人工智能专业《操作系统》教学大纲.docx

操作系统教学大纲适用范困：2O2X版本科人才培养方案涕程代码：22IMX1.S1.课程性质：学科基础必修课学分：25学分学时：40学时（理论40学时）先修课程：数据结构与算法分析、程序设计基础等后按课程：计算机网络原理等适用专业：人工智能专业开课单位：智能工程学院一、课程说明操作系统是人工智能专业的一门学科基础必修课。课程内容从计尊机操作系统的基本概会出发，徒序渐进地介绍计算机操作系统进程的同步、互斥和通信、存储管理与虚拟存储管理、设备皆理、文件管理等相关的知识，使学生在深刻理解计算机操作系统原理的菸础上，在操作系统应用领域培笄具有较强的分析同时和解决问超的能力，为学习相关课程及以后从事技术工作打下必要的基础.二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标I：掌握操作系统的班本概念、范本原理和肥木功能，理解操作系统的整体运行过程.为进一步学习其他软、册件技术打下良好的理论基础，并能将操作系统的原理、思想应用到实际工作中,学会分析问遨和解决问题.邨程目标2：理解操作系统核心管理机制,包括存储零管理.进程控制、文件管理、设备管理和接口管现，能深入体会其中经典作法的思想和模型,理解不同算法的优缺点.课程目标3；在教学中引导学生了解国产操作系统的发展历程，培养学生勇于担当操作系统自主可控Hi大小业虫任的爱国主义精神，民族自豪感和勤奋刻苦、努力拼拂的创新粕神与工匠精神.三、课程目标与毕业要求土操作系统课程教学目标对人工智能&业毕业要求的支挂见表I.«1獴程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支揖2.忖Ji分析2.1能修运用相关科学原理,识别和判断更杂工程同时的关跑环节.课程目标1：学探操作系统的基本概念、基本原理和基本功能.理解操作系统的整体运行过程.为进一步学习其他靴、硬件及技术打下良好的理论基础，并能将操作系统的原理、思想应用到实际工作中,分析何题和解决问跑.课程目标3：在教学中引导学生了解国产悚作系统的发展历程，培养学生勇于担当操作系统自主可控伟大事业或任的我国主义精神,民族自章感和勤奋刻苦、努力拼搏和创新精神与工旺精神.M3.设计/开发解决方案3.1掌搬工程设计和系统开发的基本方法和技术,能鲂/解影响设计目标和技术方案各种因素。课程目标2：理解操作系统核心管理机制,包括存谛器管理、进程控制、文件管理、设备管理和接11管理,能深入体会其中经典算法的思想和模型,理解不同兑法的优缺点.课程目标3：在教学中引导学生了解国产操作系统的发展方程.培养学生班于担当操作系统臼主可控伟大小业JR任的爱国主义精神,民族E1.a感和勤奋刻苦、努力拼搏和创新精神与工匠精神。M注：表中“H（MXM（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度.四、教学内容,基本要求与学时分配I.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。«2帙学内容、基本要求与学时分配铁学内容教学要求，教学点充点理论学时对应的课程目标1.操作系翻篙述1操作系统的产生和发展1.2操作系统的特征1.3 操作系统的功能1.4 操作系统类型教学要求:使学生掌握操作系统的产生和发展过程，以及操作系统的特征、功能和糅作系统的类型.重点:掌握操作系统的特征和功能：魔点:悌作系统特征的理解.41、32.进程与线程教学襄求；使学生了解进程的概念、存在的6h22.1 进程的概念2.2 进程状态及加成2.3 进程控制2.4线程状态以及组成,掌握进程和线程的区别以及进程的各状态游换过程。点:掌提进程和线程的概念,进程和线程的创建、控制与撤销：充点:迸程状态转换，进程控冽。3fi同步3进程同步概念3.2 信号量机制3.3 经典进程同步与互斥问时3.4 管程教学要求：让学生掌展进程同步的意义、概念和方法；掌握临界区的概念及进程同步的四个准则：掌握用信号时机制来解决进程的同步问题1理解管程机制“4点:进程同步与互斥、传号址机制:难点:进程同步与互斥问邈的分析与解决.82、3J.度与死*4.1 调度类型与准则4.2 调度算法4.3 死恢的基本概念4.4 死锁预防与避免4,死锁抬测与削除教学要求:使学生J'解进程的调度关里以及死锁的基本概念，掌握预防,检测和避免死镇的方法.点:进程的两度类型与准则,进程网度的豫法,死锁的产生原因及其预防和避免。充点:进程调度算法，死钺的预防和避免，银行家尊法.6K2、354MHn5.1 程序装入和桂接5.2 连续分配存储管理方式5.3 页式存储管理5.4 段式存储管理5.5 虚拟存储管理5.6 页面置换算法教学央求Wi!解程序装入的过程和链接的作H1.：掌握页式存储、段式存储和段页式存储管理的思想:理解虚拟存储管埋的摄含和实现方法。点:页式存储管理，段式存储管理，难点:地址映射仪式存储管理，段式存储管理，页面置换绿法.81、2、36.设备“5.1 1.g管理柢述5.2 b'O控制方式5.3 I/O系统5.4 横盘管理5.5 缓冲管理教学要求，掌握W）控制方式：掌握I/O系统的中断处理和设翁分配方式:理解磁盘管理、调度的思想和提高横盘I/O速度方法.点:1.g控制方式，1.O系统的中断处理、设箸分配，磁盘管理、词度和姬冲，1.inux的设备管理思想：难点:HO控制方式.K）系统的中断处埋、设备分配,磁盘管理、调度和慑冲。41、27.文件管理7.1 文件概述7.2 文件结构和文件系统7.3 目录7.4 文件系统实现7.5 文件系统可拈性7.6 保护机制教学要求I了解文件结构和文件系统的作用：掌握文件系统的实现和可能性保证机制；掌握文件系统的保护机物实现原理；工点:文件结构和文件系统，文件系统实现，文件系统的可旅性.保护机制.难点:文件系统实现文件系统的可扰性.保护机制，41、340五、教学方法及手段本课程以课堂道授为主，学生比较全面地理解操作系统的_E作过程，掌握操作系统中CPU、内存和存谛的工作原理,采用启发式、讨论式教学和案例教学等促进学生积极思考.开发学生的潜能,培界学生网考问时、分析问遨和解决问跑的能力：以“少而精”为原则,精选教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识：课程为校娘精品课，提供灵活的自主学习平台，六、课程资源1 .教材<1>汤小丹.梁红兵等.计算机操作系统(第四版)IM.西安：西安电子科技大学出版社.2014.2 .参考书(I)/XndrewSTanenbaum.现代操作系统第四版M,北京：机械工业出版社,2017.(2)加红英.计算机操作系统第三SM.北京:清华大学出版社,2018.(3)徐小龙.现代操作系统教程IMj.北京：人民I1.e电出版社.2022.3 .期刊(I)赵伟.徐慰,邵整助等.SUPoS工业操作系统就能未来工厂建设J).数字经济.2021(12):50-55(2)王拥军,王飞跳,王戈,王等.平行医院:从医院信息管理系统到智恩医院操作系统|人自动化学报、2021.47(11):2585-2599(3)石剑君,计卫星,石峰.操作系统内核并发错误检测研究进展J.软件学报，2021,32(07):2016-2038(4)何森.迟万庆.一种操作系铳内存初始化优化算法叫.计算机工程与科学,2020.42(10):1784-1790(5) ChoChaeho.SeongYeonsang.WOnYoojae.MandatoryAccessContro1.MethodforWindowsEmbeddedOSSecurityU.E1.ectronics.2021.10(20):2478-24784 .网络资源(1)中国大学MOoC操作系统IEBJo1.http:wvw.icoursc163.org/COUrseJNJTU-1003245001,2022-02-19/2022-5-18(2)中国大学MOoC.计修机操作系统(EBO1.1.hUPS：/AVWW.icoursc1.63.<>g/COUrSeIQDU-12065758057(id=1450725780.2021-09-()4,2022-5-18(3)学堂在线.博作系统IEBfo1.Jhups:"wwv.xuctangx.conVCOUrSCsdutO8O9100549846909455.2022-03-172022-6-7七、课程考核对课程目标的支撑课程成缢由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核，评价细则及对课程目标的支控关系见我3.表3课程考核对等程目标的支撑考核环节占比考核/评价Ia则课程目标123过程性考核课堂表现15（D根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核.满分100分.（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩.jJ852作业20（1）主要考核学生对各章节知M点的红习、理解和掌握程度.满分100分.（2）每次作业或独评分取各次成绩的平均值作为此环节的附终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩.IIO55阶段测试15（I）主要考核学生对阶段所学内容的更习、理解和掌握程度,满分100分.（2）每次测试单独评分,取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩.（3）以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。753期末考核50（1）卷卷成绩100分，以卷面成绩或以其在分坪成绩中所占的比例计入课程总评成绩，（2）主要考核进程概念、进程创建、进程调度方法、死钺的产生过和避免、存储管耳、IO管理等内容。（3）考试题型为：选择题、m空题、判新题、简答即、分析计算JS等.202010合计：100分453520八、考核与成绩评定1.考核方式及成定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、阶段测试、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核就本要求：考核总成绩由期末试铁成绩和过程性考核成绩组成，其中：期末试卷成绩为I（X）分（权的50%）,试超类型为选择时、填空遨、判断应、简答阳和综合时等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%,综合型或分析型虺目分值不低于SO%：课堂表现、作业、阶段测试等过程性考核成绩为100分(权重50%)：过程性考核和考试试SS分例分配应与教学大纲各章节的学时范本成比例，2.过程性考楼成筑的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4.«4过程性考核方式评价标准考核方式所占比(%)1.（三）>x9090>x8080>x>7070>x60x<6030笔记完整.积极参与教学活动，踊跃回答问他，准确率大于90%.笔记完整.认我参与教学活动，回答问题准确率大于80%.笔记不完整,偶尔参与教学活动，回答问胞准确率大于70%.上课不认具,上课不记第记,偶尔参与教学活动上课不认英，上课不记笔记，不参与教学活动.作业40能按时提交作业，作业完整，思路清晰,准确率大于镇能按时提交作业，作业完整，准确率大于80%.不交作业2次以内，掂