操作系统课程教学内容和方法的探讨new

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1、万方数据第3卷第2期2011年2月当代教育理论与实践TheoryandPracticeofContemporaryEducationVOI．3NO．2Feb．2011操作系统课程教学内容和方法的探讨符琦8，李润求6，黄力8(湖南科技大学：a．计算机科学与工程学院Ib．教务处，湖南湘潭411201)摘要：阐述了操作系统课程的教学意义，分析了国内外操作系统教学工作的问题与成果，介绍了操作系统实验教学环节的国内外教学手段与工具，并与学校相关课程实验教学环节进行了对比，对提高学校计算机专业的操作系统课程教学和实验质量与水平有一定指导意义。关键词：操作系统；实验教学；Unix；Li

2、nux中图分类号：G423．04文献标识码：A文章编号：1674—5884(2011)02—0069—02一操作系统课程的教学意义计算机操作系统是最核心、最基础的计算机系统软件，操作系统课程是计算机学科最重要的专业课程之一¨o，该课程介绍操作系统的基本原理和实现技术，是理解计算机系统工作、用户与计算机系统交互和设计开发应用系统等基本知识结构的重要途径。作为专业学科中一门承前启后的专业课程，操作系统课程在计算机专业课程体系中扮演着重要的角色，该课程可以和计算机程序设计、数据结构、计算机组成原理、微机接口、计算机体系结构、计算机网络等多门课程相互印证融会，是连接硬件系统和软件

3、系统的桥梁，在课程体系中起着枢纽的作用。计算机操作系统是一门实践性很强的课程。一般地阐述其工作原理，很可能使本来具体生动的内容变得十分抽象、枯燥并难以理解。解决好理论与实践相结合的问题是提高操作系统教学质量的关键。一门好的操作系统实验课程将通过对操作系统功能的模拟和对源代码的分析实践，以使学生深入了解操作系统的功能，加深对操作系统所涉及的概念、原理的理解，体验操作系统所涉及的抽象思维的具体实现，特别是随着网络操作系统的发展和嵌入式操作系统的广泛商业应用，学生对实践的渴望也越来越强烈。二操作系统理论教学的国内外现状分析目前，国内外有关操作系统的本科教材基本是围绕存储器管理、

4、处理机管理、设备管理、文件管理和用户与操作系统的接口五大功能展开的，那么与理论相配套的实验也必然是以这五部分为基点，设计相应的实验内容。由于受到实验室环境设备、课程安排和学生自身能力等因素的影响，为大学本科的操作系统课选择合适的实验内容一直放认为是共性的难题。具体而言：1．国内高校都十分重视实践环节，其实验平台以Linux为主，如华中科技大学、南开大学、电子科技大学、浙江大学等；也有采用Windows为实验平台的，如北京大学和北京邮电大学等。以浙江大学为例，实践教学内容54课时，讲述Linux内核，相应的实验课时16，累计达70课时。南开大学引入了加州大学伯克利分校的Na

5、chos，保证了内容的难度与知识的覆盖面。北京大学的项目来自所编书籍，强调进程／线程管理及同步和存储器管理，大部分项目在用户态完成。华中科技大学的项目有些是用户态编程，有些涉及内核编程。从整体趋势来看，国内大学采用Linux作为实践平台的越来越多，这是因为Linux作为开放源代码的操作系统，用户无须付费而且可以自由修改源代码，各种文档极为丰富，这些条件是其他操作系统不能相比的HJ。目前，国内大学在项目设置上存在着一些不足，体现在覆盖面有所不足，实习深度与国际一流大学相比存在一定差距，这体现在有些项目的设置并没有深入内核，而是通过应用编程理解操作系统的行为。2．国外大学认为

6、掌握操作系统的唯一途径是构造一个真正的操作系统，从实践中学习理论(LearningByDo—ing)。因此，国外大学极为重视实践环节，相关实践环节的项目占操作系统课程总分比例的50％，如斯坦福大学和加收稿日期：2010—10—14基金项目：2010年湖南省普通高校教学改革研究项目(223)作者简介：符琦(1975一)，男，湖南湘潭人，工学硕士，副教授，主要从事计算机网络、操作系统、现代教育技术研究。69万方数据州大学伯克利分校。国外大学的实践环节往往由4—6个项目组成，每个项目就是完成操作系统的一个组件，进程／线程、进程／线程调度、虚存和文件系统是实习项目的主要内容，当本

7、课程结束时，学生将有一个真正能够运转的操作系统内核。这些大学一般都提供一个自主开发的简易实验操作系统框架，学生在此基础上再完成相应的子系统。斯坦福大学采用的是基于i386的Pintos，麻省理工学院采用的是基于i386的类UNIXV6的XV6系统，而加州大学伯克利分校一直采用的是Nachos教学操作系统。这些系统都有比较详尽的手册帮助学生尽快上手。三操作系统实验教学的国内外现状分析国内外许多著名大学都在操作系统实验平台的设计开发方面作了大量研究，比较突出的有著名计算机专家A．S．Tanenbaum设计和实现的MINIX。MIN