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操作系統原理視頻教程 39講 武漢大學
 操作系統原理視頻教程 39講 武漢大學
 課程編號: WHDX-1_2420 課程格式:網頁視頻格式
 課程折扣:3.3折, 熱賣中...
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操作系統原理視頻教程 39講 武漢大學 課程介紹:
網頁視頻格式
各章學時安排(供參考)

第一章

OS 引論

3

第二章

進程管理

6

第三章

處理機調度和死鎖  

6

第四章

存貯器管理

10

第五章

設備管理

5

第六章

文件系統

6

第七章

UNIX 操作系統  

8

              

44

九、教材及參考資料
    基礎教材:《計算機操作系統(修訂版)》,湯子瀛 等編著,西安電子科技大學出版社,2000年版
    參考資料:《計算機操作系統》,黃水松,黃干平等編著,武漢大學出版社,2004年版
              《操作系統原理》,何炎祥主編,上海科學技術文獻出版社,1999年版

十、考核方式
    閉卷考試。

附錄一:
教學內容與教學重點:
第1章 緒論
    1.1 什么是操作系統
        1.1.1 操作系統在計算機系統中的地位
        1.1.2 推動操作系統發展的動力
        1.1.3 研究操作系統的兩個觀點:
        1.1.4 OS管理的計算機系統資源
        1.1.5 OS提供的用戶接口
        1.1.6 虛擬機
    1.2 OS的目標與模型
        1.2.1 操作系統的目標
        1.2.2 操作系統的層次模型
    1.3 操作系統的發展過程及分類
        1.3.1 無操作系統的計算機系統
        人工操作方式的特點、脫機輸入/輸出技術
        1.3.2 批處理操作系統
        單道批處理系統、單道批處理系統及其特征、多道批處理系統、多道程序設計技術、多道批處理系統及其特征、單道(uniprogramming)和多道批處理的比較、多道批處理系統需要解決的問題
        1.3.3 分時系統
        分時技術、分時操作系統、分時操作系統的特征
        1.3.4 實時系統
        實時系統與批處理系統和分時系統的區別、實時系統的特征
        1.3.5 操作系統的基本類型
    1.4 操作系統的結構
        1.4.1 操作系統的層次結構
        1.4.2 兩種運行狀態
        1.4.3 兩種系統界面
    1.5 操作系統的基本特征
        1.5.1 并發
        1.5.2 共享
        1.5.3 虛擬性
        1.5.4 不確定
    1.6 中斷在操作系統中的地位
    1.7 網絡操作系統
        1.7.1 網絡操作系統的功能
        1.7.2 網絡操作系統的工作模式
    1.8 分布式系統
    1.9 分布式操作系統與網絡操作系統的比較
    1.10 操作系統的主要功能
        1.10.1 處理機管理功能
        1.10.2 存儲器管理功能
        1.10.3 設備管理功能
        1.10.4 文件管理功能
第2章 進程管理
    2.1 進程的基本概念:
        程序的順序執行及其特征、程序的并發執行及其特征、進程的特征與狀態、進程的定義、.進程的特征、與程序的聯系與區別、進程的基本狀態、新建狀態和終止狀態、進程狀態轉換、進程控制塊(PCB)的內容
    2.2 進程控制
        相關概念、進程創建、終止、阻塞、喚醒、掛起與激活
    2.3 進程同步與互斥
        2.3.1 進程同步的相關概念:
        進程同步機制應遵循的原則、用軟件方法解決同步問題
        2.3.2 信號量機制:
        整型信號量、記錄型信號量機制、信號量集機制
    2.4 經典同步問題
        生產者和消費者問題、讀者-寫者問題、哲學家進餐問題
    2.5 管程
        引入目的、管程的基本概念、條件變量
    2.6 進程通信
        共享存儲器系統、消息傳遞系統(消息緩沖通信:數據結構、發送/接收原語描述)信箱通信、共享文件(管道)通信
    2.7 線程:
        線程的引入、概念、線程的控制、與進程的比較、線程間的同步和通信、用戶級線程和內核級線程

第3章 處理機調度
    3.1 處理機調度的類型
        處理機的三級調度:作業調度、中程調度、進程調度
    3. 2 選擇調度算法的準則
        面向系統的準則、面向用戶的準則
    3.3 調度算法
        3.3.1 先來先服務調度算法
        3.3.2 短作業(進程)優先調度算法:
        算法思想、特點、改進
        3.3.3 時間片輪轉調度算法(Round-Robin):
        時間片大小的選擇、確定時間片大小應考慮的因素、算法特點及改進
        3.3.4 優先權(Priority)調度算法:
        按調度方式對優先權調度算法分類、優先權的類型
        3.3.5 最高響應比優先調度算法:算法思想、特點
        3.3.6 多級隊列調度算法
        3.3.7 多級反饋隊列調度算法思想、算法性能
    3.4 實時任務調度
        3.4.1 實現實時系統的基本條件
        3.4.2 實時調度算法的分類
        3.4.3 常用的幾種實時調度算法
        補充:公平分享調度算法:UNIX中的公平分享調度
    3.5 死鎖
        3.5.1 死鎖的表示
        3.5.2 死鎖的基本概念:
        死鎖產生的原因、可剝奪和非剝奪資源、競爭資源引起的進程死鎖、 競爭臨時性資源引起的死鎖、進程推進順序不當引起的死鎖、死鎖產生的必要條件
        3.5.3 死鎖判定法則、死鎖定理
    3.6 解決死鎖問題的基本方法
        3.6.1 死鎖的預防:
        破壞互斥條件、破壞請求和保持條件、破壞不剝奪條件、破壞循環等待條件
        3.6.2 死鎖的避免
        概念:安全狀態、不安全狀態;死鎖避免算法:銀行家算法描述、特點
        3.6.3 死鎖的檢測及解除
        3.6.4 處理死鎖的綜合方法

第4章 存儲器管理
    4.1 存儲器管理的基本概念
        4.1.1 程序的裝入與鏈接
        4.1.2 地址變換:靜態地址變換、動態地址變換
    4.2 連續分配方式
        4.2.1 單一連續分配:分配和回收、存儲保護
        4.2.2 固定分區存儲管理:固定分區的內存分配、對固定分區存儲管理方式的改進
        4.2.3 動態分區存儲管理:
        動態分區中的數據結構、分區分配算法(首次適應算法、循環首次適應算法、最佳適應算法、最壞適應算法)、如何衡量分配算法的好壞、分區分配和回收;內存保護(上下界寄存器方法、基址限長寄存器方法)、碎片問題及拼接技術、.對換技術
    4.3 分頁存儲管理
        4.3.1 分頁存儲管理的基本原理
        頁表、頁面大小的選擇、分頁存儲管理用到的數據結構
        4.3.2 存儲空間的分配及回收
        4.3.3 地址變換機構:
        分頁的邏輯地址結構、基本地址變換機構、地址變換過程、聯想存儲器
        4.3.4 多級頁表及反向頁表
              1.兩級頁表及多級頁表:結構及地址轉換過程
              2.反向頁表
        4.3.5 存儲保護
        4.3.6 純分頁存儲管理的特點
    4.4 分段管理
        4.4.1 分段管理的原理
        4.4.2 分段存儲管理的實現:
        段表的作用、地址變換、地址變換過程、分段與分頁的主要區別
        4.4.3 段的共享與保護
        分頁系統中信息共享、分段保護、管理特點
    4.5 段頁式存儲管理:
        基本思想、作業的分段、邏輯地址結構、段表/頁表及段表寄存器、地址變換過程及機構
    4.6 虛擬存儲器:原理、定義、特點、實現方法
    4.7 請求分頁存儲管理:頁表、缺頁中斷處理、地址變換及地址變換流程
    4.8 頁面置換算法
        4.8.1.最佳置換算法(OPT)
        4.8.2.先進先出算法(FIFO)
        4.8.3.最近最久未使用置換算法(LRU):計數器、棧及其實現——鏈表法
        4.8.4.時鐘(clock)置換算法
        4.8.5.頁面緩沖算法
    4.9 頁面分配算法和頁面置換范圍
    4.10 請求分頁存儲管理系統的特點
    4.11 請求分頁系統性能分析
        4.11.1.缺頁率對有效訪問時間的影響
        4.11.2.工作集問題
        4.11.3.抖動現象:抖動產生的原因、預防、發現(補充)、解除
        4.11.4.頁面大小的選擇(補充)
    4.12 請求分段存儲管理的思想
        4.12.1.請求分段的支持機構:
        段表結構、缺段中斷處理、缺段中斷處理流程、動態地址變換、請求分段的地址變換過程
        4.12.2. 段的共享與保護:
        共享段表及表項、共享段的分配、共享段的回收、分段保護、環保護的基本原則

第5章 設備管理
    5.1 設備管理概述
        5.1.1.設備分類
        5.1.2.設備管理的任務和功能
        5.1.3.設備控制器的功能、組成、I/O通道
        5.1.4.I/O系統結構
    5.2 I/O控制方式
        5.2.1.程序直接控制方式
        5.2.2.中斷控制方式
        5.2.3.DMA控制方式的組成、工作過程、配置方式,與中斷方式的區別
        5.2.4.通道控制方式
    5.3 緩沖技術管理:
        緩沖的引入、單緩沖、雙緩沖、循環緩沖、緩沖池
    5.4 設備分配
        5.4.1.設備分配中的數據結構
        5.4.2.設備分配策略:設備分配算法、安全性、設備獨立性
        5.4.3.設備分配程序——單通路設備分配、多通路的設備分配
    5.5 Spooling系統的構成、特點
    5.6 設備處理功能、設置、特點、處理過程
    5.7 I/O軟件的層次結構
    5.8 磁盤存儲器管理
        磁盤性能描述:物理塊的排列、磁盤訪問時間;磁盤的驅動調度算法;磁盤高速緩存;提高磁盤I/O速度的其它方法;廉價磁盤冗余陣列

第6章 文件管理
    6.1 文件和文件系統
        文件、記錄、數據項、文件類型和文件系統模型、文件操作
    6.2 文件的邏輯結構
        文件邏輯結構分類:順序文件、索引文件、索引順序文件、直接文件和哈希文件
    6.3 外存分配方式
        順序分配、鏈接分配、索引分配
    6.4 目錄管理
        文件控制塊和索引結點、目錄結構、目錄查詢技術、
    6.5 文件存儲空間的管理
        空閑的表法和空閑鏈表法、位示圖法、成組鏈接法
    6.6 文件共享和保護
        基于索引結點的共享方式、利用符號鏈實現文件共享、磁盤容錯技術
    6.7 數據一致性控制
        事務、檢查點、并發控制、重復數據的一致性問題

第7章 UNIX操作系統
    7.1 簡介
        UNIX系統概述、發展史、特點、內核結構
    7.2 Shell命令語言
        簡單命令、重定向與管道命令、通信命令、后臺命令、shell編程
    7.3 進程管理
        進程描述數據結構(進程表項、U區、系統區表、本進程區表);
        進程狀態及其轉換、進程控制系統調用(fork、exec、exit、wait)
        進程同步與通信:軟中斷信號、管道、消息、共享存儲區、信號量集等通信機制;
        進程調度
    7.4 存儲管理
        涉及的數據結構、偷頁進程及對換頁面的幾種處理方法
    7.5 文件系統
        UNIX文件的物理結構、尋址方式、地址轉換、索引結點;
        空閑磁盤空間的管理、組織及分配、回收;
        用戶文件描述符標及文件表、文件的三種讀寫方式;
        目錄管理、構造目錄、刪除目錄、檢索目錄
    7.6 設備管理
        字符設備管理、字符設備緩沖管理(緩沖隊列的管理及分配和回收);
        塊設備管理、塊設備緩沖管理(緩沖隊列的管理及分配和回收);
        核心與驅動程序的接口、設備開關表的作用;
        磁盤驅動程序的功能、磁盤讀寫方式

    對上述每一部分均要求學生掌握其原理、功能、算法、數據結構、實現方法和實現技術。

操作系統原理視頻教程 39講 武漢大學
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