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自考《操作系统概论》课程大纲说明

2007-08-07 14:46   【 】【我要纠错

  一、课程性质及其设置目的与要求

  (一)课程性质、地位与任务

  随着计算机技术的迅猛发展,计算机的硬、软件资源越来越丰富,用户也要求能更方便、更灵活地使用计算机系统。为了增强计算机系统的处理能力以及方便用户有效地使用计算机系统,操作系统已成为现代计算机系统中不可缺少的重要组成部分。因此,操作系统概论是高等教育自学考试计算机及其应用专业(专科)考试计划中的主要专业课程。

  本课程从操作系统实现资源管理的观点出发,阐述如何对计算机系统中的硬、软件资源进行管理,使计算机系统协调一致地、有效地为用户服务,充分发挥资源的使用效率,提高计算机系统的服务质量。

  一个从事计算机科学技术的工作者,当他掌握了操作系统的工作原理和实现方法后,将有利于他利用计算机系统开发各种应用软件和系统软件。

  (二)课程基本要求

  掌握操作系统对各种资源的管理方法和操作系统各部分程序之间的关系后,才能真正掌握操作系统的工作原理以及了解操作系统在整个计算机系统中的作用。通过本课程的学习,要求:

  1.了解操作系统的组成部分,掌握操作系统的基本原理、基本概念,了解操作系统的基本设计方法。

  2.了解操作系统的基本原理在MS—DOS中的应用和实现技术,了解Windows操作系统的基本功能。

  (三)本课程与有关课程的联系

  操作系统是管理计算机系统资源和控制程序执行的一种系统软件,它直接扩充裸机(不配有任何软件的计算机)的功能,为程序的执行提供良好的环境。所以,在学习操作系统之前应该先学习计算机组成原理数据结构导论、高级语言程序设计、汇编语言程序设计等课程。在这些先行课的基础上学习本课程符合循序渐进的规律,这样不仅容易理解课程内容,而且能正确地把操作系统的各部分程序有机地联系起来。

  二、课程内容与考核目标

  第1章 引 言

  (一)课程内容

  1.计算机系统。

  2.操作系统。

  3.操作系统的类型。

  4.程序状态字。

  5.操作系统与用户的接口。

  6.操作系统的功能。

  (二)学习目的与要求

  了解操作系统在计算机系统中的作用;各类操作系统的特点;程序状态字和系统功能调用的作用。

  重点是:计算机系统的组成;操作系统在计算机系统中的作用;各类操作系统的特点;程序状态字的作用。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.计算机系统,要求达到“识记”层次。

  1.1 计算机系统由哪些部分组成。

  1.2 计算机系统中的硬件资源和软件资源。

  2.操作系统,要求达到“识记”层次。

  2.1 操作系统在计算机系统中的地位。

  2.2 操作系统做些什么工作。

  3.操作系统类型,要求达到“领会”层次。

  3.1 操作系统的类型。

  3.2 各类操作系统的特点。

  4.程序状态字,要求达到“领会”层次。

  4.1 什么是特权指令。

  4.2 设置“目态” 和“管态” 的作用。

  4.3 程序状态字的作用。

  4.4 程序状态字和程序状态宇寄存器的区别及它们间的联系。

  4.5 程序状态字的基本内容。

  5.操作系统与用户的接口,要求达到“识记”层次。

  5.1 操作系统为什么要提供“系统功能调用”。

  5.2 用户程序与系统功能调用之间的转换。

  5.3 操作系统为用户提供哪些控制作业执行步骤的手段。

  6.操作系统的功能,要求达到“识记”层次。

  从资源管理的观点看,操作系统由哪些功能部分组成。

  第2章 处理器管理

  (一)课程内容

  1.多道程序设计。

  2.进程的概念。

  3.进程控制块。

  4.进程队列。

  5.中断和中断处理。

  6.进程调度。

  (二)学习目的与要求

  通过本章学习应该掌握多道程序设计是如何提高计算机系统效率的;进程和程序有什么区别;进程的基本状态以及状态变化;进程调度策略;中断的作用。

  重点是:多道程序设计,进程,进程调度。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.多道程序设计,要求达到“领会”层次。

  1.1 程序的并行执行能发挥处理器与外围设备的并行工作能力。

  1.2 什么是多道程序设计。

  1.3 多道程序设计为什么能提高处理器的工作效率。

  1.4 多道程序设计对算题量和算题时间的影响。

  2.进程的概念,要求达到“领会”层次。

  2.1 进程的定义。

  2.2 为什么要引人“进程”。

  2.3 进程与程序的区别与联系。

  2.4 进程的基本状态及状态变化。

  3.进程控制块,要求达到“领会”层次。

  3.1 进程控制块的作用和基本内容。

  3.2 进程是由程序、数据集和进程控制块三部分组成。

  3.3 进程的创建与撤消。

  4.进程队列,要求达到“领会”层次。

  4.1 进程队列可用进程控制块来链接。

  4.2 进程有哪些基本队列。

  4.3 进程的人队与出队。

  5.中断,要求达到“领会”层次。

  5.1 中断的定义和类型。

  5.2 中断的响应。

  6.中断的处理,要求达到“识记”层次。

  7.进程调度,要求达到“领会”层次。

  7.1 进程调度算法。

  7.2 进程的切换。

  第3章 存 储 管 理

  (一)课程内容

  1.重定位。

  2.单用户连续存储管理。

  3.固定分区存储管理。

  4.可变分区存储管理。

  5.页式存储管理。

  6.段式存储管理。

  7.虚拟存储管理。

  (二)学习目的与要求

  明确存储管理的职能是对主存储器中的用户区域进行管理;理解在不同的管理方式下如何实现存储保护、主存空间的分配和去配;比较各种管理方式的特点;怎样实现虚拟存储器。

  重点是:各种管理方式下的地址转换;可变分区方式的主存分配算法以及移动技术;分页式虚拟存储管理的实现以及页面调度算法。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.重定位,要求达到“领会”层次。

  1.1 区分逻辑地址与绝对地址。

  1.2 重定位(地址转换)的方式。

  1.3 动态重定位的硬件支撑。

  2.单用户连续存储管理,要求达到“领会”层次。

  2.1 存储空间的分配。

  2.2 如何实现存储保护。

  3.固定分区存储管理,要求达到“领会”层次。

  3.1 固定分区存储管理原理。

  3.2 如何实现存储保护。

  3.3 怎样提高主存空间利用率。

  4.可变分区存储管理,要求达到“领会”层次。

  4.1 可变分区是如何划分主存区域的。

  4.2 可变分区存储管理是如何实现主存分配和去配的。

  4.3 常用的分配算法:最先适应算法;最优适应算法;最坏适应算法。

  4.4 硬件的地址转换机构以及地址转换的实现。

  4.5 如何利用移动技术提高主存空间的利用率。

  5.页式存储管理,要求达到“简单应用”层次。

  5.1 如何进行分页和主存的分块。

  5.2 采用页式存储管理时作业信息可按页分散存放。

  5.3 页表的构造以及怎样利用页表进行地址转换。

  5.4 页式存储空间的分配与回收。

  6.段式存储管理,要求达到“领会”层次。

  6.1 程序的分段。

  6.2 段式存储空间的分配。

  6.3 段表及地址转换。

  7.虚拟存储管理,要求达到“综合应用”层次。

  7.1 什么是虚拟存储器。

  7.2 分页式虚拟存储管理的实现。

  7.3 页面调度及其调度算法。

  第4章 文 件 管 理

  (一)课程内容

  1.文件和文件系统。

  2.文件的存储介质。

  3.文件的组织。

  4.存储空间的分配。

  5.文件目录。

  6.文件的保护和保密。

  7.文件的使用。

  (二)学习目的与要求

  理解操作系统是怎样为用户提供文件的“按名存取”功能;怎样管理用户文件的存储。检索、共享和保护;操作系统要求用户怎样使用文件。

  重点是:逻辑文件与物理文件之间的转换;文件目录结构;基本的文件操作及其使用。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.文件和文件系统,要求达到“识记”层次。

  1.1 文件的定义和分类。

  1.2 文件系统的功能。

  2.文件的存储介质,要求达到“识记”层次。

  2.1 文件的存储介质:磁带、磁盘。

  2.2 存储介质的物理单位:卷。

  2.3 存储介质的分块。

  3.文件的组织,要求达到“综合应用”层次。

  3.1 什么是文件的逻辑结构。

  3.2 逻辑文件的类型:流式文件、记录式文件。

  3.3 逻辑记录的主健与次键。

  3.4 文件的存储结构:顺序文件、链接文件、索引文件。

  3.5 记录的成组与分解。

  4.存储空间的分配,要求达到“识记”层次。

  4.1 怎样用“位示图”实现存储空间的分配。

  4.2 UNIX系统的空闲块成组链接。

  5.文件目录,要求达到“简单应用”层次。

  5.1 目录项的主要内容。

  5.2 一级目录结构不允许文件重名。

  5.3 二级或树形目录结构的必要性。

  5.4 绝对路径和相对路径。

  6.文件的保护和保密,要求达到“领会”层次。

  6.1 区分文件的保护和保密。

  6.2 文件的保护措施。

  6.3 文件的保密措施。

  7.文件的使用,要求达到“领会”层次。

  7.1 存取方法与文件存储结构、存储介质特性间的关系。

  7.2 基本文件操作:建立、打开、读/写、关闭、删除的作用。

  7.3 用户请求使用文件的操作步骤。

  第5章 设 备 管 理

  (一)课程内容

  1.外围设备的分配。

  2.磁盘的驱动调度。

  3.设备的启动和I/O中断处理。

  4.虚拟设备。

  (二)学习目的与要求

  要求了解设备管理与文件管理的合作关系,文件管理在确定了文件的存储结构和信息存放的存储空间物理地址后,还必须由设备管理实现信息的物理存取。

  在多道程序设计的计算机系统中,要把有限的外围设备尽可能地供多用户共享。因此,要求理解计算机系统是怎样实现设备的分配、调度以及提供虚拟设备的。

  重点是:设备的分配;磁盘的驱动调度;SPOOL系统的实现思想。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.外围设备的分配,要求达到“领会”层次。

  1.1 独占设备与共享设备。

  1.2 设备的绝对号与相对号。

  1.3 独占设备的分配。

  1.4“设备独立性” 的含义。

  2.磁盘的驱动调度,要求达到“简单应用”层次。

  2.1 访问磁盘时必须给出:柱面号、磁头号、扇区号。

  2.2 访问磁盘所花的时间:寻找时间、延迟时间、传送时间。

  2.3 对磁盘进行驱动调度的目的。

  2.4 磁盘的驱动调度分“移臂调度”和“旋转调度”。

  2.5 磁盘的移臂调度算法。

  3.设备的启动和I/O中断处理,要求达到“识记”层次。

  3.1 什么是输人输出操作。

  3.2 通道、通道命令、通道程序。

  3.3 启动和控制设备完成输人输出操作的过程。

  3.4“设备处理一致性” 的含义。

  3.5 I/O中断事件及其处理原则。

  4.虚拟设备,要求达到“领会”层次。

  4.1 脱机外围设备操作。

  4.2 实现联机同时外围设备操作(SPOOL系统)的目的。

  4.3 实现SPOOL系统的硬件条件。

  4.4 SPOOL系统由“预输入程序”、“井管理程序”和“缓输出程序”三部分组成。

  4.5 SPOOL系统为什么能提高独占设备的利用率和缩短作业的执行时间。

  第6章 作 业 管 理

  (一)课程内容

  1.作业。

  2.批处理作业的管理。

  3.交互式作业的管理。

  (二)学习目的与要求

  明确在计算机系统中是把用户要求处理的一项工作称为一个作业的,作业可分为批处理作业和交互式作业两大类;了解操作系统是如何实现作业调度和控制作业执行的;区分作业调度与进程调度。

  重点是:两种控制方式;批处理作业的调度算法。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.作业,要求达到“识记”层次。

  1.1 作业的定义。

  1.2 作业步的含义。

  1.3 作业控制方式。

  2.批处理作业的管理,要求达到“简单应用”层次。

  2.1 作业控制语言的作用。

  2.2 批处理作业的组成。

  2.3 批处理作业可成批进人输入井。

  2.4 作业调度的必要条件。

  2.5 作业调度与进程调度各自的职责和相互间的关系。

  2.6 作业调度算法。

  2.7 批处理作业的控制。

  3.交互式作业的管理,要求达到“领会”层次。

  3.1 交互式作业的特点。

  3.2 交互式作业的操作使用接口。

  3.3 交互式作业的执行。

  3.4 终端作业执行的四个阶段:终端的连接;用户注册;作业控制;用户退出。

  第7章 并 发 进 程

  (一)课程内容

  1.进程的并发性。

  2.与时间有关的错误。

  3.临界区与PV操作。

  4.进程的互斥与同步。

  5.进程通信。

  6.死锁。

  (二)学习目的与要求

  理解在多道程序设计的系统中经常有多个进程并发执行,并发进程竞争资源时会出现与时间有关的错误;掌握用PV操作实现进程的互斥和同步,以保证系统的安全;了解采用信箱方式的进程通信;怎样防止和避免死锁的发生。

  重点是:分析与时间有关的错误;用PV操作实现进程的同步与互斥;解决死锁问题的方法。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.进程的并发性,要求达到“识记”层次。

  1.1 进程的顺序性和并发性。

  1.2 并发进程相互之间可能是无关的也可能是有交往的。

  2.与时间有关的错误,要求达到“简单应用”层次。

  2.1 并发进程的执行速度受自身原因以及进程调度策略的影响。

  2.2 并发进程交替使用共享资源会出现与时间有关的错误。

  2.3 分析与时间有关的错误。

  3.临界区与PV操作,要求达到“领会”层次。

  3.1 临界区的定义。

  3.2 相关临界区的管理要求。

  3.3 不可中断的过程称“原语”,PV操作分别是两个原语:P操作原语和V操作原语。

  3.4 P操作和V操作的定义。

  4.进程的互斥与同步,要求达到“综合应用”层次。

  4.1 进程互斥的含义。

  4.2 用PV操作实现对相关临界区的管理。

  4.3 进程同步的含义。

  4.4 用PV操作实现进程同步。

  4.5 用PV操作解决进程同步与互斥的混合问题。

  5.进程通信,要求达到“识记”层次。

  5.1 进程通信的含义。

  5.2 信件与信箱。

  5.3 实现进程通信的基本原语:发送(send)和接收(receive)。

  6.死锁,要求达到“简单应用”层次。

  6.1 死锁的形成。

  6.2 产生死锁的必要条件。

  6.3 死锁的防止策略。

  6.4 死锁的避免。

  6.5 死锁的检测。

  第8章 MS—DOS操作系统简介

  (一)课程内容

  1.MS—DOS的系统结构。

  2.MS—DOS的存储管理。

  3.MS—DOS的文件管理。

  4.MS—DOS的设备管理。

  5.MS—DOS的作业管理。

  6.CCDOS.

  (二)学习目的与要求

  了解操作系统基本原理在一个具体操作系统中的应用,了解MS—M的实现和使用方法。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.MS-DOS的系统结构,要求达到“识记”层次。

  1.1 MS-DOS的层次结构。

  1.2 MS-DOS各模块的功能。

  1.3 提供给用户使用MS-DOS的手段。

  2.MS-DOS存储管理,要求达到“识记”层次。

  2.1 MS-DOS的内存容量。

  2.2 内存空间的类别:常规内存、保留内存、扩展内存、扩充内存。

  3.MS-DOS的文件管理,要求达到“领会”层次。

  3.1 文件、文件引用名、文件名、扩展名。

  3.2 MS-DOS的树形目录结构。

  3.3 绝对路径和相对路径。

  3.4 什么是目录文件。

  3.5 文件的逻辑结构。

  3.6 文件的存储结构。

  3.7 MS-DOS中链接文件结构的特点。

  3.8 MS-DOS中文件定位表FAT的作用。

  4.MS-DOS的设备管理,要求达到“识记”层次。

  4.1 区分块设备和字符设备。

  4.2 设备驱动程序的组成部分。

  4.3 设备文件及设备文件引用名。

  5.MS-DOS的作业管理,要求达到“领会”层次。

  5.1 MS-DOS的启动。

  5.2 MS-DOS的命令类型:内部命令、外部命令、批命令。

  5.3 编辑键和命令暂存器的作用。

  5.4 什么是批处理文件。

  5.5 批处理文件的类型。

  5.6 形式参数(%0—%9)在批处理文件中的作用。

  5.7 批处理文件的启动。

  5.8 什么是DOS Shell.

  6.CCDOS,要求达到“识记”层次。

  6.1 CCDOS的结构。

  6.2 汉字的五种编码。

  6.3 CCDOS的模式转换。

  第9章  Windows操作系统简介

  〔一)课程内容

  1.WindOWs 3.ic

  2.Windows 95 o

  3.Windows 98 o

  4.Window NTo

  (二)学习目的与要求

  了解 Windows是一个采用交互式图形用户界面的操作系统,了解 Windows 95.Windows 98、Windows NT的特点。

  (三)考核知识点与考核要求

  1.Windows,要求达到“识记”层次。

  1.1 窗口。

  1.2 Windows 3.1的窗口。

  2.WindOWS 95,要求达到“识记”层次。

  2.1 Windows 95与 Windows 3.1的根本区别。

  2.2 Windows 95的新功能。

  2.3 Windows 95的启动。

  2.4 Windows 95的运行。

  3.Windows98,要求达到“识记”层次。

  3.1 Windows 98的特点。

  3.2 Windows 98的启动。

  3.3 Windows 98的运行。

  3.4 WindOWS98的网络与通信。

  4.Windows NT,要求达到“识记”层次。

  4.1 Windows NT的设计目标。

  4.2 Windows NT的模型。

  三、有关说明和实施要求

  (一)关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明

  在大纲“考核知识点与考核要求” 中,提出了“识记”、“领会”、“简单应用”、“综合应用"四个能力层次,它们之间是递进等级关系,后者必须建立在前者基础上,它们的含义是:

  1.识记:要求能够识别和记忆本大纲规定的知识点的主要内容(如定义、公式、原则。重要结论、方法、步骤及特征、特点等),并能做出正确的表述、选择和判断。

  2.领会:要求能领悟和理解大纲规定的知识点的内涵与外延,熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系,做出正确的解释、说明和论述。

  3.简单应用:要求能运用大纲规定的少量知识点分析和解决一般应用问题。

  4.综合应用:要求能运用大纲规定的多个知识点综合分析和解决较复杂的应用问题。

  (二)自学教材与主要参考书

  1.自学教材:《操作系统概论》,全国高等教育自学考试指导委员会组编,谭耀铭主编,经济科学出版社2000年版。

  2.辅导书:《操作系统概论自学辅导》,全国高等教育自学考试指导委员会组编,谭耀铭主编,出版社待定。

  (三)课程学分

  本课程是计算机及其应用专业(专科)的专业课程,共4学分。

  (四)对社会助学的要求

  1.应熟悉考试大纲提出的课程总要求和各章的知识点。

  2.应掌握各知识点要求达到的考核层次,并理解对各知识点的具体考核要求。

  3.辅导时应以指定教材为基础,考核大纲为依据,不要随意增删内容,以免与考试大纲脱节。

  4.辅导时要注重基础,突出重点,对考生提出的问题要积极启发引导。

  5.要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不是一回事,在各个能力层次中都存在着不同难度的试题。

  6.注意对读者能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导考生逐步学会独立思考,分析问题,作出判断,解决问题。

  (五)学习方法指导

  操作系统是随着计算机系统的发展和实际应用的需要而形成的,在不同的计算机环境中需配置不同的操作系统。尽管如此,各类操作系统的根本任务都要保证计算机系统的有效、安全和方便使用。因此,它们虽有不同的特性,但具有共性。本课程立足于共性,从资源管理观点出发阐述操作系统的基本工作原理和设计方法,介绍了基本原理在MS-DOS中的应用和实现技术。读者通过学习应该了解操作系统要做什么?怎样去做?为什么要这样做?要能做到真正学有所得,就必须:认真阅读教材,边读边做笔记;及时做习题,巩固所学内容;做好阶段总结,正确理解课程内容。

  在学习本课程的教材前应仔细阅读本大纲的第一部分,了解课程的性质和要求,以便在课程的学习中能紧紧围绕本课程的基本要求。

  1.在开始阅读某章教材之前,先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点、考核要求、自学要求、重点,以便在阅读教材时做到心中有数,有的放矢。

  2.阅读教材时要逐段细读,逐句推敲,集中精力,吃透每一个知识点,对基本概念必须深刻理解,对基本原理必须彻底弄清,对设计技巧要能灵活运用。

  3.由于操作系统中各种资源的特性各异,操作系统对它们的管理方法也就不同。因此,在学习时应环绕如下四个中心问题:

  (1)操作系统是怎样管理计算机系统中的各种资源,以及保证资源的使用效率。

  (2)操作系统怎样为用户提供良好的运行环境,以方便用户使用计算机系统。

  (3)操作系统怎样按照用户的要求来控制程序的执行,以保证用户得到满意的服务。

  (4)操作系统怎样合理分配和管理共享资源,以确保计算机系统的安全可靠。

  你在学习过程中根据这四个方面边学习边总结,那么就可对操作系统有一个比较全面的理解。

  4.对于自学者来说阅读一遍书是不够的,有时阅读两三遍也没完全弄明白,这不足为奇,也不必丧失信心。想想在校学生的学习过程,他们在课前预习,课堂听老师讲解,课后复习,再做习题等。所以,要真正学好一门课反复阅读是正常现象。

  5.做习题是理解、消化和巩固所学知识,培养分析问题。解决问题能力的重要环节,在做习题前应先认真仔细阅读教材,切忌根据习题选择教材内容,否则本末倒置,欲速则不达。

  (六)关于命题和考试的若干规定

  1.本大纲各章提到的“考核知识点与考核要求” 中各条知识细目都是考核的内容。考试命题要覆盖到章,并适当突出重点章节,加大重点内容的覆盖密度。

  2.试卷中对不同能力层次要求的评分所占的比例大致是:“识记”为 20%,“领会”为30%,“简单应用”为 30%,“综合应用”为 20%。

  3.试题难易程度可分为四档:易、较易、较难、难。这四档在每份试卷所占的比例大致依次为2:3:3:2,且各能力层次中都存在着不同难度的试题。

  4.试题主要题型有单项选择、多项选择、填空、计算、简答、应用等。

  5.考试方式为闭卷、笔试。考试时间为150分钟。评分采用百分制,60分为及格。考试时只允许带笔、橡皮、尺,答卷必须用钢笔或圆珠笔书写,颜色为蓝色或黑色墨水,不允许使用其它颜色。

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