的安装与使用 |
(1)虚拟机的特性; (2)Ubuntu的安装过程; (3)Linux下c语言编译环境的使用。 |
2 |
讲授 |
课程目标1 课程目标2 |
2 |
字符界面操作基础 |
(1)讲授Linux字符界面的操作基础。 (2)要求掌握使用字符界面登陆、注销、关机和重启的命令; (3)掌握Shell的基本使用方法和获得命令帮助的几种方式。 |
2 |
讲授 |
课程目标2 课程目标4 |
3 |
进程控制 |
(1)讲授Linux操作系统进程管理和系统监测的基本操作; (2)掌握使用ps和top命令查看系统进程的操作;(3)使用kill、killall杀死进程的操作;作业控制基本命令。 |
2 |
讲授 |
课程目标2 课程目标4 |
4 |
Linux网络配置 |
(1)讲授Linux下网络的基本配置方法; (2)掌握Linux下的TCP/IP配置文件; (3)配置IP地址、子网掩码、缺省网关、DNS服务器的方法; (4)掌握ping、traceroute、netstat、nslookup和arp的使用方法。 |
2 |
讲授 |
课程目标2 课程目标3 课程目标4 |
5 |
用户、组群和权限管理 |
(1)讲授Linux操作系统用户、组群和权限的管理;(2)掌握Linux用户与组群的配置文件的位置和名称; (3)掌握使用命令行管理用户和组群的方法。 |
2 |
讲授 |
课程目标2 课程目标3 课程目标4 |
6 |
文件和打印服务器配置 |
(1)讲授Linux下NFS和Samba服务的配置方法; (2)Linux客户机访问文件服务器的方法; (3)能够进行NFS服务的配置; (4)能够进行Samba打印机实现共享。 |
2 |
讲授 |
课程目标2 课程目标3 课程目标4 |
7 |
Apache服务器配置 |
(1)掌握Apache服务器基本方法和步骤,能够安装Apache Web服务器; (2)了解访问控制的配置方法了解认证、授权的基本配置; (3)掌握基于端口的虚拟主机的配置、基于IP地址的虚拟主机的配置、基于域名的虚拟主机的配置。 |
4 |
讲授 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 |
五、课程目标与毕业要求的关系
课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求 |
毕业要求分解指标点 |
课程目标 |
1.工程知识 |
1-4掌握计算机相关专业核心知识,并能够用于解决复杂工程问题。 |
课程目标1 |
3.设计/开发解决方案 |
3-2能够按照设计方案要求进行计算机软硬件实现。 |
课程目标2 |
4.研究 |
4-1能够基于计算机相关学科相关原理和方法选择:研究路线对复杂工程问题进行分解。 |
课程目标3 |
5.使用现代工具 |
5-3能够针对计算机软硬件开发的需要选择和使用适当的平台环境和开发工具,并能够理解其局限性。 |
课程目标4 |
六、课程教学方法
1. 课堂讲授
(1)采用启发式教学,激发学生主动学习的兴趣,培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。
(2)采用电子教案,多媒体教学与传统板书教学相结合,提高课堂教学信息量,增强教学的直观性。
(3)采用案例教学。理论教学与工程实践相结合,引导学生应用基本理论知识对工程实例进行分析。
(4)采用互动式教学。课内讨论和课外答疑相结合。
(5)采用课堂讨论式教学,学生分组进行课堂讨论,引导学生自主学习,对知识点进行深刻理解;
(6)成立课外学习小组,对于浅显易懂的知识点,学习小组自主学习,提高学生学习的主动性,探究高效的学习方法。
(7)线上线下混合式教学。借助网络学习平台,课程组开发了线上资源,开展混合式教学。
2. 实验教学
实验教学是本课程的一个重要环节,实验学时为16个学时,分为7个实验,其中验证性实验占6个,综合设计性实验占1个,以巩固知识、培养学生兴趣、动手实践能力、团队合作精神为目的,以探究启发的形式为主、验证的形式为辅,以老师引导、学生自主完成为主。验证性实验以个人为单位完成,综合设计性实验以小组为单位完成,鼓励引导学生动手完成实验,思考和分析问题,形成完整的实验报告。
七、课程考核方法
1.课程考核。检验课程目标达成度,评价学生学习成果达成度。考核环节包括平时成绩和期末考试成绩,总评成绩以百分计,满分100分,平时成绩由出勤、作业及课堂表现、实验、平台资源学习和阶段考核等部分组成。各考核环节所占分值比例可根据具体情况微调,建议值及考核细则如下。
考核 依据 |
建议 分值 |
考核/评价细则 |
对应课 程目标 |
平时 成绩 |
50 |
出勤 |
20% |
根据学生出勤情况打分,三次缺勤,该项考核分为0分;五次缺勤,平时成绩大项考核分为0分。 |
课程目标1 |
作业及课堂表现 |
20% |
(1)教学过程中包含课堂讨论及小组学习等环节,课堂表现考核学生的课堂参与程度; (2)作业项考核学生的作业是否及时、独立地完成。 |
课程目标1 课程目标2 |
实验 |
20% |
根据实验完成质量,以及实验报告质量评分。 |
课程目标2 课程目标3 课程目标4 |
教学平台 |
20% |
根据教学平台中学习资源的完成率和质量进行综合评分。 |
课程目标1 课程目标2 |
阶段测试 |
20% |
以随堂测试或期中考试的形式进行,考核学生对知识点的复习、巩固情况。 |
课程目标1 课程目标2 |
读书笔记 |
10 |
(1)提交纸质版课堂笔记; (2)据课程笔记工整程度、完整程度给予相应的评分 |
课程目标1 课程目标2 |
期末 考试 |
40 |
(1)卷面成绩100分。其中卷面成绩高于45分(含45分),将卷面成绩按比例计入课程总评成绩;若低于45分则直接将具体卷面成绩认定为课程最终成绩。 (2)综合考察学生对知识的掌握程度以及分析问题、解决问题的能力。 (3)考试题型为选择题、填空题、简答题、计算题、综合设计题等。 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
2. 实验考核。检验课程目标达成度,评价学生实验成果达成度。
考核环节包括实验表现成绩、实验过程成绩和实验结果成绩,满分100分。表现成绩由考勤和实验时的态度组成,实验过程成绩由构建的实验方案设计与调试情况、实验实际进行情况组成,实验结果成绩由实验报告完成情况和回答问题情况组成。各考核环节所占分值比例可根据具体情况微调,建议值及考核细则如下。
考核 依据 |
建议 分值 |
考核/评价细则 |
对应课 程目标 |
表现成绩 |
10 |
(1)考勤情况,满分5分。 (2)实验过程中的态度,满分5分。 |
课程目标2 |
过程成绩 |
50 |
(1)实验方案设计与调试情况,满分20分。 (2)实验实际进行情况,满分30分。 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
结果成绩 |
40 |
(1)实验报告质量,满分30分。 (2)回答问题,满分10分。 |
课程目标1 课程目标2 课程目标3 |
八、课程目标达成度评价
课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价,以及课程总目标达成度评价,具体计算方法如下:
九、建议教材及参考书
推荐教材
1. 汤小丹.计算机操作系统(第四版)[M]. 西安:西安电子科技大学出版社,2014.
主要参考书:
1. Peter Baer Galvin. 操作系统概念(第七版)[M]. 北京:高等教育出版社,2012.
2. 庞丽萍. 计算机操作系统(第3版)[M]. 北京:人民邮电出版社,2018.
制定者:陈鹏 审核人:张广海 批准人:王杨 制定单位(盖章)
制定日期:2021年3月5日