统级编程》课程教学大纲

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1、《计算机操作系统与系统级编程》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程代码：2、课程名称（中/英文）：计算机操作系统与系统级编程/ComputerOperatingSystemsandSystemLevelProgramming3、学时/学分：192/3.54、先修课程：C语言程序设计、SSD2,SSD5、计算机组成原理、计算机系统结构，5、面向对象：本科三年级上学期学生6、开课院（系）：软件与微电子学院7、教材、教学参考书：教材：《ComputerSystems:AProgrammer'sPerspective》、RandalE.Bry

2、ant,DavidR.O'Hallaron、Pearson、2002教学参考书：¾《MODERNOPERATINGSYSTEMS》、AndrewsTanenbaum、机械工业出版社、2002¾《系统分析与设计》（英文版·第3版）作者：瓦拉西奇，人民邮电出版社2006-10-1ISBN:711515154¾《Linux内核设计与实现》（英文版·第2版）作者：洛夫，机械工业出版社，2006-1-1ISBN：711117575¾《SystemLevelProgramming》、卡内基·梅隆大学网络版教材、http://www.icarneg

3、ie.com¾《计算机操作系统教程》、徐甲同陆丽娜谷建华、西安电子科技大学出版社、2001¾《操作系统内核与设计原理》、WilliamStallings、电子工业出版社、2002¾《计算机操作系统》、汤子瀛、西安电子科技大学出版社、2003二、课程性质和任务《计算机操作系统与系统级编程》既是计算机科学与技术专业的专业基础课程也是一门实践性较强的编程能力培养的课程。本门课程要使学生在理解现代操作系统的基本原理、主要功能和相关设计技术的基础上，掌握汇编器与汇编代码、程序性能的测试与优化、内存组成与访问、网络协议与操作以及并发性等概念；此外

4、，学生还要掌握当今主流操作系统的应用模式和管理方法，了解其运行环境和实现细节，为今后学习、剖析和开发新的操作系统打下坚实的基础。《计算机操作系统与系统级编程》是培养学生从用户的角度审视处理器、网络与操作系统；通过该课程学习，学生就可以借助C和C++语言在编程实践的基础上来理解上述概念。三、教学内容和基本要求重点掌握内容：¾操作系统的作用和目的、功能及特征，操作系统的发展历程，现代操作系统的结构及设计模式，实时及嵌入式系统结构，安全性、网络化、多媒体、视窗和硬件发展对操作系统带来的影响。¾常用系统调用的概念、使用方式与应用实例。¾并发程

5、序，进程与线程，同步与互斥，虚拟内存，逻辑设备，缓冲区及文件目录等重要概念。¾进程调度、线程调度，进程通信、进程同步的管理、策略与实现机制，主流操作系统的进程与线程管理特点。¾存储请求分页管理和段页式管理的算法与实现机制。¾文件结构，文件存储空间的管理，文件的共享与保护，文件的目录管理，文件操作实现。¾I/O软件层次结构，I/O缓冲管理与基本设备的实现机制。掌握：¾操作系统的分类，有关操作系统的灵活性、安全性、兼容性的设计问题。¾用户接口的基本概念，用户系统状态及其保护，以及用户/系统状态转换到核心态的原理。¾进程的状态及转化，进程控

6、制块的结构，并发执行的优缺点，进程与程序、作业的区别，信号量机制及其应用、生产者-消费者模型与读、写者模型、消息缓冲通信和信箱通信，死锁的产生、条件及其预防措施。¾存储管理的分配和淘汰策略，系统颠簸和工作集，高速缓存及其作用，分页和分段存储管理的主要区别。¾文件中的数据，顺序文件和非顺序文件，目录的内容和结构，文件的命名、搜索、访问和备份。¾I/O管理体系，I/O设备分类，设备独立性，缓冲策略，磁盘设备的特性及调度，盘块的交叉编址及信息的优化分布。理解：¾作业与作业步的定义、作业的状态和基本类型。¾存储管理的目的和功能，覆盖与交换技术

7、。¾文件操作的系统调用形式及应用。¾通道技术、设备控制器及其构成、循环I/O测试方式、中断控制方式、DMA方式、通道控制方式，磁盘高速缓存、RAID、RAM盘，设备分配的实施。¾系统安全概论，保护、访问和身份验证，保护模型和加密技术。供参考的学时要求：1.操作系统概念及发展历程----2学时2.现代操作系统分类及结构----2学时3.用户与操作系统的接口----2学时4.并发程序与进程----2学时5.进程调度----4学时6.线程调度及其举例----2学时7.进程同步、信号量机制及其应用----5学时8.进程通信及其实现----2学

8、时9.死锁及其对策----4学时10.存储管理的基本概念及早期存储管理----2学时11.内存布局与分配----4学时12.分区存储管理----2学时13.分页存储管理----2学时14.请求分页存储管理----4学时1