第2章：操作系统

💡 目标：掌握操作系统核心原理，理解系统资源管理机制

🎯 章节目标

• 理解操作系统的基本概念和功能
• 掌握进程和线程的管理机制
• 熟悉存储管理的各种策略
• 了解文件系统和I/O管理
• 掌握死锁预防和检测方法

⏳ 预计学习时间

24课时（建议2-3周完成）

📚 本章课程

2.1 操作系统基础

课程	内容	时长
2.1.1 操作系统概念概述	操作系统的定义、功能和分类	45分钟
2.1.2 操作系统的作用	资源管理、用户接口、系统调用	60分钟
2.1.3 特殊的操作系统	实时系统、分布式系统、嵌入式系统	45分钟

2.2 进程与线程

课程	内容	时长
2.2.1 进程的概念概述	进程定义、特征、组成	60分钟
2.2.2 线程的概念	线程模型、多线程编程	75分钟
2.2.3 进程的状态	状态转换图、状态管理	60分钟

2.3 进程调度与同步

课程	内容	时长
2.3.1 进程调度概述	调度算法、性能指标	90分钟
2.3.2 PV的概念	信号量基本概念	45分钟
2.3.3 信号量与PV操作	信号量实现同步互斥	90分钟
2.3.4 前趋图与PV操作	复杂同步问题的PV解决	75分钟

2.4-2.5 死锁管理

课程	内容	时长
2.4 死锁资源数计算	银行家算法、安全序列	90分钟
2.5 进程资源图	资源分配图、死锁检测	60分钟

2.6 存储管理

课程	内容	时长
2.6.1 段页式存储概述	存储管理基本概念	30分钟
2.6.2 页式存储	分页机制、页表管理	90分钟
2.6.3 段式存储	分段机制、段表管理	75分钟
2.6.4 段页式存储	段页结合的存储管理	60分钟

2.7-2.8 I/O与磁盘管理

课程	内容	时长
2.7.1 磁盘管理-01	磁盘结构、寻道算法	75分钟
2.7.2 磁盘管理-02	磁盘调度、性能优化	60分钟
2.8 IO管理软件	I/O系统结构、设备驱动	60分钟

2.9 文件管理

课程	内容	时长
2.9.1 文件管理概述	文件系统基本概念	45分钟
2.9.2 文件相关概念	文件类型、属性、操作	60分钟
2.9.3 树形目录结构	目录组织、路径管理	45分钟
2.9.4 位示图	空闲空间管理	60分钟
2.9.5 索引文件	文件存储结构	75分钟

2.10-2.12 系统管理

课程	内容	时长
2.10 作业管理	作业调度、批处理系统	45分钟
2.11 操作系统章节概述	本章知识点总结	30分钟
2.12 操作系统章节回顾	重点难点复习	60分钟

🎒 学习收获

完成本章后，你将：

1. 系统理解：掌握操作系统的整体架构和工作原理
2. 进程管理：理解进程调度、同步、通信机制
3. 存储管理：熟悉各种存储管理策略和地址转换
4. 文件系统：了解文件组织和存储管理方法
5. 死锁处理：掌握死锁预防、避免、检测和解除

📖 重点难点

重点内容

• 进程状态转换和调度算法
• PV操作解决同步互斥问题
• 页式和段式存储管理
• 死锁的银行家算法
• 文件系统的组织结构

难点突破

• 复杂的PV操作设计
• 地址转换的计算过程
• 银行家算法的安全性检查
• 磁盘调度算法的性能分析

🔗 相关章节

• 第1章：计算机组成与体系结构 - 存储系统
• 第7章：系统开发基础 - 软件生命周期
• 第8章：项目管理 - 资源管理

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