操作系统课程 (102J05C)
江先亮, 宁波大学信息科学与工程学院, 2018-2019学年第1学期.
- 操作系统报告讲演分组名单更新了，具体可以从[这里]下载，~~~
- 为更好的学习操作系统这门课，建议各位同学阅读操作系统的源码，起步阶段可以阅读Linux 0.11内核，有配套的源码讲解电子书(中文噢～～～)。下载地址
- 实验报告和论文阅读报告有相应的模版，请各位同学在资源中进行下载，不按照模版撰写报告将不能获得实验或论文阅读的分数，务必注意。
- 几个比较好的操作系统实验平台：哈尔滨工业大学《操作系统》课程实验、清华大学《操作系统》课程实验。
- 网络上搜集的Linux系统的一些资源，可以查看对应的链接：Welcome to Linux World。
- 如何从零开始实现一个简单的操作系统，可以参考：How to create an OS from scratch，里面的推荐文档好好看看。
- 如何裁剪Linux内核，可参考：Kernel Size Tuning Guide，第三周的实验将会编译内核，其中涉及内核裁剪，务必提前阅读且报告中必须含该内容。
- 授课时间地点信息：周一第5-6节、信息楼121专机; 周二第3-4节、5-204(第5周开始更换到6-101); 周四(双周)第3-4节、5-204(第5周开始更换到6-101)。
课程介绍
本课程系统全面的讲授操作系统技术全貌及其基本原理，注重培养学生的问题分析和抽象的能力，使学生能够掌握基本的操作系统分析、设计方法，理解操作系统的设计、实现以及资源管理、分配与调度算法等。辅以实验训练，培养学生的实际动手能力、分析和解决问题的能力，强化学生对相关理论、算法等的理解和掌握。
本课程是计算机科学与技术专业的必修课和学位课，以“计算机组成原理”、“面向对象程序设计”、“数据结构和算法”等为基础。课程总学时85，其中，理论51学时，实验34学时。理论部分包括操作系统结构、算法原理等的讲授，同时辅以随堂测验、文献阅读与分享、课后练习等进行有效的补充。实验部分包括Shell命令及其脚本实现、Linux内核配置(裁剪)和编译、内核模块开发以及操作系统基本算法实现等。
授课计划
| 周次 | 日期 | 学时 | 授课内容 | 授课方式 | 关键知识 | 练习内容 | 备注 |
| 1 | 2018年9月10日 | 2 | Linux环境和Shell命令 | 实验操作 | 熟练掌握常用的Shell命令 | 根据提供的材料练习Shell命令操作 | 务必学习不少于20种常见的Shell命令及其组合 |
| 2018年9月11日 | 2 | 操作系统引论I | 课堂讲授 | 操作系统结构、功能和特点 | - | 课后尽可能去了解主流的物联网操作系统 | |
| 2 | 2018年9月17日 | 2 | Shell编程基础 | 实验操作 | 熟悉Shell脚本编程基本语法与应用 | 根据提供的材料练习Shell编程，实现Linux系统资源监测应用 | 自由发挥，实现尽可能多的系统资源监控功能(类似工具: top/htop/atop/iftop, nmon, glances) |
| 2018年9月18日 | 2 | 操作系统引论 2 | 课堂讲授 | 微内核、单体内核 | - | 作业见“课后作业”选项，2018年9月25日(周二)前提交 | |
| 2018年9月20日 | 2 | 进程概念和控制 1 | 课堂讲授 | 进程描述 | - | - | |
| 3 | 2018年9月25日 | 2 | 进程概念和控制 2 | 课堂讲授 | 进程控制 | - | - |
| 2018年9月29日 | 2 | 进程概念和控制 3 | 课堂讲授 | 进程同步 | - | 补2018年10月4日课程 | |
| 4 | - | - | - | - | - | - | 国庆节假期(2018年10月1日-7日) |
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| 5 | 2018年10月8日 | 2 | Linux内核编译 | 实验操作 | 在Ubuntu16.04上配置和编译Linux内核 | 根据教师课前提供的资料提前预习和准备实验内容 | 编译完成可使用的内核，内核以姓名和学号命名，请勿直接拷贝其他同学的内核，会被发现的o(*￣︶￣*)o |
| 2018年10月9日 | 2 | 进程概念和控制 4 | 课堂讲授 | 线程 | - | - | |
| 6 | 2018年10月15日 | 2 | Linux内核模块实现 | 实验操作 | 熟悉Linux内核模块实现过程，在Ubuntu系统上完成指定功能的内核模块 | 根据教师课前提供的资料提前预习和准备实验内容 | 实验完成：(1)输出内核时间的简单内核模块, (2)实现数据包过滤功能的简单内核模块(至少有数据包丢弃功能，事先熟悉Netfilter Hook)，或简单的字符设备设备驱动模块，或其他有意义的内核功能模块 |
| 2018年10月16日 | 2 | 处理机调度与死锁 I | 课堂讲授 | 不同调度模型 | - | - | |
| 2018年10月18日 | 2 | 处理机调度与死锁 II | 课堂讲授 | 进程调度、实时调度 | - | - | |
| 7 | 2018年10月22日 | 2 | 进程创建和进程控制 | 实验操作 | 熟悉进程创建和控制的常用函数，并在Linux实现 | 根据教师提供的材料，提前预习和准备 | 完成实验手册中实验2和实验3，对操作过程中的问题务必进行总结说明(如果有) |
| 2018年10月23日 | 2 | 处理机调度与死锁III | 课堂讲授 | 银行家算法 | - | 作业见“课后作业”选项，2018年11月2日(周五)前提交 | |
| 8 | 2018年10月29日 | 2 | 进程互斥和死锁避免 | 实验操作 | 熟悉进程互斥和死锁避免机制，并在Linux编程实现 | 根据教师提供的材料，提前预习和准备 | 完成实验手册中实验4和实验9，对操作过程中的问题务必进行总结说明(如果有)，两个实验为1份实验报告 |
| 2018年10月30日 | 2 | 存储器管理 1 | 课堂讲授 | 存储器概念、层次，对换 | - | - | |
| 2018年11月1日 | 2 | 存储器管理 2 | 课堂讲授 | 分页、分段存储管理 | - | - | |
| 9 | 2018年11月5日 | 2 | 进程通信——信号、管道和消息 | 实验操作 | 熟悉信号、管道和消息的进程通信方式，并在Linux中实现 | 根据教师提供的材料，提前预习和准备 | 完成实验手册5和6的内容，对操作过程中的问题务必进行总结说明(如果有)，两个实验为1份实验报告 |
| 2018年11月6日 | 2 | 存储器管理 3 | 课堂讲授 | 分段、段页式管理 | - | 作业见“课后作业”选项，2018年11月13日(周二)前提交 | |
| 10 | 2018年11月12日 | 2 | 进程通信——共享存储和信号量 | 实验操作 | 熟悉共享存储和信号量的工作原理，并在Linux中实现 | 根据教师提供的材料，提前预习和准备 | 完成实验手册7的内容，对操作过程中的问题务必进行总结说明(如果有) |
| 2018年11月13日 | 2 | 虚拟存储器 I | 课堂讲授 | 虚拟存储器原理、页面置换算法 | - | - | |
| 2018年11月15 | 2 | 虚拟存储器 II | 课堂讲授 | 抖动和工作集、请求分段 | - | 作业见“课后作业”选项，2018年11月20日(周二)前提交 | |
| 11 | 2018年11月19日 | 2 | 处理器调度算法 | 实验操作 | 熟悉处理器调度算法的基本原理，并在Linux中实现 | 根据教师提供的材料，提前预习和准备 | 完成实验手册8的内容，对操作过程中的问题务必进行总结说明(如果有) |
| 2018年11月20日 | 2 | 输入输出系统 I | 课堂讲授 | I/O系统功能、概念，I/O控制器，中断处理 | - | - | |
| 12 | 2018年11月26日 | 2 | 内存管理算法 | 实验操作 | 熟悉内存管理的常见算法，并在Linux中实现 | 根据教师提供的材料，提前预习和准备 | 完成实验手册10和11的内容，对操作过程中的问题务必进行总结说明(如果有) |
| 2018年11月27日 | 2 | 输入输出系统 II | 课堂讲授 | 设备驱动程序、设备无关I/O软件 | - | - | |
| 2018年11月29日 | 2 | 输入输出系统 II | 课堂讲授 | SPOOLING和磁盘调度算法 | - | - | |
| 13 | 2018年12月3日 | 2 | SPOOLING和文件系统 | 实验操作 | 熟悉内存管理的常见算法，并在Linux中实现 | 根据教师提供的材料，提前预习和准备 | 完成实验手册12和13的内容，对操作过程中的问题务必进行总结说明(如果有) |
| 2018年12月4日 | 2 | 文件管理 I | 课堂讲授 | 文件和文件系统基本概念、文件的逻辑结构 | - | - | |
| 14 | 2018年12月10日 | 2 | 报告讲演 I | 实验操作 | 每组按照要求分享文献阅读的成果 | 请提前按照分组排序准备好PPT，报告讲解10分钟，公开提问5分钟。提问的同学酌情加分，讲解的同学如果回答不好则减分。 | - |
| 2018年12月11日 | 2 | 文件管理 II | 课堂讲授 | 文件目录、共享和保护 | - | - | |
| 2018年12月13日 | 2 | 磁盘存储器的管理 I | 课堂讲授 | 外存组织方式、文件存储空间管理 | - | - | |
| 15 | 2018年12月17日 | 2 | 报告讲演 II | 实验操作 | 每组按照要求分享文献阅读的成果 | 请提前按照分组排序准备好PPT，报告讲解10分钟，公开提问5分钟。提问的同学酌情加分，讲解的同学如果回答不好则减分。 | - |
| 2018年12月18日 | 2 | 磁盘存储器的管理II | 课堂讲授 | 提高磁盘可靠性的技术 | - | 作业见“课后作业”选项，2018年12月25日(周二)前提交 | |
| 16 | 2018年12月24日 | 2 | 报告讲演 III | 实验操作 | 每组按照要求分享文献阅读的成果 | 请提前按照分组排序准备好PPT，报告讲解10分钟，公开提问5分钟。提问的同学酌情加分，讲解的同学如果回答不好则减分。 | - |
| 2018年12月25日 | 2 | 操作系统接口 | 课堂讲授 | 常见系统接口、系统调用 | - | - | |
| 2018年12月27日 | 2 | 期末复习 | 课堂讲授 | 全部9章内容复习 | - | 作业见“课后作业”选项，2018年12月29日(周六)前提交 | |
| 17 | 2018年12月29日 | 2 | 复习和答疑 | 实验操作 | 全部9章内容 | - | 补17周周一的课 |
| 2019年1月1日 | - | - | - | - | - | 元旦假期 |
注: 每周的课后作业请于下一周理论课前交给助教，逾期不计算成绩。此外，实验报告务必有详细操作过程。
评分规则
注: 课堂表现部分的成绩包含到课情况、随堂测验和上课回答问题情况，鼓励积极提问，疑难问题一起讨论解决。实验表现以实验报告为评价依据，务必保证报告的工整和可读性。文献阅读需提交译文和原文，其中译文务必按格式要求撰写，不清楚可以随时与教师和助教讨论，否则分数很低噢o(*￣︶￣*)o。
联系信息
授课教师：江先亮、金光，办公地址：宁波大学东校区曹光彪信息楼305室，电子邮箱：jiangxianliang [AT] nbu.edu.cn，联系电话：13616880564/660564
课程助教：马阿曼，实验室地址：宁波大学东校区曹光彪信息楼513室，电子邮箱：lufeishan [AT] 163.com，联系电话：13526901857