《操作系统》课程思政教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16150704 课程名称：操作系统 英文名称：Operating System 课程类别：学科基础课 学 时：64学时（其中实验12学时） 学分：4 适用对象：计算机科学专业、软件工程专业 考核方式：考试 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、计算机组成原理、数据结构 二、课程简介 《操作系统》是计算机及相关专业课程体系中的学科基础课，承接着计算机硬件 和软件课程过渡、基础理论和专业知识衔接的作用，课程既有本学科的系统性和完整 性，又有鲜明的工程应用特征。在课程教学中融入思政元素，让技术实践和价值引领 同向同行、有机融合，使学生掌握现代操作系统的基本原理及实现技术，理解操作系 统在国家新基建中的重要意义，激发学生的专业荣誉感和民族自豪感，培养学生追求 真理的科学态度和民族复兴的使命担当。 Operating System is a basic course in the curriculum system of computer and related majors,which plays a role in the transition of computer hardware and software courses and the connection between basic theory and professional knowledge.The course has both the systematicness and integrity of the subject and distinctive engineering application characteristics.The ideological and political elements are integrated into the course teaching.so that technical practice and value can lead peers in the same direction and be organically integrated,so that students can master the basic principles and implementation technologies of modern operating systems.understand the important significance of operating systems in the new national infrastructure,stimulate students'professional honor and national pride,and cultivate students'scientific attitude of pursuing truth and mission of national rejuvenation
1 《操作系统》课程思政教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16150704 课程名称：操作系统 英文名称：Operating System 课程类别：学科基础课 学 时：64 学时（其中实验 12 学时） 学 分：4 适用对象: 计算机科学专业、软件工程专业 考核方式：考试 先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、计算机组成原理、数据结构 二、课程简介 《操作系统》是计算机及相关专业课程体系中的学科基础课，承接着计算机硬件 和软件课程过渡、基础理论和专业知识衔接的作用，课程既有本学科的系统性和完整 性，又有鲜明的工程应用特征。在课程教学中融入思政元素，让技术实践和价值引领 同向同行、有机融合，使学生掌握现代操作系统的基本原理及实现技术，理解操作系 统在国家新基建中的重要意义，激发学生的专业荣誉感和民族自豪感，培养学生追求 真理的科学态度和民族复兴的使命担当。 Operating System is a basic course in the curriculum system of computer and related majors, which plays a role in the transition of computer hardware and software courses and the connection between basic theory and professional knowledge. The course has both the systematicness and integrity of the subject and distinctive engineering application characteristics. The ideological and political elements are integrated into the course teaching, so that technical practice and value can lead peers in the same direction and be organically integrated, so that students can master the basic principles and implementation technologies of modern operating systems, understand the important significance of operating systems in the new national infrastructure, stimulate students' professional honor and national pride, and cultivate students' scientific attitude of pursuing truth and mission of national rejuvenation
三、课程性质与教学目的 1.思政育人目标 ()意识形态目标。为党和国家培养担当民族复兴大任的时代新人、德智体美 劳全面发展的社会主义建设者和接班人。 (2)立德树人目标。为青年学子的自由全面发展和未来美好人生夯实思想、理 论和知识基础，将学生培养成为身心健康的、富有朝气活力的人。 2.课程教学目标 (1)知识结构目标。使学生理解操作系统的基本概念和工作原理，掌握操作系 统的实现技术和应用场景，能够分析和预测操作系统的发展方向。 (2)专业技能目标。在教学中培养学生以批判思维发现问题、以计算思维分析 问题、以系统思维解决问题的科学精神。 四、主要教学模式和教学手段 1.混合教学法 课程采用融入思政教育目标的线上线下混合式教学模式，以布卢姆层级模型为依 据、借助辅助教学工具组织课前、课堂和课后的教学流程，实现教学目标、教学环境、 教学活动和评价机制全方位的混合。 2.案例教学法 搜集与课程相关的扩展资料或时事新闻作为思政教育案例，教师提炼出思政元素 组织学生讨论，让学生在群体感召中实现个体内化，从而达到春风化雨、润物无声的 目的。 3.启发教学法 在教学活动中教师要完成从主体到主导的角色转换，利用教学平台协助学生以主 体身份参与教学活动，给学生预留自主思考和自主实践的空间，使学生自主获得知识。 五、教学内容及要求 第一章操作系统引论 (一)目的与要求 1,课程教学目标 介绍操作系统的基本概念、发展过程、基本特征、主要功能以及系统结构。通 过本章的学习，使学生能够从操作系统的发展理解操作系统的概念，从操作系统的 概念理解操作系统的特征，从操作系统的主要功能把握教材内容的组织结构，对操 2
2 三、课程性质与教学目的 1. 思政育人目标 （1）意识形态目标。为党和国家培养担当民族复兴大任的时代新人、德智体美 劳全面发展的社会主义建设者和接班人。 （2）立德树人目标。为青年学子的自由全面发展和未来美好人生夯实思想、理 论和知识基础，将学生培养成为身心健康的、富有朝气活力的人。 2. 课程教学目标 （1）知识结构目标。使学生理解操作系统的基本概念和工作原理，掌握操作系 统的实现技术和应用场景，能够分析和预测操作系统的发展方向。 （2）专业技能目标。在教学中培养学生以批判思维发现问题、以计算思维分析 问题、以系统思维解决问题的科学精神。 四、主要教学模式和教学手段 1. 混合教学法 课程采用融入思政教育目标的线上线下混合式教学模式，以布卢姆层级模型为依 据、借助辅助教学工具组织课前、课堂和课后的教学流程，实现教学目标、教学环境、 教学活动和评价机制全方位的混合。 2.案例教学法 搜集与课程相关的扩展资料或时事新闻作为思政教育案例，教师提炼出思政元素 组织学生讨论，让学生在群体感召中实现个体内化，从而达到春风化雨、润物无声的 目的。 3.启发教学法 在教学活动中教师要完成从主体到主导的角色转换，利用教学平台协助学生以主 体身份参与教学活动，给学生预留自主思考和自主实践的空间，使学生自主获得知识。 五、教学内容及要求 第一章 操作系统引论 （一）目的与要求 1. 课程教学目标 介绍操作系统的基本概念、发展过程、基本特征、主要功能以及系统结构。通 过本章的学习，使学生能够从操作系统的发展理解操作系统的概念，从操作系统的 概念理解操作系统的特征，从操作系统的主要功能把握教材内容的组织结构，对操
作系统和这门课程有个总体认识，了解我国操作系统的发展现状，预测操作系统的 发展方向。 2.思政有人目标 (1)查阅中国共产党的发展历史，对比操作系统的发展过程可看出两者的发 展轨迹体现了求实创新、追求真理的勇气和精神。 (2)中国共产党为人民谋幸福、为民族谋复兴的初心未变、使命必达，作为 学生要有报效祖国的家国情怀和科技兴国的远大理想。 (3)查阅Google断供华为事件，了解鸿蒙操作系统，要有专业报国的荣誉感 和科技强国的使命感。 (二)教学内容 第一节操作系统的目标和作用 1.主要内容 本节介绍操作系统要达到的目标和操作系统能起到的作用。 2.堪木概念和知识点 用户接口、资源管理者、资源抽象 3.问题与应用（能力要求） 理解操作系统的作用，了解操作系统发展的动力。 第二节操作系统的发展过程 1.主要内容 介绍操作系统的几个发展阶段：人工管理、单道批处理、多道批处理、分时 和实时操作系统，并分析了操作系统的发展趋势。 2.基本概念和知识点 操作系统、批处理、多道程序设计、分时 3.问题与应用（能力要求） 从操作系统的发展过程分析每个阶段存在的问题，发展到下一个阶段的原 因，理解操作系统概念的内涵。 第三节操作系统的基本特征 1.主要内容 介绍操作系统的四个基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性。 2.基本概念和知识点 并发性、异步性 3.问题与应用（能力要求）
3 作系统和这门课程有个总体认识，了解我国操作系统的发展现状，预测操作系统的 发展方向。 2.思政育人目标 （1）查阅中国共产党的发展历史，对比操作系统的发展过程可看出两者的发 展轨迹体现了求实创新、追求真理的勇气和精神。 （2）中国共产党为人民谋幸福、为民族谋复兴的初心未变、使命必达，作为 学生要有报效祖国的家国情怀和科技兴国的远大理想。 （3）查阅 Google 断供华为事件，了解鸿蒙操作系统，要有专业报国的荣誉感 和科技强国的使命感。 （二）教学内容 第一节 操作系统的目标和作用 1.主要内容 本节介绍操作系统要达到的目标和操作系统能起到的作用。 2.基本概念和知识点 用户接口、资源管理者、资源抽象 3.问题与应用（能力要求） 理解操作系统的作用，了解操作系统发展的动力。 第二节 操作系统的发展过程 1.主要内容 介绍操作系统的几个发展阶段：人工管理、单道批处理、多道批处理、分时 和实时操作系统，并分析了操作系统的发展趋势。 2.基本概念和知识点 操作系统、批处理、多道程序设计、分时 3.问题与应用（能力要求） 从操作系统的发展过程分析每个阶段存在的问题，发展到下一个阶段的原 因，理解操作系统概念的内涵。 第三节 操作系统的基本特征 1. 主要内容 介绍操作系统的四个基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性。 2. 基本概念和知识点 并发性、异步性 3. 问题与应用（能力要求）
理解并发与并行的区别，理解引入进程的原因，了解共享资源的两种方式， 了解虚拟性实现的手段，理解异步性产生的原因。 第四节操作系统的主要功能 1.主要内容 介绍操作系统的五个基本功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件 管理和用户接口，并介绍了现代操作系统的新功能。 2.基本概念和知识点 进程调度、地址映射、系统调用 3.问题与应用（能力要求） 了解操作系统的主要功能，把握教材的组织结构，顺藤摸瓜深入学习各章知 识，归纳总结深入理解本节内容。 第五节操作系统的结构设计 1.主要内容 操作系统作为系统软件，它的结构设计经历几个阶段：无结构操作系统、模 块化结构、分层式结构、客户/服务器模式以及微内核操作系统。 2.基本概念和知识点 模块化、模块独立性、分层式结构、对象、微内核结构 3.问题与应用（能力要求） 在学习操作系统功能的同时，学习操作系统的结构。分析不同操作系统结构 的优劣，思考具有更好性能的操作系统结构。 (三)思考与实践 1.通过本章的学习，使学生对操作系统的概念、特征和功能有个总体认识，本章 既是课程开始的引论，也是课程结束的结论，学习完课程再回到本章，无论从知识结 构还是认识水平都应该有所收获。 2.思考一下平时使用的操作系统属于哪种类型，具有哪些特征，尝试安装一个虚 拟机。 (四)教学方法与手段 本章内容以多媒体课堂讲授为主，如条件允许演示虚拟机的使用界面。 第二章进程的描述与控制 (一)目的与要求 1.课程教学目标
4 理解并发与并行的区别，理解引入进程的原因，了解共享资源的两种方式， 了解虚拟性实现的手段，理解异步性产生的原因。 第四节 操作系统的主要功能 1. 主要内容 介绍操作系统的五个基本功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件 管理和用户接口，并介绍了现代操作系统的新功能。 2. 基本概念和知识点 进程调度、地址映射、系统调用 3. 问题与应用（能力要求） 了解操作系统的主要功能，把握教材的组织结构，顺藤摸瓜深入学习各章知 识，归纳总结深入理解本节内容。 第五节 操作系统的结构设计 1. 主要内容 操作系统作为系统软件，它的结构设计经历几个阶段：无结构操作系统、模 块化结构、分层式结构、客户/服务器模式以及微内核操作系统。 2. 基本概念和知识点 模块化、模块独立性、分层式结构、对象、微内核结构 3. 问题与应用（能力要求） 在学习操作系统功能的同时，学习操作系统的结构。分析不同操作系统结构 的优劣，思考具有更好性能的操作系统结构。 （三）思考与实践 1.通过本章的学习，使学生对操作系统的概念、特征和功能有个总体认识，本章 既是课程开始的引论，也是课程结束的结论，学习完课程再回到本章，无论从知识结 构还是认识水平都应该有所收获。 2.思考一下平时使用的操作系统属于哪种类型，具有哪些特征，尝试安装一个虚 拟机。 （四）教学方法与手段 本章内容以多媒体课堂讲授为主，如条件允许演示虚拟机的使用界面。 第二章 进程的描述与控制 （一）目的与要求 1.课程教学目标
本章介绍进程的执行方式、进程的描述形式、进程的同步互斥、经典同步问题 进程通信和线程概念。通过本章的学习，使学生理解操作系统内核是如何控制进程生 命周期内的所有活动，并发执行的进程是如何实现合作进程的同步控制和对临界资源 的互斥访问，了解进程之间的高级通信方式以及线程的概念与实现，能够编程实现进 程的同步与互斥。 2.思政育人目标 (1)通过信号量机制描述进程的同步问题和资源的互斥使用。不同场景的信 号量具有不同的初值和含义，P、V原语具有不同的使用模式，由此启发学生梳理规 则意识，守住法律红线。 (2)具有独占属性的资源必须按资源固有的属性互斥使用。习近平总书记倡 导的“绿水青山就是金山银山”就体现了尊重自然、顺应自然、保护自然的生态发 展思想。 (3)具有合作关系的进程通过信号量机制协调同步、顺序推进，联系到人与 人之间、国与国之间的合作关系，如果能有效协商、共同发展，社会会更加和谐、 世界会更加和平，也符合社会主义核心价值观。 (二)教学内容 第一节前趋图和程序执行 1.主要内容 通过前趋图描述程序的顺序执行和并发执行，并分析各自的特征。 2.基本概念和知识点 前趋图、并发执行 3.问题与应用（能力要求） 理解程序并发执行的概念，会用前趋图描述进程或语句的执行顺序。 第二节进程的描述 1.主要内容 介绍进程的定义、基本状态、状态之间的转换以及进程控制块的主要内容。 2.基本概念和知识点 进程、进程控制块、进程基本状态 3.问题与应用（能力要求） 本节内容是本章乃至全书的重点之一，要求理解进程和进程基本状态的概 念，掌握进程状态之间转换的典型原因，理解进程控制块各部分内容的主要作用。 第三节进程控制
5 本章介绍进程的执行方式、进程的描述形式、进程的同步互斥、经典同步问题、 进程通信和线程概念。通过本章的学习，使学生理解操作系统内核是如何控制进程生 命周期内的所有活动，并发执行的进程是如何实现合作进程的同步控制和对临界资源 的互斥访问，了解进程之间的高级通信方式以及线程的概念与实现，能够编程实现进 程的同步与互斥。 2.思政育人目标 （1）通过信号量机制描述进程的同步问题和资源的互斥使用。不同场景的信 号量具有不同的初值和含义，P、V 原语具有不同的使用模式，由此启发学生梳理规 则意识，守住法律红线。 （2）具有独占属性的资源必须按资源固有的属性互斥使用。习近平总书记倡 导的“绿水青山就是金山银山”就体现了尊重自然、顺应自然、保护自然的生态发 展思想。 （3）具有合作关系的进程通过信号量机制协调同步、顺序推进，联系到人与 人之间、国与国之间的合作关系，如果能有效协商、共同发展，社会会更加和谐、 世界会更加和平，也符合社会主义核心价值观。 （二）教学内容 第一节 前趋图和程序执行 1.主要内容 通过前趋图描述程序的顺序执行和并发执行，并分析各自的特征。 2.基本概念和知识点 前趋图、并发执行 3.问题与应用（能力要求） 理解程序并发执行的概念，会用前趋图描述进程或语句的执行顺序。 第二节 进程的描述 1.主要内容 介绍进程的定义、基本状态、状态之间的转换以及进程控制块的主要内容。 2.基本概念和知识点 进程、进程控制块、进程基本状态 3.问题与应用（能力要求） 本节内容是本章乃至全书的重点之一，要求理解进程和进程基本状态的概 念，掌握进程状态之间转换的典型原因，理解进程控制块各部分内容的主要作用。 第三节 进程控制