操作系统原理课程教学大纲 Operating System Principles 课程编号：1612112 课程类别：学科基础课 适用专业：农学（农业信息技术） 先修课程：计算机应用基础 后续课程：软件工程、Visual Basic程序设计、农业信息技术 总学分：30学分 其中实验学分：0.5学分 教学目的与要求：通过本课程的教学，使学生了解操作系统基本概念的内涵以及操作系统所研究的 主要内容：了解操作系统的基本设计方法：了解操作系统接口的类型以及网络操作系统的作用与特 点：了解系统安全性的主要内容及相应的系统安全技术：理解讲程的特征及信号量的意义，堂握经 典进程的同步原理：了解处理机调度的基本方法，掌握死锁的预防方法 了解文件存储和设备管理 的方法：理解虚拟存储器的基本原理和调度方法：通过相应的实验教学，使学生掌据操作系统的使 用及其对计算机系统中的软、硬件资源进行管理的方法，从而为学生以后的学习和工作奠定基础。 教学内容与学时安排 学时分配 序号 章名 讲实上 讨习其 授 机论题它 1 操作系统引论 4 2 进程管理 6 3 处理机调度与死锁 6 4 存储管理 6 5 设各管理 4 6 10 6 文件管理 4 7 操作系统接口 2 8 网络操作系统 4 系统安全性 4 2 6 第一章操作系统引论 (4学时) 1、教学基本要求 (1)了解操作系统的目标、操作系统的作用，以及操作系统的主要功能： (2)理解操作系统的基本特征： (3)掌握操作系统的概念，单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统以及实 时系统概念及特点
1 操作系统原理课程教学大纲 Operating System Principles 课程编号：1612112 课程类别：学科基础课 适用专业：农学（农业信息技术） 先修课程：计算机应用基础 后续课程：软件工程、Visual Basic 程序设计、农业信息技术 总 学 分：3.0 学分 其中实验学分：0.5 学分 教学目的与要求：通过本课程的教学，使学生了解操作系统基本概念的内涵以及操作系统所研究的 主要内容；了解操作系统的基本设计方法；了解操作系统接口的类型以及网络操作系统的作用与特 点；了解系统安全性的主要内容及相应的系统安全技术；理解进程的特征及信号量的意义，掌握经 典进程的同步原理；了解处理机调度的基本方法，掌握死锁的预防方法；了解文件存储和设备管理 的方法；理解虚拟存储器的基本原理和调度方法；通过相应的实验教学，使学生掌握操作系统的使 用及其对计算机系统中的软、硬件资源进行管理的方法，从而为学生以后的学习和工作奠定基础。 教学内容与学时安排 序号 章 名 学时分配 讲 授 实 验 上 机 讨 论 习 题 其 它 小 计 1 操作系统引论 4 4 2 进程管理 6 6 3 处理机调度与死锁 6 6 4 存储管理 6 2 8 5 设备管理 4 6 10 6 文件管理 4 2 6 7 操作系统接口 2 2 8 网络操作系统 4 4 8 9 系统安全性 4 2 6 第一章 操作系统引论 （4 学时） 1、教学基本要求 （1）了解操作系统的目标、操作系统的作用，以及操作系统的主要功能； （2）理解操作系统的基本特征； （3）掌握操作系统的概念，单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统以及实 时系统概念及特点
2、教学基本内容 第一节操作系统的目标和作用 操作系统的目标 二、操作系统的作用 三、推动操作系统发展的主要动力 第二节操作系统的发展过程 一、无操作系统的计算机系统 人工操作方式：脱机输入输出方式。 二、单道批处理系统 单道批处理系统的处理过程：单道批处理系统的特征 三、多道批处理系统 *多道程序设计的基本概念：*多道批处理系统的特征：*多道批处理系统的优缺点：多道批处理 系统需解决的问题。 四、分时系统 分时系统的产生：◆#分时系统实现中的关键问题：◆分时系统的特征。 五、实时系统 应用需求：实时任务：*实时系统与分时系统特征的比较 第三节操作系统的基本特征 一、并发 二、共享 三、虎拟 四、异步性 第四节操作系统的主要功能 一、处理机管理功能 二、存储器管理功能 三、设备管理功能 四、文件管理功能 五、用户接口 第五节操作系统的结构设计 传统的操作系统结构 无结构操作系统：模块化操作系统结构：分层式操作系统结构。 二、微内核0S结构 客户/服务器模式：浏览器/服务器模式：◆面向对象的程序设计技术：◆微内核技术。 第二章进程管理 (6学时)
2 2、教学基本内容 第一节 操作系统的目标和作用 一、操作系统的目标 二、操作系统的作用 三、推动操作系统发展的主要动力 第二节 操作系统的发展过程 一、无操作系统的计算机系统 人工操作方式；脱机输入/输出方式。 二、单道批处理系统 单道批处理系统的处理过程；*单道批处理系统的特征。 三、多道批处理系统 *多道程序设计的基本概念；*多道批处理系统的特征；*多道批处理系统的优缺点；多道批处理 系统需解决的问题。 四、分时系统 分时系统的产生；*#分时系统实现中的关键问题；*分时系统的特征。 五、实时系统 应用需求；实时任务；*实时系统与分时系统特征的比较。 第三节 操作系统的基本特征 一、并发 二、共享 三、虚拟 四、异步性 第四节 操作系统的主要功能 一、处理机管理功能 二、存储器管理功能 三、设备管理功能 四、文件管理功能 五、用户接口 第五节 操作系统的结构设计 一、传统的操作系统结构 无结构操作系统；模块化操作系统结构；分层式操作系统结构。 二、微内核 OS 结构 客户/服务器模式；浏览器/服务器模式；*面向对象的程序设计技术；*微内核技术。 第二章 进程管理 （6 学时）
1、教学基本要求 (1)了解进程控制块的组成，进程通信的实现，线程的概念与控制： (2)理解进程的基本概念及基本特征： (3)掌握进程基本状态及其状态的转换，进程同步的概念与信号量的应用以及经 典进程的同步问题。 2、教学基本内容 第一节进程的基本概念 一、程序的顺序执行及其特征 程序的顺序执行：程序顺序执行的特征。 二、前趋图 三、程序的并发执行及其特征 程序的并发执行：*程序并发执行的特征。 四、进程的特征与状态 ◆进程的定义和特征：·进程的三种基本状态：挂起状态。 五、进程控制块 *进程控制块的作用：进程控制块中的信总：进程控制块的组织方式。 第二节进程控制 一、进程的创建 进程图：引起创建进程的事件：*进程的创建。 二、进程的终止 三、进程的阻塞与唤醒 引起进程阻塞与唤醒的事件进程阻塞过程：进程唤醒过程 四、进程的挂起与激活 第三节进程同步 一、进程同步的基本概念 两种形式的制约关系临界资源：#临界区：同步机制应遵循的规则， 二、信号量机制 ◆整型信号量：◆记录型信号量：*#AND型信号量：◆#信号量集。 三、信号量的应用 *利用信号量实现进程互斥：利用信号量实现前趋关系。 第四节经典进程的同步问题 一、生产者一消费者问题 ◆利用记录型信号量解决生产者一消费者问题：#利用AND型信号量解决生产者一消费者问题。 二、哲学家进餐问题 ◆利用记录型信号量解决哲学家进餐问题：*#利用AND型信号量解决哲学家进餐问题。 三、读者一写者问题 *利用记录型信号量解决读者一写者问题：*#利用信号量集解决读者一写者问题。 第五节进程通信
3 1、教学基本要求 （1）了解进程控制块的组成，进程通信的实现，线程的概念与控制； （2）理解进程的基本概念及基本特征； （3）掌握进程基本状态及其状态的转换，进程同步的概念与信号量的应用以及经 典进程的同步问题。 2、教学基本内容 第一节 进程的基本概念 一、程序的顺序执行及其特征 程序的顺序执行；*程序顺序执行的特征。 二、前趋图 三、程序的并发执行及其特征 程序的并发执行；*程序并发执行的特征。 四、进程的特征与状态 *进程的定义和特征；*进程的三种基本状态；挂起状态。 五、进程控制块 *进程控制块的作用；进程控制块中的信息；进程控制块的组织方式。 第二节 进程控制 一、进程的创建 进程图；引起创建进程的事件；*进程的创建。 二、进程的终止 三、进程的阻塞与唤醒 *引起进程阻塞与唤醒的事件；进程阻塞过程；进程唤醒过程。 四、进程的挂起与激活 第三节 进程同步 一、进程同步的基本概念 *两种形式的制约关系；*临界资源；*#临界区；*同步机制应遵循的规则。 二、信号量机制 *整型信号量；*记录型信号量；*#AND 型信号量；*#信号量集。 三、信号量的应用 *利用信号量实现进程互斥；利用信号量实现前趋关系。 第四节 经典进程的同步问题 一、生产者－消费者问题 *利用记录型信号量解决生产者－消费者问题；*#利用 AND 型信号量解决生产者－消费者问题。 二、哲学家进餐问题 *利用记录型信号量解决哲学家进餐问题；*#利用 AND 型信号量解决哲学家进餐问题。 三、读者－写者问题 *利用记录型信号量解决读者－写者问题；*#利用信号量集解决读者－写者问题。 第五节 进程通信
一、进程通信的类型 共享存储器系统：消息传递系统：·管道通信。 一、消息传递诵信的实施方法 直接通信方式：间接通信方式 三、消息传递系统实现中的若干问题 通信链路：消总的格式：*进程同步方式。 第六节线程 一、线程的基本概念 线程的引入： ◆线程的属性：线程的状态：线程的创建和终止：◆多线程操作系统中的进程。 二、线程间的同步和通信 互斥锁：条件变量：*信号量机制。 三、内核支持线程和用户级线程 ◆内核支持线程：用户级线程 四、线程控制 内核支持线程的实现：用户级线程的实现。 第三章处理机调度与死锁 (6学时) 1、教学基本要求 (1)了解高级、中级和低级调度的概念，多处理机系统中的高度： (2)理解进程的分配与调度方式 (3)掌握不同调度算法的应用，产生死锁的原因与必要条件，预防死锁的方法 2、教学基本内容 第一节处理机调度的基本概念 一、高级、中级和低级调度 *高级调度概念*中级调度概念：低级调度概念。 二、调度队列模型 仅有进程调度的调度队列模型：具有高级和低级调度的调度队列模型：同时具有三级调度的调 度队列模型。 三、选择调度方式和调度方法的若干准则 ·面向用户准则：面向系统准则。 第二节调度算法 一、先来先服务和短作业（进程）优先调度算法 ◆先来先服务调度算法：*短作业（进程）优先调度算法。 二、高优先权优先调度算法 优先权调度算法的类型：优先权的类型：◆高响应比优先调度算法。 三、基于时间片的轮转调度算法 *时间片轮转法：多级反馈队列调度算法：多级反馈队列调度算法的性能
4 一、进程通信的类型 共享存储器系统；消息传递系统；*管道通信。 二、消息传递通信的实施方法 直接通信方式；间接通信方式。 三、消息传递系统实现中的若干问题 通信链路；消息的格式；*进程同步方式。 第六节 线程 一、线程的基本概念 线程的引入；*线程的属性；线程的状态；线程的创建和终止；*多线程操作系统中的进程。 二、线程间的同步和通信 互斥锁；条件变量；*信号量机制。 三、内核支持线程和用户级线程 *内核支持线程；用户级线程。 四、线程控制 内核支持线程的实现；用户级线程的实现。 第三章 处理机调度与死锁 （6 学时） 1、教学基本要求 （1）了解高级、中级和低级调度的概念，多处理机系统中的高度； （2）理解进程的分配与调度方式； （3）掌握不同调度算法的应用，产生死锁的原因与必要条件，预防死锁的方法。 2、教学基本内容 第一节 处理机调度的基本概念 一、高级、中级和低级调度 *高级调度概念；*中级调度概念；*低级调度概念。 二、调度队列模型 仅有进程调度的调度队列模型；具有高级和低级调度的调度队列模型；同时具有三级调度的调 度队列模型。 三、选择调度方式和调度方法的若干准则 *面向用户准则；面向系统准则。 第二节 调度算法 一、先来先服务和短作业（进程）优先调度算法 *先来先服务调度算法；*短作业（进程）优先调度算法。 二、高优先权优先调度算法 优先权调度算法的类型；优先权的类型；*高响应比优先调度算法。 三、基于时间片的轮转调度算法 *时间片轮转法；多级反馈队列调度算法；多级反馈队列调度算法的性能
第三节实时调度 一、实现实时调度的基本条件 提供必要的信息： 系统处理能力强：采用抢占式调度机制：具有快速切换机制 二、实时调度算法的分类 非抢占式算法：◆抢占式调度算法。 三、常用的几种实时调度算法 最早截止时间优先(EDF)算法：◆最低松弛度优先(LLF)算法。 第四节多处理机系统中的调度 一、多处理器系统(MPS)的类型 紧密耦合MPS和松弛耦合MPS:对称多处理器系统和非对称多处理器系统。 二、进程分配方式 对称MPS中的进程分配方式：非对称MPS中的进程分配方式。 三、进程（线程）调度方式 自调度方式：*#成组调度方式：专用处理器分配方式。 第五节产生死锁的原因和必要条件 一、产生死锁的原因 竞争资源引起进程死锁：进程推进顺序不当引起死锁 二、产生死锁的必要条 三、处理死锁的基本方法 第六节预防死锁的方法 预防死锁 二、系统安全状态 ◆安全状态：安全状态示例：由安全状态向不安全状态的转换。 三、利用银行家算法避免死锁 银行家算法中的数据结构：*银行家算法：*料安全性算法。 第七节死锁的检测与解除 一、死锁的检测 资源分配图：◆死锁定理。 二、死锁的解除 第四章存储管理 (8学时) 1、教学基本要求 (1)了解固定分区分配、动态分区分配、可重定位分区分配的概念与实现，请求 分段存储管理的应用 (2)理解基本分页存储管理与基本分段存储管理方式的实现方法： (3)掌握虚拟存储器的概念与实现，请求分页存储管理的应用，常用页面转换算
5 第三节 实时调度 一、实现实时调度的基本条件 提供必要的信息；系统处理能力强；采用抢占式调度机制；具有快速切换机制。 二、实时调度算法的分类 非抢占式算法；*抢占式调度算法。 三、常用的几种实时调度算法 最早截止时间优先（EDF）算法；*最低松弛度优先（LLF）算法。 第四节 多处理机系统中的调度 一、多处理器系统（MPS）的类型 紧密耦合 MPS 和松弛耦合 MPS；对称多处理器系统和非对称多处理器系统。 二、进程分配方式 对称 MPS 中的进程分配方式；非对称 MPS 中的进程分配方式。 三、进程（线程）调度方式 自调度方式；*#成组调度方式；专用处理器分配方式。 第五节 产生死锁的原因和必要条件 一、产生死锁的原因 竞争资源引起进程死锁；进程推进顺序不当引起死锁。 二、产生死锁的必要条件 三、处理死锁的基本方法 第六节 预防死锁的方法 一、预防死锁 二、系统安全状态 *安全状态；安全状态示例；由安全状态向不安全状态的转换。 三、利用银行家算法避免死锁 银行家算法中的数据结构；*银行家算法；*#安全性算法。 第七节 死锁的检测与解除 一、死锁的检测 资源分配图；*死锁定理。 二、死锁的解除 第四章 存储管理 （8 学时） 1、教学基本要求 （1）了解固定分区分配、动态分区分配、可重定位分区分配的概念与实现，请求 分段存储管理的应用； （2）理解基本分页存储管理与基本分段存储管理方式的实现方法； （3）掌握虚拟存储器的概念与实现，请求分页存储管理的应用，常用页面转换算
法的原理与实现。 2、教学基本内容 第一节程序的装入和链接 一、程序的装入 绝对装入方式：◆可重定位装入方式：◆动态运行时装入方式。 二、程序的链接 静态链接方式：装入时动态链接：运行时动态链接 第二节连续分配方式 一、单一连续分配 二、固定分区分配 ·划分分区的方法：内存分配。 三、动态分区分配 分区分配中的数据结构：8分区分配算法：幸分区分配操作。 四、可重定位分区分配 ◆动态重定位的引入：动态重定位的实现：动态重定位分区分配算法。 五、对换(Swapping) ◆对换的引入：对换空间的管理：进程的换出与换入。 第三节基本分页存储管理方式 一、页面与页表 ◆页面：◆地址结构：◆页表 二、地址变换机构 ◆基本的地址变换机构：#具有快表的地址变换机构 三、两级和多级页表 幸两级页表：多级页表」 第四节基本分段存储管理方式 分段：◆段表：地址变换机构：*分页和分段的主要区别。 三、信息共享 四、段页式存储管理 基本原理地址变换过程 第五节虚拟存储的基本概念 一、虚拟存储器的引入 常规存储器管理方式的特征：#局部性原理：*虚拟存储器的定义。 二、虚拟存储器的实现方法 清求系统 请求分段系统 三、虚拟存储器的特征 第六节请示分页存储管理方式 6
6 法的原理与实现。 2、教学基本内容 第一节 程序的装入和链接 一、程序的装入 绝对装入方式；*可重定位装入方式；*动态运行时装入方式。 二、程序的链接 静态链接方式；装入时动态链接；运行时动态链接。 第二节 连续分配方式 一、单一连续分配 二、固定分区分配 *划分分区的方法；内存分配。 三、动态分区分配 分区分配中的数据结构；8 分区分配算法；*分区分配操作。 四、可重定位分区分配 *动态重定位的引入；动态重定位的实现；动态重定位分区分配算法。 五、对换（Swapping） *对换的引入；对换空间的管理；进程的换出与换入。 第三节 基本分页存储管理方式 一、页面与页表 *页面；*地址结构；*页表。 二、地址变换机构 *基本的地址变换机构；#具有快表的地址变换机构。 三、两级和多级页表 *两级页表；多级页表。 第四节 基本分段存储管理方式 一、分段存储管理方式的引入 二、分段系统的基本原理 分段；*段表；#地址变换机构；*分页和分段的主要区别。 三、信息共享 四、段页式存储管理 基本原理；地址变换过程。 第五节 虚拟存储的基本概念 一、虚拟存储器的引入 *常规存储器管理方式的特征；#局部性原理；*虚拟存储器的定义。 二、虚拟存储器的实现方法 *分页请求系统；请求分段系统。 三、虚拟存储器的特征 第六节 请示分页存储管理方式
一、请求分页中的硬件支持 ·页表机制：缺页中断机构：地址变换机。 二、内存分配策略和分配算 最小物理块数的确定： ◆物理块的分配策略：*物理块的分配算法。 三、调页策略 *何时调入页面：#从何处调入页面：页面调入过程。 第七节页面置换算法 一、最佳转换算法和先进先出转换算法 最佳置换算法◆先进先出页面置换算法。 二、最近最久未使用(LRU)转换算法 LRU置换算法的描述：LRU算法的硬件支持。 三、Clock转换算法 简单的Clock置换算法：*改进型Clock置换算法 四、其它转换算法 最少使用(LFU)置换算法：页面缓冲算法。 第八节请求分段存储管理方式 一、请求分段中的硬件支持 ◆段表机制：缺段中断机构：地址变换机构 二、分段的共享与保扮 *共享段表：共享段的分配与回收：分段保护。 3、实验内容 实验一、存储管理(2学时 实验性质：验证性实验 实验内容：1、外存管理：2、内存管理。 实验目的与要求：2、了解外存的工作原理，掌握外存的管理方法：2、了解内存页面调度的机理 掌握几种内存页面调度算法及内存优化方法。 注意要点：无 第五章设备管理 (10学时) 1、教学基本要求 (1)了解通道的概念与外围设备的控制，VO控制方式： (2)理解缓冲管理的应用，设备独立性的概念： (3)掌握斯普林系统的组成与作用，磁盘调度的方法。 2、教学基本内容 第一节I/0系统
7 一、请求分页中的硬件支持 *页表机制；缺页中断机构；地址变换机。 二、内存分配策略和分配算法 最小物理块数的确定；*物理块的分配策略；*物理块的分配算法。 三、调页策略 *何时调入页面；#从何处调入页面；页面调入过程。 第七节 页面置换算法 一、最佳转换算法和先进先出转换算法 最佳置换算法；*先进先出页面置换算法。 二、最近最久未使用（LRU）转换算法 LRU 置换算法的描述；*#LRU 算法的硬件支持。 三、Clock 转换算法 简单的 Clock 置换算法；*改进型 Clock 置换算法。 四、其它转换算法 最少使用（LFU）置换算法；页面缓冲算法。 第八节 请求分段存储管理方式 一、请求分段中的硬件支持 *段表机制；缺段中断机构；地址变换机构。 二、分段的共享与保护 *共享段表；共享段的分配与回收；分段保护。 3、实验内容 实验一、存储管理（2 学时） 实验性质：验证性实验 实验内容：1、外存管理；2、内存管理。 实验目的与要求： 2、了解外存的工作原理，掌握外存的管理方法；2、了解内存页面调度的机理， 掌握几种内存页面调度算法及内存优化方法。 注意要点：无 第五章 设备管理 （10 学时） 1、教学基本要求 （1）了解通道的概念与外围设备的控制，I/O 控制方式； （2）理解缓冲管理的应用，设备独立性的概念； （3）掌握斯普林系统的组成与作用，磁盘调度的方法。 2、教学基本内容 第一节 Ｉ/Ｏ系统
一、1/0设备 VO设备的类型：·设备与控制器之间的接口。 一、设备控制器 *设备控制器的基本功能：◆设备控制器的组成 三、/0通道 /O通道设备的引入：通道类型：瓶项问题。 四、总线系统 第二节I/0控制方式 一、程序1/0方式 二、中断驱动1/0控制方式 三、直接存储器访问DMA/0控制方式 DMA控制方式的引入：DMA控制器的组成：DMA工作过程。 四、1/0通道控制方式 第三节缓冲管理 一、缓冲的引入 二、单缓冲和双缓冲 单缓冲：双缓冲 三、循环缓冲 ·循环缓冲的组成：#循环缓冲区的使用：进程同步。 四、缓冲池(Buffer Pool) 缓冲池的组成：Getbuf过程和Putbufi过程：*缓冲区的工作方式。 第四节设备分配 一、设备分配中的数据结构 设备控制表DCT:控制器控制表、通道控制表和系统设备表。 二、设备分配时应考虑的因素 *设备的固有属性：设备分配算法：设备分配中的安全性。 三、设备独占性 幸设备独占性的概念： 设备独立性软件：逻辑设备名到物理设备名映射的实现， 四、独占设备的分配程序 基本的设备分配程序：设备分配程序的改进。 五、Spooling技术 幸SPOOLing系统的概念：*SPOOLing系统的组成：共享打印机：*SPOOLing系统的特点。 第五节设备处理 一、设备驱动程序的功能和特点 ◆设备驱动程序的功能：设备处理方式：◆设备驱动程序的特点。 二、设备驱动程序的处理过程 将抽象要求转换为具体要求：检查0请求的合法性：读出和检查设备的状态：传送必要的参 数：工作 式的 设置： 启动1 0设备。 三、中断处理程序的处理过程 第六节磁盘存储管理
8 一、I/O 设备 I/O 设备的类型；*设备与控制器之间的接口。 二、设备控制器 *设备控制器的基本功能；*设备控制器的组成。 三、I/O 通道 *I/O 通道设备的引入；通道类型；瓶颈问题。 四、总线系统 第二节 Ｉ/Ｏ控制方式 一、程序 I/O 方式 二、中断驱动 I/O 控制方式 三、直接存储器访问 DMA/O 控制方式 DMA 控制方式的引入；*DMA 控制器的组成；DMA 工作过程。 四、I/O 通道控制方式 第三节 缓冲管理 一、缓冲的引入 二、单缓冲和双缓冲 单缓冲；*双缓冲。 三、循环缓冲 *循环缓冲的组成；#循环缓冲区的使用；进程同步。 四、缓冲池（Buffer Pool） 缓冲池的组成；Getbuf 过程和 Putbuf 过程；*缓冲区的工作方式。 第四节 设备分配 一、设备分配中的数据结构 设备控制表 DCT；控制器控制表、通道控制表和系统设备表。 二、设备分配时应考虑的因素 *设备的固有属性；设备分配算法；设备分配中的安全性。 三、设备独占性 *设备独占性的概念；设备独立性软件；逻辑设备名到物理设备名映射的实现。 四、独占设备的分配程序 基本的设备分配程序；设备分配程序的改进。 五、Spooling 技术 * SPOOLing 系统的概念；*SPOOLing 系统的组成；共享打印机；*SPOOLing 系统的特点。 第五节 设备处理 一、设备驱动程序的功能和特点 *设备驱动程序的功能；设备处理方式；*设备驱动程序的特点。 二、设备驱动程序的处理过程 将抽象要求转换为具体要求；检查 I/O 请求的合法性；读出和检查设备的状态；传送必要的参 数；工作方式的设置；启动 I/O 设备。 三、中断处理程序的处理过程 第六节 磁盘存储管理
一、磁盘性能简述 数据的组织和格式：磁盘的类型：◆#硬盘访问时间。 二、磁盘调度 先来先服务(FCFS):◆最短寻道时间优先(SSTF):*扫描(SCAN)算法：循环扫描(CSCAN) 算法：N一Step一SCAN和FSCAN调度算法。 三、磁盘高速缓存(Disk Cache) ◆磁盘高速缓存的形式：数据交付方式：*置换算法：周期性写回磁盘。 四、提高磁盘1/0速度的其它方法 提前读：延迟写：优化物理块的分布：虚拟盘。 3、实验内容 实验二、设备管理(3学时) 实验性质：验证性实验 实验内容：1、观察系统配置情况：2、屏幕设置：3、健盘和鼠标设置。 实验目的与要求：1、了解系统设备的连接与设置：2、了解系统硬件的管理。 注意要点：无 实验三、打印机的使用(3学时) 实验性质：验证性实验 实验内容：1、驱动程序的安装：2、打印设置：3、文件打印。 实验目的与要求：1、掌握打印机的连接与安装：2、学会使用打印机。 注意要点：无 第六章文件管理 (6学时) 1、教学基本要求 (1)了解目录查询技术应用，重复数据的数据一致性问题 (2)理解文件的逻辑结构与存储结构，外在的分配方式： (3)掌握位示图法与成组链接法的概念与应用。 2、教学基本内容 第一节文件和文件系统 一、文件、记录和数据项 数据项：*记录：◆文件。 二、文件类型和文件系统模型 *文件类型：文件系统模型 三、文件操作 ·最基本的文件操作：文件的打开和关闭操作：其它文件操作。 第二节文件的逻辑结构
9 一、磁盘性能简述 数据的组织和格式；磁盘的类型；*#硬盘访问时间。 二、磁盘调度 *先来先服务（FCFS）；*最短寻道时间优先（SSTF）；*扫描（SCAN）算法；循环扫描（CSCAN） 算法；N－Step－SCAN 和 FSCAN 调度算法。 三、磁盘高速缓存（Disk Cache） *磁盘高速缓存的形式；数据交付方式；*置换算法；周期性写回磁盘。 四、提高磁盘 I/O 速度的其它方法 提前读；延迟写；优化物理块的分布；虚拟盘。 3、实验内容 实验二、设备管理（3 学时） 实验性质：验证性实验 实验内容：1、观察系统配置情况；2、屏幕设置；3、键盘和鼠标设置。 实验目的与要求：1、了解系统设备的连接与设置；2、了解系统硬件的管理。 注意要点：无 实验三、打印机的使用（3 学时） 实验性质：验证性实验 实验内容：1、驱动程序的安装；2、打印设置；3、文件打印。 实验目的与要求：1、掌握打印机的连接与安装；2、学会使用打印机。 注意要点：无 第六章 文件管理 （6 学时） 1、教学基本要求 （1）了解目录查询技术应用，重复数据的数据一致性问题； （2）理解文件的逻辑结构与存储结构，外在的分配方式； （3）掌握位示图法与成组链接法的概念与应用。 2、教学基本内容 第一节 文件和文件系统 一、文件、记录和数据项 数据项；*记录；*文件。 二、文件类型和文件系统模型 *文件类型；文件系统模型。 三、文件操作 *最基本的文件操作；文件的打开和关闭操作；其它文件操作。 第二节 文件的逻辑结构
一、文件逻辑结构的类型 ◆有结构文件：无结构文件。 一、倾序文件 逻辑记录的排序：对顺序文件的读写操作：◆顺序文件的优缺点 三、索引文件 四、索引顺序文件 五、直接文件和哈希文件 直接文件：哈希文件 第三节外存分配方式 一、连续分配 连续分配方式：连续分配的主要代缺点。 二、链接分配 隐式链接：显式链接 三、索引分配 *单级索引分配：多级索引分配：混合索引分配。 第四节目录管理 一、文件控制块和索引结点 文件挖块， ◆索引结点 二、目录结构 单级目录结构：◆两级目录结构：多级目录结构：增加和删除目录。 三、目录查询技术 线性检索法：Hash方法 第五节文件存储空间的管理 一、空闲表法和空闲链表法 幸空闲表法：空闲链表法。 二、位示图法 位示图：◆块的分配：块的回收。 三、成组链接法 第六节文件共享与文件保护 一、基于索引结点的共享方式 二、利用符号链实现文件共享 三、磁盘容错技术 ◆第一级容错技术SFT一I:*第二级容错技术ST一Ⅱ。 3、实验内容 实验四、文件管理(2学时) 实验性质：验证性实验 实验内容：1、文件夹操作：2、文件操作：3、软盘格式化：4、硬盘清理。 实验目的与要求：1、学会文件夹和文件的操作方法：2、掌握软盘格式化方法：3、了解硬盘空
10 一、文件逻辑结构的类型 *有结构文件；无结构文件。 二、顺序文件 逻辑记录的排序；对顺序文件的读/写操作；*顺序文件的优缺点。 三、索引文件 四、索引顺序文件 五、直接文件和哈希文件 *直接文件；哈希文件。 第三节 外存分配方式 一、连续分配 连续分配方式；*连续分配的主要优缺点。 二、链接分配 隐式链接；显式链接。 三、索引分配 *单级索引分配；多级索引分配；混合索引分配。 第四节 目录管理 一、文件控制块和索引结点 文件控制块；*索引结点。 二、目录结构 单级目录结构；*两级目录结构；多级目录结构；增加和删除目录。 三、目录查询技术 线性检索法；Hash 方法。 第五节 文件存储空间的管理 一、空闲表法和空闲链表法 *空闲表法；空闲链表法。 二、位示图法 位示图；*块的分配；*块的回收。 三、成组链接法 第六节 文件共享与文件保护 一、基于索引结点的共享方式 二、利用符号链实现文件共享 三、磁盘容错技术 *第一级容错技术 SFT－Ⅰ；*第二级容错技术 SFT－Ⅱ。 3、实验内容 实验四、文件管理（2 学时） 实验性质：验证性实验 实验内容：１、文件夹操作；２、文件操作；３、软盘格式化；４、硬盘清理。 实验目的与要求：１、学会文件夹和文件的操作方法；２、掌握软盘格式化方法；３、了解硬盘空