课程编码：043248
课程类别： 专业课（必修）,
先修课程：程序设计基础
适用专业：计算机科学与技术,
开课院部：计算机与网络安全学院
课程负责人：
本课程定位为《操作系统原理》的实验环节，在学习了解Linux系统基本概念和Linux基本操作基础上，讲授Linux常用函数库、UNIX系统I/O、Linux多进程并发、Linux信号机制、进程间通信、进程同步与互斥、多线程并发的基本概念和编程技术，建立计算机系统观，学会在Linux平台上编写应用程序，培养学生的分析问题和解决问题的实际能力，为后续学习《操作系统原理》、《嵌入式Linux》等课程打下良好的基础。
课程教学目标
1.理解逻辑流、进程、线程基本概念及其并发的基本特征
2.综合课程知识，将实际问题映射到合适的模型，设计多进程/多线程并发与同步算法
3.运用Linux API函数编写多进程/多线程并发系统程序，测试和评价算法程序性能优劣
理论教学进程表
周次
教学主题
教学时长
教学的重点与难点
教学方式
作业安排
1
Linux操作系统基本知识和文件操作
2
重点：Linux系统目录结构；Linux系统文件与目录操作
难点：Linux文件权限；文件索引节点
课堂讲授
操作练习
Linux C编程环境
重点：Linux C程序编译和执行过程；字符串处理函数使用；Linux编程错误诊断和处理、命令行参数
难度：系统调用失败处理；自定义库函数的创建与链接
课后编程作业
3、4
系统级I/O
4
重点：打开文件内核数据结构及应用；文件读写编程方法；打开函数open使用
难点：标准输入/输出；dup和I/O重定向、文件共享原理
5、6、7
Linux进程控制
6
重点：进程、逻辑控制流、并发概念；进程结构；调用fork创建进程，调用exec函数加载程序；Linux信号机制及应用
难点：进程并发特征；大量子进程回收方法；信号处理带来的竞争与消除方法
8、9、10、11
线程管理与同步
重点：线程概念；多线程编程基本方法；共享变量分析与识别；临界区、临界资源与信号量；线程同步与互斥；经典同步问题；使用多线程提高并发性；用于Pthreads同步量和互斥量编写同步程序
难点：信号量模型与P、V操作；线程同步与互斥编程；线程安全；竞争
12、13、14
Linux进程间通信
重点：管道、消息队列、共享内存概念和通信编程方法
难点：利用IPC信号量实现进程间同步
合计：
实践教学进程表
实验项目名称
学时
重点与难点
项目类型（验证/综合/设计）
教学
方式
Linux文件操作
重点、难点：Linux文件权限
验证
操作演示
Linux C库函数使用
重点：字符串处理编程
难点：编译错误处理、算法流程设计
课后讲解
小组讨论
Linux I/O实验
重点：将任意类型数据读出、写入文件的编程；文本数据的输入/输出与处理编程
难点：采用文本型数据还是结构体类型的选择
讲授
Linux进程控制实验室
3
重点：多进程并发编程；信号处理
难点：子进程回收编程与验证
设计
8、9、10、11、12
Linux多线程编程实验
5
重点：编写多线程程序；线程同于互斥编程实现；
难点：多线程应用程序性能测量、使用多线程技术解决实际应用问题
综合
13、14
重点：利用管道、消息队列、共享内存编写进程间通信程序
难点：利用IPC信号量编写同步程序；编写大型客户/服务器通信程序
成绩评定方法及标准
考核内容
评价标准
权重
期末考试
试卷参考答案
0.5
作业
态度、及时性、工整性、规范性、正确性
0.1
课堂测验与期中考试
参考答案
0.15
实验
态度、及时性、正确性、报告规范性
0.2
考勤
缺课1学时扣1分，迟到、早退2次计缺课1学时
0.05
课前预习，坚持上课，认真听讲，做不做笔记根据个人情况，积极参与教学互动，主动与老师探讨问题；课后认真复习，独立完成作业，至少每章要独立完成一个作业，这一点非常重要！一定要培养出独立思考的能力。勤于动脑，适量动笔，形成完整的方案后再开机检验而不是一上来就依靠计算机来验证（都没想好，验证什么？），培养自己的分析问题与解决问题的能力；必须参加实验课，亲自动手独立完成规定的实验内容，并提交合格的实验报告。
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