信息安全专业操作系统课程教学改革

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1、信息安全专业操作系统课程教学改革信息安全专业操作系统课程教学改革一、引言　　信息是社会发展的重要战略资源。随着信息技术的发展，国际上围绕信息获取、使用和控制的争斗愈演愈烈，信息安全已成为维护国家安全和社会稳定的重要因素之一，并且国内外都给予了极大的关注和投入。因此，如何加强信息安全学科建设，促进信息安全专业课程改革，为国家和社会培养出符合社会需要的复合型、应用型信息安全专业人才是当务之急。操作系统课程是计算机科学与技术、信息与通信工程的核心课程之一，信息安全专业设置后，操作系统课程也是信息安全专业的核心主干课程之一，

2、其重要性是毋庸置疑的。　　为了适应信息安全专业的需要，高校应对操作系统课程进行改革，结合信息安全专业的培养目标，将信息安全专业知识渗透到操作系统的教学内容中，做到课程间的有机结合，使学生能够将信息安全理论融入到操作系统设计中，为后续的课程打好专A业基础。本文将从理论教学和实践教学两个方面，讨论信息安全专业操作系统课程的教学改革。　　二、理论教学改革　　操作系统是计算机中最重要的软件，它能够对计算机的硬件和软件进行有效的统一管理，便于用户使用计算机。操作系统课程是计算机类专业一门重要的基础课程，其教学内容主要包括进程管

3、理、处理机调度与死锁、存储器管理、设备管理和文件系统五大部分。系统安全问题是信息安全的一个重要研究方向，但是在传统的操作系统本文由.L.收集整理课程中并没有涉及到信息安全的相关知识，信息安全专业学生在学习完操作系统课程后，无法将其所学的知识与现有的系统安全问题相结合。因此，针对信息安全专业的特点，理论教学改革应先从教学内容入手，将信息安全中的系统安全技术与操作系统课程的现有内容整合，通过讲授操作系统各个部分的实现原理，让学生深入了解对应系统安全产生的原因和解决方法。如在讲授内存管理时，传统操作系统课程的教学内容需要学

4、生掌握操作系统是如何对内存进行分配、回收和调度。在信息安全专业的操作系统课程中，可以将缓冲区溢出的原理加入其中，使学生真正了解缓冲区溢出攻击的实现方法和预防手段。通过上述将操作系统教学内容和信息安全知识有机的结合起来、相互渗透，学生对操作系统原理和系统安全知识的理解会更加透彻，同时为后续的计算机病毒与原理、网络攻击与防御、逆向工程等信息安全专业课程打下了坚实的基础。　　三、实践教学改革　　实践教学内容是信息安全专业课程的一个重要环节。为了培养符合社会需求的工程性应用人才，在信息安全专业课程的教学过程中，强调理论和实际

5、相结合的教学方法，在保障理论教学的基础上，强调实践教学，提高学生的工程实践能力。本节将从实验教学、课程设计和实践活动三个方面来讨论如何对操作系统课程的实践教学内容进行改革。　　1.实验教学。为操作系统课程开设合适的实验项目是非常困难的，主要问题在于很难找到合适的实验环境，大多数的操作系统相对于学生来说，太大、太复杂，学生很难在短时间内将操作系统的设计结构和实现代码弄清楚。尽管可以让学生分块的实现操作系统的各个功能，如CPU调度、内存管理等，但是在复杂操作系统中，改变其中的一个功能模块，其工作量也是非常巨大的。因此，在

6、选择操作系统作为课程环境时，需要考虑以下问题：（1）所选操作系统的体系结构和实现方法要尽量简单，便于学生快速掌握系统的实现框架，理解各部分的实现思路和方法。（2）所选的操作系统源代码完整且完全公开。学生可以通过在学习现有操作系统源码的基础上，深入理解操作系统的设计原理。（3）所选操作系统有相应的说明文档，便于学生学习，培养学生的程序设计思维。（4）所选操作系统允许程序员修改，可以重新编译、运行。允许学生对操作系统代码进行修改，是对学生实践能力培养的重要手段。学生根据课上所学的理论知识，可以自行修改操作系统功能，并且便

7、于教师添加信息安全的相关实验。根据以上几点，Minix系统是较适合作为操作系统课程实验环境的系统，而且Minix系统中已经包含了一些安全机制，如特权管理和访问控制。在操作系统课程的实验教学环节中，首先要求学生根据所学理论知识读懂对应的Minix系统源代码，然后要求学生分模块的实现对应功能。操作系统原理课程与教学内容同步的实验学时为20学时，除了传统操作系统实验内容：进程管理（4学时）、进程通信（2学时）、内存管理（4学时）、文件系统（2学时）之外，实验内容中还添加了信息安全相关实验缓冲区溢出（2学时）、访问控制（2学

8、时）、加密文件系统（2学时）、资源竞争（2学时）。实验内容包括验证性和设计型两类实验，培养了学生的实际动手能力。　　2.课程设计。除了与操作系统课程同步的实验教学之外，还可以开设课程设计，让学生能够利用所学操作系统知识，开发、实现相关工具，培养学生的综合设计、开发能力。操作系统课程的实验教学内容是让学生分模块的设计、实现操作系统功能，此类实验对