计算机科学及技术学院课程教案.docx

计算机科学与技术学院课 程 教 案学 期 2015/201-1 课程名称 计算机操作系统综合设计 授课对象 2013本科 学 时 数 32 教学大纲 《计算机操作系统综合设计》教学大纲 2014 教材名称 无 参考资料：1、 《操作系统实验教程》，陆松年主编，訾小超，潘理，龚玲编著，电子工业出版社出版，2010年4月2、 《操作系统实验教程》，袁宝华编著，清华大学出版社，2010年01月3、 《操作系统实验教程：核心技术与编程实例》，顾宝根，王立松，顾喜梅编著，科学出版社出版，2003年02月4、 《计算机操作系统综合设计指导书》，自编 主讲教师 范太华 课程教学总体设计一、本课程的目的及要求《计算机操作系统综合设计》是《计算机操作系统原理》课程的实践课程。

过操作系统上机实验，培养学生程序设计的方法和技巧，提高学生编制清晰、合理、可读性好的程序的能力，加深对操作系统理论的理解使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理及基本功能，具有分析现代操作系统，设计和开发简单操作系统部分功能的基本能力本课程要求学生具有一定的编程能力，熟悉链表、树、栈等结构的学生能方便理解学习内容，但这些内容不是必须的二、本课程的培养目标通过本实验，使学生深入理解操作系统内核，掌握操作系统相关理论并能灵活实用操作系统理论；掌握操作系统例程的编写方法，具备设计并实现部分操作系统函数的能力；熟练分析优秀操作系统内核结构及实现方法3、 教学环节安排本课程是是一门实践性很强的课程，主要内容分为两类：一类是验证性实验，一类是设计性实验全部内容分为8个实验，其中验证类2个，设计类6个2个验证性实验为必做实验；6个设计类实验中，5个为必做实验，其中一个为选做实验对于设计类实验，原则上要求学生按照操作系统原来理论课程中的算法进行设计，实验过程中，教师可以根据学生的设计情况，提共参考代码供学生学习，但提供的代码不应该是完整的代码，必须要求学生通过分析、学习、完善完成实验在教学过程中，对于难道较大的设计类型实验，教师可以提前安排实验内容，要求学生提前做好设计，在实验课堂进行调试。

对于课堂没有通过的学生，也允许学生实验课后进行补充完善，下次上课再进行验收4、 课程考核 实验成绩评定：实验成绩评定方式包含实验报告成绩、实验过程成绩两个部分，其中实验过程成绩占70%、实验报告成绩占30%，如果其中任何一个成绩不及格，则总成绩按不及格处理5、 参考资料 1. 《操作系统实验教程》，陆松年主编 ，訾小超， 潘理 ，龚玲编著，电子工业出版社出版，2010年4月 2.《操作系统实验教程》，袁宝华编著，清华大学出版社，2010年01月 3.《操作系统实验教程：核心技术与编程实例》，顾宝根，王立松，顾喜梅编著， 科学出版社出版，2003年02月 4. 《计算机操作系统综合设计指导书》，自编实验内容 1、必做实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1进程创建模拟实现运行给定的参考程序，观察进程创建的过程，并分析结果2验证4012进程同步模拟实现运行给定的参考程序，观察P、V原语模拟实现进程同步的过程2验证4013进程撤销模拟实现编写程序，实现对进程的撤销操作通过不断创建和撤销进程，观察进程的树的变化4设计研究4014进程调度模拟实现编写程序，按某种调度算法实现对进程的模拟调度操作，分析比较不同调度算法的特点。

4综合4015死锁预防实现编写程序实现银行家算法，动态进行资源申请、分配、安全性检测并给出分配结果4设计研究4016请求分页系统页面置换算法实现编写程序，按某种算法实现分页系统的页面置换观察不同算法的页面置换情况，分析比较不同算法的特点4设计研究4017磁盘调度管理实现编写程序，设计多个磁盘调度请求，按某种磁盘调度算法实现动态调度并输出调度序列观察不同算法的调度情况并比较异同点4综合4012、选开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1进程管理实现编写程序模拟实现对进程的创建、撤销、调度等管理8综合4012内存管理实现模拟管理64M内存块，设计内存分配函数和内存回收函数，模拟实现动态分区分配和回收操作8综合4013文件系统设计编写程序，模拟实现一个简单的文件管理系统，能够完成文件的创建、删除、读、写等操作8综合20-132-34EXE文件装载实现在DOS环境下编写一个可显示本人姓名的程序并生成可执行文件；然后编写装载程序，把该可执行文件装入内存中，执行并观察结果8综合20-132-3计算机科学与技术学院课程教案章 节实验1 进程创建模拟实验时间 第 周第 1 讲基 本内 容1. 输入给定代码；2. 进行功能测试并得出正确结果。

教 学目 标1. 理解进程创建相关理论；2. 掌握进程创建方法；3. 掌握进程相关数据结构重 点难 点难点：1、进程的创建2、进程的释放作 业思考：1. 进程创建的核心内容是什么？2. 该设计和实际的操作系统进程创建相比，缺少了哪些步骤？教 学 组 织教学情况记录1.本实验是验证性实验，要求学生输入给定的实验原代码并用自己熟悉的编译程序进行编译，然后运行并观察运行结果因此，首先：对学生详细说明本次实验的目的、任务及要求实验要求 1）分析进程创建函数createpc程序模块； 2）画出createpc函数程序流程图； 3）撰写实验报告测试要求 1）至少创建10个进程； 2）创建进程树中4层以上的数型结构2. 加强实验过程的指导，对实验过程中出现的个性问题单独指导，对共性问题集中讲解3. 加强实验结果的检查和过程成绩评定对每一个学生的实验结果进行检查，根据实验完成情况客观评定过程成绩计算机科学与技术学院课程教案章 节实验2 P、V原语的模拟实现时间 第 周第 2 讲基 本内 容1. 输入给定代码；2. 进行功能测试并得出正确结果教 学目 标1. 理解信号量相关理论；2. 掌握记录型信号量结构；3. 掌握P、V原语实现机制。

重 点难 点重点难点：P、V原语实现机制作 业思考：1. 如果修改wait操作，使之能一次申请多个信号量？2. 该设计和实际的P、V操作有什么异同点？教 学 组 织教学情况记录1.本实验针对操作系统中信号量相关理论进行实验，要求实验者输入实验指导书提供的代码并进行测试代码主要模拟信号量的P操作（wait）和V操作（signal）实验要求1） 分析signal和wait函数功能模块；2） 画出signal和wait函数流程图；3） 撰写实验报告测试要求1） 至少进行10次以上的wait和signal操作；2） 要求wait操作出现进程等待队列；3） 对有等待队列的信号量进行signal操作2.加强实验过程的指导，对实验过程中出现的个性问题单独指导，对共性问题集中讲解3.加强实验结果的检查和过程成绩评定对每一个学生的实验结果进行检查，根据实验完成情况客观评定过程成绩计算机科学与技术学院课程教案章 节实验3 进程撤销模拟实现时间 第 周第 3 讲基 本内 容1.采用动态或静态方法生成一颗进程树（进程数目≥20）；2.设计进程撤销算法；3.实现进程撤销函数，采用级联方式撤销；4.可动态撤销进程；5.可动态观察进程树的情况；6.测试程序并得到正确结果。

教 学目 标1.理解进程撤销相关理论；2.掌握进程撤销流程重 点难 点重点：设计程序实现进程的撤销操作及操作过程难点：程序设计及撤销操作处理作 业1.进程撤销的核心内容是什么？2.可否采用其它的撤销方法？教 学 组 织教学情况记录1.简要介绍进程控制的基本方法，以及操作系统中原语作用向学生明确为什么要进行进程的撤销操作撤销操作过程中应该要做什么样的工作通过本次设计实验，要求学生进一步加深对操作系统中进程管理及进程撤销的重要性及相关理论的理解2.本次实验是设计性实验，要求学生自己根据操作系统原理教材中关于进程撤销的有关流程，设计程序实现进程的撤销操作由于前面已有进程创建源代码，学生可以在前面进程创建的基础上，设计进程撤销程序，实现进程的撤销操作3.向学生明确本次设计实验的要求： 实验要求 1）编写程序完成实验内容； 2）画出撤销函数流程图； 3）撰写实验报告 测试要求 1）构建1棵进程树，该树至少包含4层； 2）对该树中的多个进程进行删除，至少对一个含有孙子进程的进程进行删除4.加强实验过程的指导，对实验过程中出现的个性问题单独指导，对共性问题集中讲解。

5.加强实验结果的检查和过程成绩评定对每一个学生的实验结果进行检查，根据实验完成情况客观评定过程成绩计算机科学与技术学院课程教案章 节实验4 进程调度模拟实现时间 第 周第 4 讲基 本内 容1.设计可用于该实验的进程控制块，进程控制块至少包括进程号、到达时间和要求服务时间；2.动态或静态创建多个（≥10）进程；3.实现FCFS调度算法；4.可动态修改进程到达时间；5.调度所创建的进程并显示调度结果教 学目 标1.理解进程调度相关理论；2.掌握FCFS进程调度方法重 点难 点重点：设计程序实现进程的调度操作及操作过程难点：程序设计及不同算法的调度操作处理作 业1.FCFS调度的优缺点是什么？2.短程调度还有哪些调度算法？教 学 组 织教学情况记录1.简要介绍进程调度的作用、类型及进程调度的重要性向学生明确为什么要进行进程调度操作调度操作过程中应该要做什么样的工作及注意事项通过本次设计实验，要求学生进一步加深对操作系统中进程管理及进程调度的重要性及相关理论的理解2.本次实验是一个综合性实验，要求学生自己根据操作系统原理教材中关于进程调度的有关流程，设。