The objective of this course is to provide a complete introduction to Operating System.
This course was assigned to me under the “same course, same content” rule, so I do not have much freedom in deciding what knowledge to share.
We expect you to have the following skills before taking this course:
Required：
Recommended：
This course is organized into a 12-week session (4 hours per week). The main contents are listed below:
Friday; 5-202.
| Week | Date | Lecture | Handouts |
|---|---|---|---|
| 1 | 2023/09/08 | 导言：虚拟化、并发、持久存储，设计目标 | |
| 2 | 2023/09/15 | 导言：简单历史；进程概览：进程的抽象化描述，进程创建的更多细节，进程状态，数据结构 | |
| 3 | 2023/09/22 | - | |
| 4 | 2023/10/08 | 受限直接执行：直接执行，限制进程操作，在进程之间切换；进程调度简介：工作负载假设及调度指标，先进先出(FIFO)，最短任务优先 (SJF)，最短完成时间优先 (STCF)，轮转 (RR)，结合 I/O；多级反馈队列：MLFQ 基本规则，实现 MLFQ，调优 MLFQ；比例份额调度：基本概念，机制与实现，随机性的正当理由 | |
| 5 | 2023/10/06 | - | |
| 6 | 2023/10/13 | 进程调度小结；地址空间概述：多道程序和时分共享，地址空间，设计目标；地址转换机制：问题引入，基础方案，动态(基于硬件)重定位，硬件支持总结，操作系统的职责；分段：分段基本思想，显式标识与引用 | |
| 7 | 2023/10/20 | 分段：硬件支持，操作系统支持；空闲空间管理：关键问题与基本假设，底层机制，基本策略，其他方式；分页：分页原理，页表实现概述 | |
| 8 | 2023/11/03 | 分页：分页原理，页表实现概述，分页时间开销、内存追踪示例；快速地址转换(TLB)：TLB 的基本算法，访问数组示例，处理 TLB 未命中，TLB 的内容，上下文切换时对 TLB 的处理，TLB 替换策略，实际系统的 TLB 表项 | |
| 9 | 2023/11/04 | 高级页表设计：页表大小，混合分页和分段，多级页表，其他页表设计，页交换机制；页交换机制：交换空间，存在位，页错误及处理流程，交换发生时机；页交换策略：缓存管理，最优替换策略，简单策略(FIFO、随机)，利用历史数据(LRU)，工作负载示例，近似LRU(时钟)，其他细节问题 | |
| 10 | 2023/11/10 | - | |
| 11 | 2023/11/17 | 并发概述：线程概述，线程创建实例，共享数据，不可控的调度，原子性 | |
| 12 | 2023/11/24 | 锁：锁的基本思想，实现一个锁，控制中断，测试并设置指令(原子交换)，其他硬件原语，自旋过多怎么办；条件变量：定义和程序 | |
| 13 | 2023/12/01 | 条件变量：生产者/消费者(有界缓冲区)问题；信号量：信号量的定义，二值信号量(锁)信号量，信号量用作条件变量，生产者/消费者(有界缓冲区)问题，经典问题 |
Not mandatory but recommended: