操作系统课程设计是计算机科学与技术专业以及软件工程专业的重要实践环节,旨在帮助学生深化理解操作系统理论知识并提升实践技能。在这个读书工程环节中,学生需要选择操作系统课程设计的五个主题之一进行深入研究,包括进程控制、进程调度、请求分页存储管理、设备管理和文件管理。通过对相关参考书目的阅读,学生需要进行分析、探讨和总结,形成一份包含基本理论、现状应用、个人体会、设计思路和心得总结的读书报告,字数不少于5000字。
参考书目包括:
1. 《现代操作系统》(第2版、第3版):这本书是操作系统领域的经典著作,涵盖了单处理机操作系统的根本原理,以及计算机安全、多媒体操作系统、UNIX、Windows 2000等内容。书中提供了大量习题,适合教学使用,也对操作系统设计与开发具有重要参考价值。
2. 《操作系统设计与实现》(第二版):这本书详细讨论了操作系统的根本原理,如进程、进程间通信、调度算法等,并提供了MINIX3操作系统的源代码,是学习操作系统设计的理想教材。
3. 《操作系统—精华与设计原理》(第六版):此书全面覆盖了操作系统的概念、原理和方法,特别关注了当代操作系统的特性,包括并发性、内存管理、文件系统等,适合用作本科教材,同时对专业技术人员也有很高参考价值。
通过这些书籍,学生可以深入理解操作系统的各个方面,例如:
- **进程控制**:学习如何创建、同步和通信、终止进程,以及如何处理进程间的竞争条件。
- **进程调度**:理解不同调度算法,如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等,以及它们在性能优化中的作用。
- **请求分页存储管理**:学习如何实现虚拟内存,理解页面替换算法(如LRU、LFU等),以及如何有效地管理物理和虚拟地址空间。
- **设备管理**:掌握I/O设备的工作原理,了解中断、DMA(直接内存访问)等技术,以及如何设计设备驱动程序。
- **文件管理**:理解文件系统结构,包括文件的组织、分配、访问控制,以及文件的备份和恢复策略。
读书报告的考核是课程总成绩的一部分,因此要求学生不仅要理解理论,还要能将其应用于实际问题的解决。通过这种方式,学生能够更好地将理论与实践相结合,提升自己的专业素养。同时,参考书籍的作者如Andrew S. Tanenbaum和William Stallings等都是该领域的知名专家,他们的著作代表了当前操作系统研究的前沿水平。
操作系统课程设计读书工程是一个全面学习和深入研究操作系统理论与实践的绝佳机会,有助于培养学生的独立思考能力和问题解决能力,为未来在计算机科学领域的工作打下坚实基础。