计算机操作系统
计算机操作系统
30万+ 人选课
更新日期:2025/06/13
开课平台爱课程(中国大学MOOC)
开课高校南京大学
开课教师骆斌葛季栋
学科专业工学计算机类
开课时间2025/02/23 - 2025/07/31
课程周期23 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

   南京大学是中国最早从事,操作系统研发与教学的单位,1980年在中国首先出版了操作系统教程教材,至2020年该教材已更新至第6版。

   如果您是计算机科学、软件工程、电子、通信、控制、信息系统、电子商务、计算与信息科学等信息技术相关专业的学生,可以系统地学习本课程基本部分的内容,如果您想致力于操作系统的研发工作,可以进一步学习高级部分的内容;此外如果您是计算机爱好者,可以根据自己的需要,按需学习本课程相关部分的内容,建立对计算机操作系统整体或部分的认知。

  本课程的理论教学组织为六个部分:计算机操作系统概述、处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、并发程序设计。学习者能够认知操作系统的基本概念与实现原理,并深入理解操作系统的设计方法与实现技术。自2021年秋季学期起,本课程加入教育部-华为“智能基座”精品慕课建设项目,新增了基于华为开源操作系统openEuler的实例教学,作为本课程的第七部分。实例教学同样组织为六个部分,与理论教学各部分内容一一对应。

   本课程有三个特点:第一,强调计算机软硬件协同设计技术,讲授操作系统各个模块的实现方法、策略与算法;第二,从大型软件系统构造的角度看待操作系统的实现,训练学生以折中的方法和方案,综合解决宏观问题的能力;第三,采用工程师的立场,强调操作系统的构造特征,即概念大于理论、技术大于算法、整体先于局部,培养学生综合解决实际问题的能力。欢迎大家修读本课程!

课程大纲

第一周:计算机操作系统概述(上)

1-1 计算机系统概览

1-2 计算机硬件系统

1-3 计算机软件系统

1-4 计算机操作技术的发展

1-5 计算机操作系统

1-6 资源管理的角度

1-7 程序控制的角度

第二周:计算机操作系统概述(下)和处理器管理(上)

1-8 操作系统控制计算机的角度

1-9 人机交互的角度

1-10 程序接口的角度

1-11 系统结构的角度

2-1 处理器与寄存器

2-2 指令与处理器模式

2-3 中断

2-4 中断源

第一次单元测验

第三周:处理器管理(中)

2-5\t中断系统1

2-6\t中断系统2

2-7\t多中断的响应与处理

2-8\t进程及其状态

2-9\t进程的数据描述

2-10 进程的管理

2-11 进程切换与模式切换

第四周:处理器管理(下)

2-12 多线程技术概述

2-13 KLT与ULT

2-14 多线程实现的混合策略

2-15 处理器调度的层次

2-16 处理器调度算法1

2-17 处理器调度算法2

第二次单元测试

第五周:存储管理(上)

3-1\t存储管理的主要模式

3-2\t存储管理的功能

3-3\t虚拟存储器的概念

3-4\t存储管理的硬件支撑

3-5\t单连续分区存储管理

3-6\t可变分区存储管理

第六周:存储管理(下)

3-7\t页式存储管理的基本原理

3-8\t页式存储管理的地址转换

3-9\t页式虚拟存储管理

3-10\t页面调度

3-11 反置页表

3-12 段式存储管理

3-13 段式虚拟存储管理

3-14 段页式存储管理

第三次单元测验

第七周:设备管理(上)

4-1\t设备管理概述

4-2 \tI/O控制方式

4-3 总线与I/O

4-4 I/O软件的实现层次

4-5 I/O软件的实现

4-6\tI/O缓冲区

4-7 设备独立性

4-8\t独占型外设的分配

第八周:设备管理(下)和文件管理(上)

4-9\t磁盘的物理结构

4-10 磁盘的驱动调度

4-11 SPOOLing系统

4-12 批处理系统的作业管理

5-1 文件的概念

5-2 文件系统及其功能

5-3 文件的存储

5-4\t文件的逻辑结构

5-5 文件的物理结构

第四次单元测验

第九周:文件管理(下)

5-12 文件的使用

5-13 辅存空间管理

5-14 文件系统的实现层次

5-6\t文件的物理结构

5-7\t文件的目录结构

5-8\t文件目录的管理

5-9\t文件保护和保密

5-10 文件的保护

5-11 文件的存取方法

第五次单元测试

第十周:并发程序设计(上)

6-1\t并发程序设计的概念

6-2\t并发进程的制约关系

6-3\t临界区

6-4\t临界区管理实现的尝试

6-5\t临界区管理实现的硬件方式

第十一周:并发程序设计(中)

6-6\tPV操作与进程互斥

6-7\tPV操作与进程同步

6-8\t生产者消费者问题探究

6-9\t管程概述

6-10 霍尔管程

6-11 霍尔管程的例

第十二周:并发程序设计(下)

6-12 进程通信

6-13 高级进程的通信机制

6-14 死锁的产生

6-15 死锁的防止

6-16 死锁的避免

6-17 死锁的检测