关于操作系统课程教学几点思索

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1、关于操作系统课程教学几点思索　　摘要：针对操作系统课堂教学过程中出现的问题，根据计算机操作系统课程特点，从新知识点引入、科学的教学内容体系构建和教学方法创新等方面提出一些观点和建议。关键词：操作系统；教学方法；教学实施0引言计算机操作系统课程是计算机科学与技术及相关专业的核心课程之一，该门课程的学习对于计算机专业的学生十分重要。ACM和IEEE/CS联合工作组于2005年提交了具有指导意义的计算学科本科教学参考计划ComputingCurricula2005，其中明确指出“计算机操作系统课程是一门计算机结构与操作系统方面的中级课程，是这个方向最基础和最重要的课程之一”

2、。同时，计算机操作系统课程是计算机学科软件与硬件综合应用、理论与实践融为一体的_门课程，不但具有相当多的科学成分，而且从实现来看，还具有更多的工程技术含义。对于理论课中介绍的基本概念、原理和思想，学生一定要通过实践加以理解和吸收。这门课程不仅在计算机专业课程学习中起着不可替代的承前启后作用，而且对学生了解计算机结构、从事系统级编程、深入理解计算机系统都有着非常重要的作用。111新知识点引入不少从事操作系统教学的教师试图把纷繁复杂的各种概念和算法都讲解得深入且全面，然而学生发现操作系统很难学并且感到难以下手。操作系统课程涉及的概念很多，每个概念都是由教师硬生生地传递给学

3、生，学生接受新概念和新知识的过程过于突兀，教师应该引导学生参与知识的发现过程。只有主动参与进来，学生才能够真正想要了解为什么这样设计、这样设计有什么好处并且会产生什么问题、如何能够解决这些问题等。以操作系统中最经典的生产者一消费者问题为例，我们要让学生理解这种问题模型本身并不困难，难的是能否在各个场合灵活使用信号量机制正确地解决实际问题。对于操作系统中关于信号量机制的各种描述，不同的人有不同的见解，但是有一点是相同的，就是我们如何想到要用这种机制，它会带来哪些好处？我们从一种简单算法的改良开始讲起。#defineN100//定义缓冲区的大小Intcount=0；//初

4、始化为0voidproducer（void）{intitem；While（TRUe）{item=produce_item（）；if（count=N）sleep（）；//满则休眠11insert_item（item）；//放入商品count=count+1；//计数加1if（count=1）wakeup（consumer）；）Voidconsumer（void）{intitem；While（TURE）{if（court=0）sleep（）；//无商品休眠item=remove_item（）；//取走商品count=count-1；//计数减1if（court=N-1）w

5、akeup（producer）；consume_item（item）；}上述程序所描述的算法很简单，那么它是否正确，会带来什么问题呢？由于该程序对于变量count没有保护，有可能出现生产者进程和消费者进程同时对数据修改的结果，也可能会出现生产者进程在唤醒消费者进程时，根本没有消费者进程在“睡觉”，那么如何解决这些问题呢？我们可以加上开锁和闭锁操作，加锁原语之后可以解决互斥访问的问题，但是仍然存在两个进程都“睡觉”了，没有进程唤醒对方的问题，因此要加入能够把信号量累积起来的操作系统原语，即要引入信号量机制。11同样，除了进程中的同步问题，对于内存管理的策略、文件系统的实

6、现等操作系统中的很多问题，我们都可以先让学生自己思考；如果由你设计操作系统，你可以怎样做？能不能用最简单的方法实现它？实现之后再来看这种方法好不好，会产生什么问题？接下来则需要考虑如何解决该问题。我们首先谈一种实现，无论用哪种思路，能实现是第一步，就像做工程，把操作系统当成一个工程，用做工程的角度做操作系统，带领学生进入操作系统设计者的角色，即如果自己是操作系统设计者会怎样考虑，这样的考虑又会出现什么问题，接下来如何改进，改进之后还会有哪些新的问题……如此不断地更新算法，操作系统才能不断完善，就像我们现在正在使用的操作系统每时每刻都在发生新变化一样。以这样的思路引入新

7、的知识点，才能真正引导学生理解操作系统，掌握操作系统的设计精髓，从而很自然地把学生带人操作系统的世界，使学生不知不觉地接受新的概念、新的思想和新的知识。2教学内容体系构建操作系统这门学科经过多年的发展后形成许多子学科，而这些子学科又进一步发展成为单独的学科并从操作系统学科中分离出来，如计算机网络、数据库系统、计算机安全、分布式计算等。由于这些学科都已自成体系，自然其内容不包含在操作系统的教学范围内。11各所大学的计算机专业都制订了各自的学科教学计划，并且大部分都参考了CC2005，其中计算机操作系统明确说明“该课程涉及操作系统运行机制的基本原理，包括