以课程群建设为目标操作系统实验教学探究

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1、以课程群建设为目标操作系统实验教学探究　　摘要：在分析国内外操作系统实验教学的基础上，总结出目前操作系统实验教学存在内容难度不适应、课程群相关内容割裂以及就业导向不足等问题，并提出了针对性的解决方案：在一般应用型本科院校中进行以课程群建设为目标的操作系统实验教学实践，把操作系统实验教学打造成操作系统课程群的基础纽带。初步实践表明效果很好，值得进一步实践和推广。关键词：操作系统实验教学；课程群建设；应用型人才培养作者简介：孙昌立（1976-），男，黑龙江尚志人，黑龙江科技大学计算机与信息工程学院，

2、讲师；赵艳芹（1975-），女，山东诸城人，黑龙江科技大学计算机与信息工程学院，副教授。（黑龙江哈尔滨150022）基金项目：本文系黑龙江省教育科学规划课题“高等院校信息与计算科学专业应用型人才培养模式研究”（课题编号：GBC1212076）、黑龙江科技大学教学研究项目“应用型操作系统课程群体系教改研究”（课题编号：JY13-114）的研究成果。中图分类号：G642.423文献标识码：A8文章编号：1007-0079（2014）06-0131-02操作系统是用户和计算机之间最基本的接口。“操作系

3、统”是计算机相关专业的核心基础课程之一，作为专业必修课，其内容繁多且理论教学多，偏重于基本概念的讲解和核心算法的剖析。“操作系统”实验是该核心课程的实践部分，只有通过这一实验课程的实践，学生才能加深理解操作系统的设计和实现的精髓原理。操作系统范畴的课程在计算机及相关专业的教学计划中占有相当大的比重，这些课程之间是孤立、割裂的还是很好地前后贯通，“操作系统”实验起着相当重要的作用。一、操作系统实验教学的现状1.国外国外的诸多名牌高校都极其重视实验环节，对操作系统实验有着严格的要求。Princeto

4、nUniversity的操作系统课程的6个实习项目就是用来构造真正的操作系统，课程结束时，学生将有一个小的、真正的操作系统内核。UniversityofCaliforniaatBerkeley的4个实习项目是在仿真MIPS平台上构造操作系统，每个项目包括文档和代码两部分，文档占项目成绩的40%，代码占项目成绩的60%。BrownUniversity学生每人用C语言编写一个简单的单内核操作系统，所写的操作系统在技术上等价现代的操作系统。Columbia8University学生使用Nachos，要

5、求分别完成一个操作系统的不同部分。总之，国外大学都对操作系统实验有着严格的要求，有的要求完成一个小型的操作系统，有的要求独立完成，有的建议合作完成。使用的基础教学操作系统有Nachos、Minix、GeekOS、xv6、OS/161等等。线程（进程）、线程（进程）调度、虚存和文件系统是实习项目的主要内容。另外，国外大学对实验成绩都很重视，有的大学（如PrincetonUniversity）甚至只有实验成绩，而没有期末考试。[1，2]2.国内《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》要求在

6、Linux平台上进行7个专题的实验：一是Linux配置与安装（必修）；二是截获Linux中断（必修）；三是截获Linux异常（必修）；四是实现新的系统调用（必修）；五是进程的创建、通信和同步（必修）；六是信号和定时器（必修）；七是简单的Linux字符设备驱动（选修）。8在实际教学实践中，不同学校的实验设置存在着很大的区别。基本上，这些“操作系统”实验课程可以分为观察型实验、模拟仿真型实验、分析型实验和设计型实验四种类型。一般国内高校根据本校的实际情况，在“操作系统”的实验教学环节选择其中的一种。

7、如清华大学使用基于xv6的扩展设计型；北京航空航天大学的实验设置分别基于Linux和Windows，在仿真环境下构造操作系统，发现实际难度较大。一般高校的操作系统实验设置多以基本的编程验证型实验为主，辅之以在实际操作系统上采用并发编程和模拟编程的方式。[3-5]3.应用型本科院校的操作系统实验教学现状以黑龙江科技大学为例，多年来在调研其他普通高校操作系统实验教学的基础上，本校开出的操作系统实验课程与其他一般院校并无多大差别，也是以基本的编程验证型实验为主，辅之以在实际操作系统上进行并发编程体会和

8、以及操作一些基本管理的算法仿真编程。二、存在的问题1.部分操作系统实验内容难度较大对于一般普通高校而言，《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》规定的操作系统的实验教学大纲中的个别实验，或者某些院校盲目追赶国内外一流高校的操作系统设计型实验，改进和设计层面的实验内容难度较大，对教师和学生提出了过高的要求。需要教师在操作系统内核代码领域有着丰富的实践经验，有足够的精力去激发学生探索的兴趣和解决出现的问题；随着高等教育大众化的普及，学苗素质已成为不争的事实；更重要的是随着时代的变迁，软件业