基于系统实验的操作系统教学方法研究

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1、万方数据第28卷第lO期2008年12月绍兴文理学院学报JOURNAL0FSHAOXINGUNIVERSnYV01．28No．10Dee．2008基于系统实验的操作系统教学方法研究吴强(绍兴文理学院计算机系，浙江绍兴312000)擒要：因其自身的高度技术性使得操作系统这门最重要的专业基础课的教学十分困难．为了培养学生的系统分析与设计能力，从系统实验的角度，文章就如何把教材、实验、教学目标、教学形式有机地结合起来进行教学，如何加强实验教学来提高学生上述能力进行了初步探索．关键词：it作系统；教学方法；系统实验设置中图分类号：C,642．477文献

2、标识码：A文章编号：1008—293X(200S)10一0044—03操作系统课程一直是计算机系各专业的核心必修课，它在计算机知识结构中有着重要的地位和作用．就操作系统本身来说，它是计算机软件领域中核心的工程性技术．特别是在现代计算机通信系统中，利用操作系统内核所提供的强大功能进行大型通信软件的设计、开发和维护是极其重要的．操作系统是最庞大最复杂的系统软件，它集现代计算机思想与技术之大成．因而就使得这门课程的教学难度非常大．1操作系统教学存在的问题与教学目标教学手段单一、理论与实际脱节是一个普遍存在的问题．由于操作系统课程自身技术的原因，使得许

3、多现代教学手段很难在教学过程中得到应用．学生感觉枯燥乏味，没有参与思考的积极性．第二个问题是学生学习操作系统课程态度上存在偏差．学习计算机操作系统难以立竿见影，这就使得学生容易觉得学习操作系统无用，不能很好激发学生的学习热情；学习操作系统要求学生不仅要有很强的抽象思维能力，同时还必须具有深厚的程序设计语言功底、扎实的数据结构基础和雄厚计算机硬件基础知识．所以大部分学生对计算机操作系统本身就存在一种畏惧情绪．操作系统实验环节薄弱缺乏系统性，这是一个影响操作系统教学的关键性的却又最容易忽略的问题．目前大多数高校使用的教材多是以UNIX作为实例来介绍

4、分析操作系统的特征．但UNIX系统作为商业软件，它的源代码并不公开．其次是大部分教师不熟悉UNIX系统或从来就没有接触过UNIX系统．这必然导致授课过程中教师对UNIX部分一带而过，给实验环境的构建带来一定的难度．甚至有一些学校就没有开设实验课．学习操作系统具有三个高度不同的层次：概念级，掌握计算机操作系统的基本概念和原理．这样可以应对各种考试，没有太多的实际用途．命令级，掌握操作系统的命令．可以达到实用目的，做到最基本的理论与实际相结合，但这只是表层的使用．系统级，掌握系统结构和概念的具体实现．使用系统命令和调用，用程序来使用和控制计算机的资

5、源，可以达到理论与实际的完美结合．每一级的学习和提高都要付出艰辛的努力．系统级是计算机专业学生应当达到或是追求的目标．这对专业人员来说可能影响其一生．教师必须根据学生的实际情况，正确引导学生明确自己的学习目标．2操作系统系统性实验的设计思想与内容目前，国内院校在操作系统实验中，大多练习一些系统操作的使用技巧．这样的实习环境和效果，学生并不能理解操作系统的内部机制和体系结构，也不能利用现有的内核生成一个自己满意的操作系统，更不清楚操作系统的资源管理主要过程，无法实现自己改变系统中的部分算法及资源分配方式．因此，构建一·收稿日期：2008—10—0

6、7作者简介：吴强(1962一)，男，四川简阳人，副教授，主要研究：方向智能计算，知识表字与知识支现．万方数据第lO期吴强：基于系统实验的操作系统教学方法研究45个基于Linux的系统操作系统系统性教学实验软件就成为一个解决问题的方法．它的目标是从处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口等角度全面介绍操作系统的基本原理，并辅以Linux上的课程实验，帮助学生理解操作系统的基本理论．同时，还提高了学生的实际动手能力，让学生在该实验系统的指导下来学习理解操作系统的基本原理、内部机制和体系结构．在此基础上让学生能够利用现有的Linux内核，通

7、过自己动手改变系统中的部分算法及资源分配方式，生成一个自己满意的操作系统．通过这个实验课程培养学生以下几方面的能力：(1)／JlJ深学生对操作系统所涉及的概念、算法和数据结构的理解．(2)体验操作系统所涉及的抽象思维的具体实现．(3)培养学生的实际动手能力．(4)激励学生在操作系统设计方面的创新精神．(5)培养正规系统程序设计的能力．系统性实验包括以下七个部分：(1)进程管理实验：能够在该系统上学习Linux进程管理主要过程(调度，进程通信)，实现“进程的创建、进程特性的显示”以及“进程问通信”．(2)存储管理实验：能够在该系统上实习存储管理的

8、主要过程，以便让学生深入了解内存管理的机制和页面置换算法．(3)用户接口实验：能够熟练使用Linux系统、shell编写程序，指导学生在内核文件中添加