操作系统课程大纲与学习目标

"操作系统课程教学大纲，由张立教授负责，适用于计算机类专业，旨在让学生理解操作系统的基本概念、原理，掌握其设计与实现技术，并能在软件开发中应用。课程需要计算机程序设计基础、计算机组成原理等先修知识，对汇编语言的理解也有助于学习。课程作为其他重要课程如计算机网络、数据库系统、分布式系统的前置，为后续的软件开发奠定基础。" 操作系统是计算机科学中的核心课程，它的主要目标是介绍操作系统如何管理和控制计算机系统的资源，以及如何有效地支持用户和应用程序。在课程中，学生们将学习以下几个关键知识点： 1. 操作系统概述：了解操作系统的历史、发展、作用和分类，理解操作系统在计算机系统中的核心地位。 2. 进程管理：深入理解进程的概念，包括进程的创建、调度、同步和通信，以及死锁的预防和避免策略。 3. 内存管理：研究虚拟内存、分页、分段和段页式存储管理，以及内存分配和回收算法，如首次适应、最佳适应和最差适应等。 4. 文件系统：学习文件的组织、存储、检索和保护机制，以及文件系统的实现，包括FAT、NTFS和EXT系列等。 5. 输入/输出（I/O）管理：探讨中断、设备驱动程序、I/O缓冲和直接存储器访问（DMA）等机制，理解异步I/O和同步I/O的区别。 6. 资源调度：理解CPU调度算法，如FCFS、SJF、优先级调度和多级反馈队列，以及它们在实际系统中的应用。 7. 操作系统的安全与保护：研究访问控制、权限管理和安全模型，如多级安全性和 Biba 模型。 8. 并发与并行：讨论线程的概念，学习线程同步与通信的方法，如信号量、管程和条件变量。 9. 分布式操作系统：了解分布式系统的概念，包括分布式文件系统、分布式进程通信和容错机制。 10. 实时操作系统：认识实时操作系统的特性，理解硬实时和软实时的区别，以及相关的调度算法。 通过学习这些内容，学生们不仅能够熟悉操作系统的基本原理，还能够掌握解决实际问题的能力，例如优化系统性能、设计高效的并发解决方案和构建安全的系统环境。同时，这个课程也将为他们未来在计算机网络、数据库、分布式系统等领域的进一步学习提供必要的理论基础和实践能力。