計算機操作系統實驗課程的教學探討

高媛 董素芬

摘 要：操作系統的教與學在理論和實踐方面都有較高的要求，作為計算機相關專業的核心課程，在教學中存在較多的重點和難點。本文通過分析教學中存在的問題，主要討論了計算機操作系統實驗教學方面的改進方法，適應了操作系統實驗課程發展的需要。

關鍵字：操作系統；實驗；教學；

中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-10-00-01

一、前言

操作系統是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是對硬件系統的第一層擴充[1]，是計算機系統中不可缺少的系統軟件。《計算機操作系統》這門課程并不是講一個具體操作系統的代碼，如windows、dos，它講述的是計算機操作系統的原理，操作系統如何管理計算機的軟硬件資源。對于計算機專業的學生來說，學習操作系統有利于對計算機系統的理解，能夠更好的使用操作系統，使得學生在以后從事程序開發的過程中可以從系統的角度上考慮程序運行的性能。系統深入的學習計算機操作系統這門課程有利于對計算機系統的理解和軟件的開發。

操作系統課程以原理、概念和算法等基礎知識為主，所以必須設置與之配套的實驗課程[2 3]，通過實驗可以使學生對抽象的理論、算法進行更深刻的剖析，同時可以提高學生在系統軟件開發、設計、編程的能力。本文主要就計算機操作系統實驗的教學提出了一種改進方法。

二、教學中存在的問題

（一）內容較多，涉及面廣。

《計算機操作系統》這門課程即涉及到計算機的硬件知識又涉及到計算機的軟件知識。課程內容體系主要分為以下三個部分，如圖1.1：

圖1.1操作系統課程體系

第一部分，是操作系統引論，主要介紹操作系統的基本概念、作用、發展歷史。

第二部分，是操作系統對硬件資源的管理。首先是計算機的心臟——處理機的管理。操作系統對處理機的管理主要是通過對進程的管理反映出來的。比如說如果有多個進程來申請資源，處理機如何來進行分配。其次是對內存的管理。操作系統對內存的管理不只是體現在對物理內存的管理，它同時還表現在對虛擬內存的管理。第三是對外部設備的管理，我們也稱它為對輸入輸出設備的管理，比如說鍵盤，鼠標，顯示器，打印機都是外部設備。進程、存儲器、外設這三個部分都歸為操作系統對硬件資源的管理。

第三部分，為軟件資源的管理，軟件資源的管理我們統統歸為文件管理。文件包括計算機中所有的數據，比如說程序、應用軟件，它們在磁盤中的組織方式，文件的查找、修改、共享等等。

由此，《計算機操作系統》課程涉及到的知識點多，內容龐雜，實驗課若是想覆蓋到整門課程的所有知識點較為困難。

（二）理論抽象，實現困難。

操作系統課程的特點是概念多、原理性強，理論抽象。這使得我們在操作系統實驗課程的教學上，很難把眾多原理以實驗的方式直接呈現到學生眼前。而且，操作系統各個模塊管理之間的聯系復雜，我們不可能設計實現一個操作系統。

（三）理論與實際脫節。

在實際的工作和學習過程中，我們經常使用操作系統，但是很難接觸到操作系統的源碼。我們教學過程中，教科書上的理論知識同應用的操作系統聯系在一起存在一定距離，使得理論與實際脫節。

三、改進方案

鑒于《計算機操作系統》在教學中存在的這些問題，實驗課程的設置越來越重要。實驗課程的教學質量直接影響到學生對這門課程的學習效果。

我們把《計算機操作系統》實驗課程分為兩個部分：第一部分，基礎算法實現；第二部分，操作系統功能模擬。

（一）基礎算法實現

這部分的實驗課程跟隨課堂教學，是以經典算法為主要內容，模擬操作系統的基本功能。

（二）系統功能模擬

實驗課程如果只是設置了第一部分，跟隨課堂實現經典算法，那只能是使得學生掌握了單一的算法本身而已。操作系統功能強大，各個模塊聯系緊密，學生在掌柜各個模塊的經典算法的同時還應該熟悉各個模塊之間的聯系。因此，我們的實驗課程在第一部分基礎算法實現之后，安排了第二部分操作系統功能模擬，主要用于實現操作系統部分模塊功能的模擬實驗。

四、結論

計算機操作系統實驗教學是將理論和實踐相結合的過程。跟傳統的操作系統實驗課程相比，我們把課程分為了兩個部分：基礎算法實現，把操作系統各個功能模塊中的經典算法實現，首先讓同學掌握操作系統的基礎知識、基本原理；系統功能模擬，通過實驗將操作系統模塊聯系起來，更深切的體會到操作系統統一調度、統一管理計算機的功能。計算機操作系統實驗教學應滿足專業發展的實際需要，在教學過程中調動學生的學習積極性，提高學生發現問題，解決問題的能力。使學生在實驗的過程中，找到思維的創新點，從而達到培養學生在系統軟件開發方面的綜合能力，適應社會對具有獨立創新的高素質人才的需求，推動高校計算機專業教學水平的提高。

參考文獻：

[1]湯子瀛，哲鳳屏，湯小丹.計算機操作系統[M].西安：西安電子科技大學出版社.

[2]肖竟華，陳建勛.“計算機操作系統”教學改革探索與實踐.高等理科教育.2007（3期）：68-70.

[3]李金廣，常琳林.應用型本科《操作系統》實驗教學的研究與實踐