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清华大学计算机系操作系统课程

向勇 陈渝 李国良 任炬

2024 春季

幻灯片列表 -- 简介 -- 课前准备 -- 思维导图 -- 实验 -- 毕设

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第一讲 操作系统概述

• 第一节 课程概述 & 教学安排
• 第二节 什么是操作系统
• 第三节 操作系统历史演化
• 第四节 操作系统结构
• 第五节 实践：试试UNIX/Linux

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第二讲 实践与实验介绍

• 第一节 实践与实验简要分析
• 第二节 Compiler与OS
• 第三节 硬件启动与软件启动
• 第四节 实践：裸机程序 -- LibOS

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第三讲 基于特权级的隔离与批处理

• 第一节 从 OS 角度看计算机系统
• 第二节 从 OS 角度看RISC-V
• 第三节 实践：批处理操作系统

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第四讲 多道程序与分时多任务

• 第一节 相关背景与基本概念
• 第二节 实践：多道程序与分时多任务操作系统

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第五讲 地址空间-物理内存管理

• 第一节 地址空间
• 第二节 内存分配
• 第三节 实践：建立地址空间的操作系统

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第六讲 地址空间-虚拟存储管理

• 第一节 虚拟存储的基本概念
• 第二节 页面置换算法 -- 局部页面置换算法
• 第三节 页面置换算法 -- 全局页面置换算法

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第七讲 进程管理与单处理器调度

• 第一节 进程管理
• 第二节 单处理器调度
• 第三节 实时管理与调度
• 第四节 实践：支持进程的操作系统

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第八讲 多处理器调度

• 第一节 对称多处理与多核架构
• 第二节 多处理器调度概述
• 第三节 Linux O(1) 调度
• 第四节 Linux CFS（Completely Fair Schduler） 调度
• 第五节 Linux/FreeBSD BFS 调度

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第九讲 文件系统

• 第一节 文件系统概述
• 第二节 文件系统的设计与实现
• 第三节 支持崩溃一致性的文件系统
• 第四节 实践：支持文件的操作系统

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第十讲 线程与协程

• 第一节 线程
• 第二节 协程
• 第三节 实践：支持线程/协程的OS(TCOS)

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第十一讲 进程间通信

• 第一节 进程间通信(IPC)概述
• 第二节 实践：支持IPC的OS

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第十二讲 同步互斥

• 第一节 概述
• 第二节 信号量
• 第三节 管程与条件变量
• 第四节 同步互斥实例问题
• 第五节 死锁
• 第六节 实践：支持同步互斥的OS(SMOS)

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第十三讲 设备管理

• 第一节 设备接口
• 第二节 磁盘系统
• 第三节 实践：支持device的OS（DOS）