計算機作業系統(南京大學提供的慕課)

計算機作業系統是南京大學於2016年4月20日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程、國家精品課程。該課程授課教師為駱斌、葛季棟。截至2020年9月，據中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課9次。

計算機作業系統共6章，包括計算機作業系統概述、處理器管理、存儲管理、設備管理、檔案管理、並發程式設計。

基本介紹

• 中文名：計算機作業系統
• 提供院校：南京大學
• 授課平台：中國大學MOOC
• 開課時間：2016年4月20日（首次）
• 類別：慕課、國家精品課程
• 授課教師：駱斌、葛季棟

課程性質

課程定位

計算機作業系統是一門計算機內部作業系統核心課程之一，學習該課程，對認知作業系統的基本概念與實現原理和深入理解作業系統的設計方法與實現技術奠定基礎。

適應專業

計算機作業系統適用於計算機科學、軟體工程、電子工程、通信工程、自動控制等信息技術相關專業學習，也可以供致力於作業系統的研發工作及計算機愛好者學習。

開課信息

開課次數	開課時間	學時安排	參與人數
第1次開課	2016年04月20日~2016年08月20日	4小時每周	33069
第2次開課	2016年10月18日~2017年01月31日	3小時每周	23219
第3次開課	2017年03月20日~2017年06月30日	5小時每周	29851
第4次開課	2017年09月18日~2017年12月25日	3小時每周	37419
第5次開課	2018年03月28日~2018年07月29日	3小時每周	37367
第6次開課	2018年10月12日~2019年02月01日	5小時每周	54974
第7次開課	2019年04月26日~2019年08月31日	3小時每周	21398
第8次開課	2019年10月07日~2020年01月31日	3小時每周	26071
第9次開課	2020年02月25日~2020年08月02日	4小時每周	21440
表格內容參考資料

課程簡介

計算機作業系統共6章，第1章介紹計算機作業系統概述的知識要點，第2章介紹計算機中央處理器（CPU）的管理知識，第3章介紹計算機作業系統的讀取記憶體（RAM）存儲管理模式內容，第4章介紹計算機作業系統的輸入、輸出和磁碟等設備的管理，第5章介紹檔案的結構、存取、使用、管理等方面的知識，第6章介紹並發程式設計的概念、制約、操作與進程等方面內容。

課程大綱

第一章 計算機作業系統概述	第四章 設備管理
課時	課時
1.1計算機系統概覽	4.1設備管理概述
1.2計算機硬體系統	4.2IO控制方式
1.3計算機軟體系統	4.3匯流排與IO
1.4計算機操作技術的發展	4.4IO軟體的實現層次
1.5計算機作業系統	4.5IO軟體的實現
1.6資源管理的角度	4.6IO緩衝區
1.7程式控制的角度	4.7設備獨立性
1.8作業系統控制計算機的角度	4.8獨占型外設的分配
1.9人機互動的角度	4.9磁碟的物理結構
1.10程式接口的角度	4.10磁碟的驅動調度
1.11系統結構的角度	4.11SPOOLing系統
第二章 處理器管理	4.12批處理系統的作業管理
課時	第五章 檔案管理
2.1處理器與暫存器	課時
2.2指令與處理器模式	5.1檔案的概念
2.3中斷	5.2檔案系統及其功能
2.4中斷源	5.3檔案的存儲
2.5中斷系統1	5.4檔案的邏輯結構
2.6中斷系統2	5.5檔案的物理結構
2.7多中斷的回響與處理	5.6檔案目錄結構
2.8進程及其狀態	5.7檔案目錄的管理
2.9進程的數據描述	5.8檔案共享
2.10進程的管理	5.9檔案保護和保密
2.11進程切換與模式切換	5.10存取方法
2.12多執行緒技術概述	5.11檔案的使用
2.13KLT與ULT	5.12輔存空間管理
2.14多執行緒實現的混合策略	5.13檔案操作的執行過程
2.15處理器調度的層次	第六章 並發程式設計
2.16處理器調度算法1	課時
2.17處理器調度算法2	6.1並發程式設計的概念
第三章 存儲管理	6.2並發進程的制約關係
課時	6.3臨界區
3.1存儲管理的主要模式	6.4臨界區管理實現的嘗試
3.2存儲管理的功能	6.5臨界區管理實現的硬體方式
3.3虛擬存儲器的概念	6.6PV操作與進程互斥
3.4存儲管理的硬體支撐	6.7PV操作與進程同步
3.5單連續分區存儲管理	6.8生產者消費者問題探究
3.6可變分區存儲管理	6.9管程概述
3.7頁式存儲管理的基本原理	6.10霍爾管程
3.8頁式存儲管理的地址轉換	6.11霍爾管程的例
3.9頁式虛擬存儲管理	6.12進程通信
3.10頁面調度	6.13高級進程通信機制
3.11反置頁表	6.14死鎖的產生
3.12段式存儲管理	6.15死鎖的防止
3.13段式虛擬存儲管理	6.16死鎖的避免
3.14段頁式存儲管理	6.17死鎖的檢測
（註：表格內容參考資料）

課前預備

預備知識

計算機作業系統需要預備程式設計、計算機組成原理、數據結構與算法等方面的專業知識。

學習資料

計算機作業系統的學習資料有《作業系統教程（第5版）》《Operating Systems: Internals and Design Principles （Fifth Edition）》《Operating System Concepts （Ninth Edition）》《Applied Operating System Concepts （First Edition）》《作業系統教程（第二版）》《計算機作業系統》等。

書名	作者	ISBN	出版時間	出版社
《作業系統教程（第5版）》	費翔林等	9787040392500	2014年2月	高等教育出版社
《Operating Systems: Internals and Design Principles （Fifth Edition）》	William Stallings	9780133805918	2014年	Prentice-Hall
《Operating System Concepts （Ninth Edition）》	Abraham Silberschatz等	9781118063330	2012年12月	Wiley
《Applied Operating System Concepts （First Edition）》	Abraham Silberschatz等	0471365084	2000年1月	Wiley
《作業系統教程（第二版）》	陳向群等	7301081448	2006年6月	北京大學出版社
《計算機作業系統》	湯子瀛等	756060496X	2001年8月	西安電子科技大學出版社
表格內容參考資料

課程特色

該程有三個特色：第一，強調計算機軟硬體協同設計技術，講授作業系統各個模組的實現方法、策略與算法；第二，從大型軟體系統構造的角度看待作業系統的實現，訓練學生以折中的方法和方案，綜合解決巨觀問題的能力；第三，採用工程師的立場，強調作業系統的構造特徵，即概念大於理論、技術大於算法、整體先於局部，培養學生綜合解決實際問題的能力。

教師簡介

駱斌，男，南京大學軟體學院黨委委員、副院長、教授。

葛季棟，男，南京大學軟體學院副教授，研究興趣為文本挖掘、自然語言處理、機器學習、信息檢索、大數據、裁判文書分析與文本大數據、軟體過程等。