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A. "計算機操作系統"課程設計大作業

計算機操作系統"課程設計大作業
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B. 操作系統課程設計

—、計算機操作系統課程設計方案
課程概況
計算機操作系統是中央電大計算機科學與技術專業（本科）的一門統設必修課。課程教學總學時72，4學分，開設一學期。前修課程為計算機組成原理、面向對象程序設計和數據結構。
計算機操作系統課是計算機專業的重要課程之一，通過學習使學員掌握計算機操作系統的設計基本原理及組成；計算機操作系統的基本概念和相關的新概念、名詞及術語；了解計算機操作系統的發展特點和設計技巧和方法；對常用計算機操作系統（DOS、Windows和UNIX或Linux）會進行基本的操作使用。
• 課程主要內容
主要內容包括：計算機操作系統概述、作業管理、文件管理、存儲管理、輸入輸出設備管理、進程及處理機管理、操作系統結構及程序設計。
二、教學內容體系及教學要求
第一章 操作系統概述
教學內容：
操作系統定義及發展；操作系統的形成和五大類型；操作系統的五大功能；表徵操作系統的屬性；操作系統的配置、「生成」概念
教學要求：
熟練掌握：什麼是操作系統；知道操作系統有五大類型和五大功能；
掌握：至少掌握一種實際攬操作系統的安裝、使用和維護；
了解：初步了解如何認識、熟悉和解剖操作系統

第二章 人機交互界面、任務、作業管理
教學內容：
人機交互界面的發展特點；第一、二、三代界面開發特點；基本的鍵盤命令和系統調用操作系統Shell語言；作業調度演算法；
教學要求：
熟練掌握：能進行一些人機介面界面的設計；
掌握：掌握操作系統人機介面界面的基本設計思想；
了解：操作系統傳統的介面界面

第三章 文件管理
教學內容：
文件管理的任務與功能；文件的結構與分類；文件的物理結構和邏輯結構；文件的目錄結構；文件的存取控制和安全機制；文件系統與模型結構；
教學要求：
熟練掌握：文件的基本存取控制和系統管理；
掌握：文件系統的目錄分類管理特點；
了解：文件系統的編程設計

第四章 內部存儲管理
教學內容：
內存的分區、分頁、分段管理概念；物理地址與邏輯地址；內存「擴充」技術；頁式存儲管理；段式存儲管理；內存的分配演算法
教學要求：
熟練掌握：內存管理中基本分配和調度方法；
掌握：掌握內存管理中各種分區、分頁和分段方法的特點；
了解：內存空間的有效利用

第五章 輸入輸出設備管理
教學內容：
輸入輸出設備功能與分類；獨享、共享、虛擬設備的管理特點；輸入輸出設備處理程序；輸入輸出設備的管理策略；
教學要求：
熟練掌握：掌握輸入輸出設備的管理特點；
掌握：掌握輸入輸出設備的分類設計方法；
了解：輸入輸出設備處理程序的編程要點

第六章 低級處理機管理
教學內容：
操作系統核心功能；「進程」概念；進程的並發與並行；進程的基本狀態與轉換；進程調度演算法；進程的同步與互斥；進程的P—V操作；「死鎖」概念；
教學要求：
熟練掌握：操作系統核心運行與「進程」的基本概念；
掌握：「進程」的基本轉換狀態與應用特點；
了解：進程調度演算法的程序編制

第七章 操作系統程序結構
教學內容：
操作系統的層次、模塊結構；操作系統的設計與檢測；
教學要求：
本章教學基本要求：了解現代計算機操作系統的基本設計思想與方法

三、課程教學媒體說明
本課程使用的教學媒體主要有：文字教材、錄像教材和網上教學輔導。
1. 文字教材
《計算機操作系統》（第2版）吳企淵著清華大學出版社
註：課程實驗含在主教材中。
文字教材為該課程的主媒體。文字教材的編寫既保持了學科體系的先進性、科學性，又兼顧操作系統的理論、技術、實現三方面的融合，並強調能力的培養。
2. 錄像教材
該課程已經製作16講課程錄像，每講50分鍾，講授課程的重點、難點、課程總結。幫助學生理解，建立操作系統的整體概念和思想，由吳企淵教授主講。
課程錄像與文字教材相對應，注意發揮錄像教材藝術表現力、形象化教學的作用。
3．網上教學輔導
網上教學輔導與上述媒體有機配合，有幾方面作用：（1）發布教學指導性文件、課程公告、問題咨詢、參考資料；（2）按照教學進度，發布輔導文章，刊登練習自測題；（3）在課程論壇上進行實時答疑和日常答疑；（4）開展網上的教師培訓和教學研討等工作。
文字教材是學生學習的基本依據，錄像教材是文字教材的補充，網上輔導則是教與學交互的便捷方式。總之，多種媒體的分工和搭配為學生提供較大的自學空間，便於學生自由選擇、自主學習，提高學生的自學能力。
四、教學安排建議
1. 課程主教材及課程實驗教學安排建議
教學點請根據中央電大的統一要求安排課程的面授輔導，見表1。
表1 課程主教材及課程實驗教學安排建議
周次 教學內容 建議學時 實驗內容 建議學時
一 操作系統課程教學安排概況介紹 2
二 操作系統定義、五大類型和五大功能 4
三 人機交互界面管理 2 Linux實踐准備 1
四 作業管理任務調度 4
五 文件管理的任務和功能 2 Linux操作命令使用 1
六 文件的邏輯結構和物理結構 4
七 存儲管理的任務和功能 2 命令解釋程序編制 2
八 分區式分配存儲管理 4
九 頁式、段式分配存儲管理 6 作業調度模擬編程 4
十 設備管理的任務和功能 2
十一 設備分配技術和管理 4 存儲管理設計 4
十二 進程的定義和特徵 4
十三 進程調度與通信 6 進程調度模擬編程 4
十四 死鎖的產生和處理 2
十五 操作系統的層次模塊結構 4
十六 （總復習） 4
總計 56 16

課程錄像內容，見表2。
表2 錄像教材內容
章 教學內容 課內學時 錄像學時分配
一 操作系統概述 8學時 4
二 作業管理 8學時 2
三 文件管理 8學時 2
四 存儲管理 8學時 2
五 設備管理 8學時 2
六 進程管理 10學時 4
七 操作系統程序結構 6學時 0
總計 56學時 16

2、網上輔導
網上輔導內容包括課程的教學文件、課程輔導、網路課堂。充分利用網路資源，定期與不定期的在網上提供有關的課程輔導材料，根據教學需要，適當安排網上輔導和考前答疑活動。具體安排如下：
• 教學文件
包括課程說明、教師介紹、教學大綱、教學設計方案。
• 課程輔導
包括課程作業及解答、專題輔導、練習和解答、期末自測、考核說明等；網上還提供了教師講課教案，供各教學點教學使用。
• 網路課堂
包括直播課堂和IP課件。
網上教學活動：中央電大一般將每學期集中安排1次對學生的實時在線輔導，和1次對教師的教研活動。具體的時間安排每學期在電大在線主頁上公布。
• 論壇：進行課程的日常答疑。

3、直播課堂
課程首開學期，通過教育電視台直播方式，安排4次直播課堂，每次50分。前3講為對教學重點、難點，對教學過程中反映的共性問題和有代表性的問題進行輔導，後1講為復習輔導和有關考試說明。直播課堂的內容掛在課程網頁內。

4、作業
該課程有一份形成性考核冊，即課程作業冊。作業成績計入課程總成績。中央電大將不定期地抽查作業，檢查作業的評審及完成情況。
關於課程考核的具體內容，請參考中央電大「計算機操作系統課程考核說明」。
五、教學方法的建議
• 教學建議
（1）計算機操作系統是實踐性較強的課程。其特點是概念多、涉及面廣。要求教學輔導要由淺入深對易混淆的概念加以詳細說明，對每章的重點，管理和控制的調度演算法技巧作詳細介紹。
（2）在實驗中著重培養學員熟練使用操作系統，以及在維護操作系統工作中的分析問題和解決問題能力。
• 學習建議
（1）學習操作系統要從宏觀和微觀兩方面把握。在宏觀上要認識操作系統在計算機系統中的地位，清楚操作系統的整體結構；微觀方面應掌握操作系統是如何管理計算機的各種資源的（進程、處理機、存儲器、文件、設備），理解有關概念、原理及技術。
（2）操作系統是計算機技術與管理技術的結合，學習時可以聯想日常生活中熟悉的管理示例反復體會操作系統的管理方法，以加深對問題的理解。
（3）注意加強對自主學習能力和動手能力的培養，努力實現「學以致用」的目標。

C. 操作系統課程設計

設計題目
1設計題目：CPU調度(CPU調度演算法的模擬實現)
具體內容：編寫演算法，實現CPU調度演算法FCFS、非搶佔SJF、可搶占優先權調度、RR
針對模擬進程，利用CPU調度演算法進行調度
進行演算法評價，計算平均周轉時間和平均等待時間
要求：調度所需的進程參數由輸入產生
手工輸入
隨機數產生
輸出調度結果
輸出雞撣慣趕甙非軌石憨將演算法評價指標
2設計題目：虛擬內存 (頁面置換演算法的模擬實現)
具體內容：編寫演算法，實現頁面置換演算法FIFO、LRU
針對內存地址引用串，運行頁面置換演算法進行頁面置換
要求：演算法所需的引用串參數由輸入產生：可由手工輸入也可基於隨機數產生
輸出內存駐留的頁面集合
1．進程調度演算法模塊
[問題描述]
1、進程調度演算法：採用動態最高優先數優先的調度演算法（即把處理機分配給優先數最高的進程）。
2、每個進程有一個進程式控制制塊（ PCB）表示。進程式控制制塊可以包含如下信息：
進程名---進程標示數 ID
優先數 PRIORITY 優先數越大優先權越高
到達時間---進程的到達時間為進程輸入的時間。、
進程還需要運行時間ALLTIME，進程運行完畢ALLTIME=0，
已用CPU時間----CPUTIME、
進程的阻塞時間STARTBLOCK-表示當進程在運行STARTBLOCK個時間片後，進程將進入阻塞狀態
進程的阻塞時間BLOCKTIME--表示當進程阻塞BLOCKTIME個時間片後，進程將進入就緒狀態
進程狀態—STATE
隊列指針NEXT 用來將PCB排成隊列。
3、調度原則：
進程的優先數及需要的運行時間可以事先人為地指定（也可以由隨機數產生）。進程的到達時間為進程輸入的時間。
進程的運行時間以時間片為單位進行計算。
進程在就緒隊列中待一個時間片，優先數加1
每個進程的狀態可以是就緒 R（READY）、運行R（Run）阻塞B(BLOCK)、或完成F（Finish）四種狀態之一。
就緒進程獲得 CPU後都只能運行一個時間片。用已佔用CPU時間加1來表示。
如果運行一個時間片後，進程的已佔用CPU時間已達到所需要的運行時間，則撤消該進程，如果運行一個時間片後進程的已佔用CPU時間還未達所需要的運行時間，也就是進程還需要繼續運行，此時應將進程的優先數減3，然後把它插入就緒隊列等待CPU。
每進行一次調度程序都列印一次運行進程、就緒隊列、以及各個進程的 PCB，以便進行檢查。
重復以上過程，直到所要進程都完成為止。
求課程設計報告和用c語言編寫的源代碼

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