操作系统实践教学的探索

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1、2007/年/全/国/计/算/机/教/育/优/秀/论/文/评/比操作系统实践教学的探索邓胜兰宁洪(国防科学技术大学，长沙410073)摘要：操作系统实践教学应该为学生提供一个实验统和WMware虚拟机作为实践平台，针对不同的教学环境，使学生能够触摸到真实的操作系统内部，帮助对象和教学要求，精心设计了多种方式的实验项目，学生理解抽象的操作系统原理和机制；使学生能够亲在操作系统实践教学上做了一些有益的探索。本文首身体验操作系统功能的设计和实现过程，培养学生应先分析操作系统实践教学的目标，然后说明如何具体用操作系统知识的能力。本文分析了操作系统实践教设计实验项目。学的目标，阐述了具体实验

2、项目及其设计理念。关键词：操作系统；实践教学；实验设计2实践教学目标中图分类号：G642文献标识码：B文章编号：1672-5913(2007)20-0008-03我们认为，操作系统实践教学作为辅助教学环节，有两个主要目标。1引言(1)帮助学生理解操作系统的基本概念、原理和机制操作系统是计算机科学与技术专业的一门重要操作系统包含了许多抽象的基本概念如进程、线基础课程，其教学目的使学生通过学习各种资源管理程和虚存，也包含了复杂的资源管理算法和机制，如的原理和机制，建立起关于操作系统如何工作的理论进程调度和页式存储管理。这些知识对于本科学生而知识基础。但操作系统同时也是学生们认为比较难学

3、言是比较难以理解的，因为他们平时使用的是操作系的专业课程之一。其原因有二：一是操作系统课程讲统的用户界面，很少也很难窥视到操作系统的内部。述的是计算机资源管理的原理和机制，其中包含了许操作系统的实践教学应该让学生了解一个真实操作多抽象的概念和算法；二是操作系统作为最底层的核系统的内部实现，从而帮助学生更好地理解操作系统心软件，深藏于“用户界面”之下，学生们难以找到的基本概念、原理和机制。学习内容的参照对象。因此，操作系统实践教学作为我们采用开源的Linux操作系统作为实践教学教学辅助环节十分重要，它的作用在于通过动手做实的教材，指导学生阅读和分析Linux的部分源码，将验，帮助学生

4、解决从抽象理论到具体对象的认识问学生带入一个真实而复杂的操作系统内部世界。在阅题，培养学生应用知识解决问题的能力。读和分析源码的过程中，学生能够了解抽象的进程和与程序设计、编译原理和数据库等软件课程的实线程所对应的具体数据结构，了解进程调度算法的实践教学相比，操作系统课程的实践教学有其特殊的地现过程，并应用所学的操作系统原理知识分析和讨论方。前者可以通过实现一个小型的应用程序或简化的Linux的调度策略。另外，我们要求学生在做每项实编译器、数据库来完成实践教学，而后者不能这样做。验前自学Linux操作系统的相关知识，使学生清楚地因为操作系统不仅与硬件平台密切相关，而且内部结看到操作

5、系统的原理知识是如何体现在一个实际系构非常复杂，即使让学生实现一个最简单的操作系统统中的。也是不现实的。近年来，我们以开源的Linux操作系8

6、计算机教育2007.10

7、获/奖/论/文(2)培养学生应用操作系统知识的能力的，让学生体验操作系统内核编程的全过程。操作系统是计算机系统的核心软件，从事计算机(1)Linux命令界面及shell编程行业的专业人员都需要操作系统的原理知识，但他们该项实验的目的是学习使用操作系统的命令用担任的角色不同，面临的问题就不同，因而所具备的户界面。实验内容是：了解和使用Linux的常用命令，包括如何使用联机帮助手册和管道线命令；学习使用操作系统知识的应

8、用能力也不同。系统管理员需要根命令程序语言shell进行简单的编程，从而理解命令据操作系统知识和用户的需求，合理地配置系统资解释程序的工作过程。由于学生平时使用的是源，需要及时了解系统运行状态，调整资源管理策略，windows的图形用户界面，面对Linux的命令界面感使系统性能达到最佳；系统程序员需要详细了解操作到很陌生。所以，我们先给学生一个shell例子程序，系统的内核结构、资源管理机制和功能模块接口，为让学生按照说明步骤上机运行该程序，然后要求学生操作系统添加新功能或编写设备驱动程序；应用程序参照此程序实现一个应用管道线的shell程序。员则需要正确理解操作系统的功能和资源管

9、理策略，(2)进程间通信编写出高效率且安全的应用软件。操作系统的实践教该项实验的目的是加强学生对进程概念的理解，学必须考虑到上述不同能力培养的特点，以满足学生使学生掌握不同的进程通信和同步互斥机制的特点未来任职需要。和使用方法。实验内容是：设计应用程序实现父、子我们以开源的Linux操作系统和WMware虚拟进程之间的数据交换，可采用各种方法实现父子进程机作为实践平台，精心设计实验项目，从多个方面培之间的通信(共享区、文件、消息传递、管道文件)和养学生应用操作系统知识