計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)探討

高媛 董素芬

摘 要：操作系統(tǒng)的教與學(xué)在理論和實(shí)踐方面都有較高的要求，作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程，在教學(xué)中存在較多的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文通過分析教學(xué)中存在的問題，主要討論了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的改進(jìn)方法，適應(yīng)了操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程發(fā)展的需要。

關(guān)鍵字：操作系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；

中圖分類號(hào)：G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-10-00-01

一、前言

操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對(duì)硬件系統(tǒng)的第一層擴(kuò)充[1]，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的系統(tǒng)軟件。《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》這門課程并不是講一個(gè)具體操作系統(tǒng)的代碼，如windows、dos，它講述的是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的原理，操作系統(tǒng)如何管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)有利于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理解，能夠更好的使用操作系統(tǒng)，使得學(xué)生在以后從事程序開發(fā)的過程中可以從系統(tǒng)的角度上考慮程序運(yùn)行的性能。系統(tǒng)深入的學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)這門課程有利于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理解和軟件的開發(fā)。

操作系統(tǒng)課程以原理、概念和算法等基礎(chǔ)知識(shí)為主，所以必須設(shè)置與之配套的實(shí)驗(yàn)課程[2 3]，通過實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生對(duì)抽象的理論、算法進(jìn)行更深刻的剖析，同時(shí)可以提高學(xué)生在系統(tǒng)軟件開發(fā)、設(shè)計(jì)、編程的能力。本文主要就計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提出了一種改進(jìn)方法。

二、教學(xué)中存在的問題

（一）內(nèi)容較多，涉及面廣。

《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》這門課程即涉及到計(jì)算機(jī)的硬件知識(shí)又涉及到計(jì)算機(jī)的軟件知識(shí)。課程內(nèi)容體系主要分為以下三個(gè)部分，如圖1.1：

圖1.1操作系統(tǒng)課程體系

第一部分，是操作系統(tǒng)引論，主要介紹操作系統(tǒng)的基本概念、作用、發(fā)展歷史。

第二部分，是操作系統(tǒng)對(duì)硬件資源的管理。首先是計(jì)算機(jī)的心臟——處理機(jī)的管理。操作系統(tǒng)對(duì)處理機(jī)的管理主要是通過對(duì)進(jìn)程的管理反映出來(lái)的。比如說(shuō)如果有多個(gè)進(jìn)程來(lái)申請(qǐng)資源，處理機(jī)如何來(lái)進(jìn)行分配。其次是對(duì)內(nèi)存的管理。操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的管理不只是體現(xiàn)在對(duì)物理內(nèi)存的管理，它同時(shí)還表現(xiàn)在對(duì)虛擬內(nèi)存的管理。第三是對(duì)外部設(shè)備的管理，我們也稱它為對(duì)輸入輸出設(shè)備的管理，比如說(shuō)鍵盤，鼠標(biāo)，顯示器，打印機(jī)都是外部設(shè)備。進(jìn)程、存儲(chǔ)器、外設(shè)這三個(gè)部分都?xì)w為操作系統(tǒng)對(duì)硬件資源的管理。

第三部分，為軟件資源的管理，軟件資源的管理我們統(tǒng)統(tǒng)歸為文件管理。文件包括計(jì)算機(jī)中所有的數(shù)據(jù)，比如說(shuō)程序、應(yīng)用軟件，它們?cè)诖疟P中的組織方式，文件的查找、修改、共享等等。

由此，《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》課程涉及到的知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容龐雜，實(shí)驗(yàn)課若是想覆蓋到整門課程的所有知識(shí)點(diǎn)較為困難。

（二）理論抽象，實(shí)現(xiàn)困難。

操作系統(tǒng)課程的特點(diǎn)是概念多、原理性強(qiáng)，理論抽象。這使得我們?cè)诓僮飨到y(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)上，很難把眾多原理以實(shí)驗(yàn)的方式直接呈現(xiàn)到學(xué)生眼前。而且，操作系統(tǒng)各個(gè)模塊管理之間的聯(lián)系復(fù)雜，我們不可能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作系統(tǒng)。

（三）理論與實(shí)際脫節(jié)。

在實(shí)際的工作和學(xué)習(xí)過程中，我們經(jīng)常使用操作系統(tǒng)，但是很難接觸到操作系統(tǒng)的源碼。我們教學(xué)過程中，教科書上的理論知識(shí)同應(yīng)用的操作系統(tǒng)聯(lián)系在一起存在一定距離，使得理論與實(shí)際脫節(jié)。

三、改進(jìn)方案

鑒于《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》在教學(xué)中存在的這些問題，實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置越來(lái)越重要。實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響到學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)效果。

我們把《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)課程分為兩個(gè)部分：第一部分，基礎(chǔ)算法實(shí)現(xiàn)；第二部分，操作系統(tǒng)功能模擬。

（一）基礎(chǔ)算法實(shí)現(xiàn)

這部分的實(shí)驗(yàn)課程跟隨課堂教學(xué)，是以經(jīng)典算法為主要內(nèi)容，模擬操作系統(tǒng)的基本功能。

（二）系統(tǒng)功能模擬

實(shí)驗(yàn)課程如果只是設(shè)置了第一部分，跟隨課堂實(shí)現(xiàn)經(jīng)典算法，那只能是使得學(xué)生掌握了單一的算法本身而已。操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大，各個(gè)模塊聯(lián)系緊密，學(xué)生在掌柜各個(gè)模塊的經(jīng)典算法的同時(shí)還應(yīng)該熟悉各個(gè)模塊之間的聯(lián)系。因此，我們的實(shí)驗(yàn)課程在第一部分基礎(chǔ)算法實(shí)現(xiàn)之后，安排了第二部分操作系統(tǒng)功能模擬，主要用于實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)部分模塊功能的模擬實(shí)驗(yàn)。

四、結(jié)論

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是將理論和實(shí)踐相結(jié)合的過程。跟傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程相比，我們把課程分為了兩個(gè)部分：基礎(chǔ)算法實(shí)現(xiàn)，把操作系統(tǒng)各個(gè)功能模塊中的經(jīng)典算法實(shí)現(xiàn)，首先讓同學(xué)掌握操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理；系統(tǒng)功能模擬，通過實(shí)驗(yàn)將操作系統(tǒng)模塊聯(lián)系起來(lái)，更深切的體會(huì)到操作系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)的功能。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)滿足專業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要，在教學(xué)過程中調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中，找到思維的創(chuàng)新點(diǎn)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生在系統(tǒng)軟件開發(fā)方面的綜合能力，適應(yīng)社會(huì)對(duì)具有獨(dú)立創(chuàng)新的高素質(zhì)人才的需求，推動(dòng)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)水平的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯子瀛，哲鳳屏，湯小丹.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社.

[2]肖竟華，陳建勛.“計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”教學(xué)改革探索與實(shí)踐.高等理科教育.2007（3期）：68-70.

[3]李金廣，常琳林.應(yīng)用型本科《操作系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與實(shí)踐