《Linux內核設計》課程教學大綱

1、Linux內核設計教學大綱 一、課程基本信息1課程代碼：211176002課程中文名稱：Linux內核設計 課程英文名稱：Linux kernel design3面向對象：信息工程專業(yè)4開課學院（課部）、系（中心、室）：信息工程學院信息工程系5總學時數：40講課學時數：40，實驗學時數：06學分數：2.57授課語種：中文，考試語種：中文 8教材： HYPERLINK /s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&field-author=Robert+Love&search-alias=books Robert Love，Linux Kernel Development

2、 (3rd Edition)，Addison-Wesley Professional，2010.7二、課程內容簡介本課程介紹了Linux內核的基本概念、Linux源碼結構、閱讀方法，使學生對Linux有一個清楚的認識；隨后介紹Linux 核心數據結構設計、內存管理、進程管理、文件系統(tǒng)等，使學生更加深入地理解Linux的工作機理，為以后的學習工作打下基礎。三、課程的地位、作用和教學目標操作系統(tǒng)作為所有軟件的基礎平臺，一直是計算機專業(yè)課程的重要必修課，而如今在不斷涌現(xiàn)的新的操作系統(tǒng)中，在全世界得到廣泛關注和迅速發(fā)展的當屬Linux操作系統(tǒng)。以Linux為代表的開源軟件是當今舉世矚目的、發(fā)展最快和應

3、用最廣的主流軟件之一，學習和應用Linux是計算機專業(yè)學生的重要技能。通過這門課程的學習，可以讓學生了解和掌握Linux系統(tǒng)的基本知識（包括系統(tǒng)源碼、內核編譯等），Linux基本的數據結構（包括鏈表、隊列、數等），Linux內存管理、進程管理和文件系統(tǒng)。四、與本課程相聯(lián)系的其他課程本課程是專業(yè)課，其先修課是面向對象程序設計、操作系統(tǒng)、計算機網絡、嵌入式系統(tǒng)、數據結構等課程。五、教學基本要求1了解Linux內核的基本概念； 2掌握Linux核心數據結構；3掌握Linux內存管理；4掌握Linux進程管理；5了解Linux文件系統(tǒng)。六、考核方式與評價結構比例考核方式：考查。平時成績：40%（平時成

4、績包括考勤、作業(yè)、課堂問答和實驗部分）?？荚嚦煽儯?0%。七、教學參考資料 1 HYPERLINK /s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&field-author=%E8%8E%AB%E5%B0%94%E5%8B%92+%28Wolfgang+Mauerer%29&search-alias=books Wolfgang Mauerer，深入Linux內核架構，人民郵電出版社，20102Daniel P. Bovet，Understanding the Linux Kernel，3rd, OReilly Media, 2011八、教學進度與內容安排序次教學基本內容

5、、重點、難點1內容：Linux內核入門一般：了解操作系統(tǒng)的基本功能、了解Linux操作系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀和特點。重點：Linux系統(tǒng)特點難點：Linux系統(tǒng)特點2內容：Linux內核源代碼實踐一般：掌握Linux源碼結構、源碼的查閱和讀取方法、源碼的理解。重點：Linux源碼查閱和讀取方法難點：Linux源碼的理解3內容：Linux內核編程環(huán)境一般：程序編輯器、編譯器、調試器，熟悉Linux編程庫 重點：Linux程序編輯器、編譯器和調試器難點：Linux編程庫4內容：Linux內核的鏈表一般：Linux內核鏈表源碼實現(xiàn)：鏈表頭結點的初始化、插入節(jié)點、刪除節(jié)點、移動節(jié)點、遍歷鏈表 重點：鏈表插入

6、、刪除和遍歷節(jié)點 難點：鏈表插入和刪除節(jié)點5內容：Linux內核的隊列與映射一般：Linux內核隊列源碼實現(xiàn)：隊列的創(chuàng)建、出隊、入隊；Linux內核映射的源碼實現(xiàn)：映射的初始化、元素的查找和刪除重點：隊列的創(chuàng)建、出隊、入隊難點：隊列的特點6內容：Linux內核的紅黑樹一般：紅黑樹的結構體定義、元素的插入、刪除和遍歷重點：紅黑樹元素的插入、刪除難點：紅黑樹元素的插入、刪除7內容：Linux內核的同步機制一般：原子操作、信號量和自旋鎖 重點：原子操作和信號量難點：信號量和自旋鎖8內容：Linux虛擬內存與物理內存一般：虛擬內存的意義、實現(xiàn)機制；物理內存與虛擬內存的映射關系 重點：物理內存與虛擬內存

7、的映射關系難點：物理內存與虛擬內存的映射關系9內容：Linux物理內存的分配一般：分區(qū)頁框分配器、slab分配器、非連續(xù)內存區(qū)分配 重點：分區(qū)頁框分配器難點：slab分配器、非連續(xù)內存區(qū)分配10內容：Linux 物理內存的使用一般：物理內存的內核映射，包括內存地址空間、直接內存映射和高端內存三種映射機制重點：物理內存的內核映射機制 難點：高端內存映射到內核空間的三種機制 11內容：Linux進程地址空間一般：進程地址空間分配、進程地址空間映射和進程地址空間共享重點：進程地址空間分配、進程地址空間映射和進程地址空間共享難點：進程地址空間映射12內容：Linux進程管理數據結構 一般：進程描述符PCB、任務結構