計算機操作系統(tǒng)實驗課程的教學探討

高媛 董素芬

摘 要：操作系統(tǒng)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(yè)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(tǒng)實驗教學方面的改進方法，適應了操作系統(tǒng)實驗課程發(fā)展的需要。

關鍵字：操作系統(tǒng)；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(tǒng)是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的第一層擴充[1]，是計算機系統(tǒng)中不可缺少的系統(tǒng)軟件?！队嬎銠C操作系統(tǒng)》這門課程并不是講一個具體操作系統(tǒng)的代碼，如windows、dos，它講述的是計算機操作系統(tǒng)的原理，操作系統(tǒng)如何管理計算機的軟硬件資源。對于計算機專業(yè)的學生來說，學習操作系統(tǒng)有利于對計算機系統(tǒng)的理解，能夠更好的使用操作系統(tǒng)，使得學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行的性能。系統(tǒng)深入的學習計算機操作系統(tǒng)這門課程有利于對計算機系統(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(tǒng)軟件開發(fā)、設計、編程的能力。本文主要就計算機操作系統(tǒng)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(nèi)容較多，涉及面廣。

《計算機操作系統(tǒng)》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(nèi)容體系主要分為以下三個部分，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(tǒng)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(nèi)存的管理。操作系統(tǒng)對內(nèi)存的管理不只是體現(xiàn)在對物理內(nèi)存的管理，它同時還表現(xiàn)在對虛擬內(nèi)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(tǒng)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(tǒng)統(tǒng)歸為文件管理。文件包括計算機中所有的數(shù)據(jù)，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(tǒng)》課程涉及到的知識點多，內(nèi)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(xiàn)困難。

操作系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)到學生眼前。而且，操作系統(tǒng)各個模塊管理之間的聯(lián)系復雜，我們不可能設計實現(xiàn)一個操作系統(tǒng)。

（三）理論與實際脫節(jié)。

在實際的工作和學習過程中，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。我們教學過程中，教科書上的理論知識同應用的操作系統(tǒng)聯(lián)系在一起存在一定距離，使得理論與實際脫節(jié)。

三、改進方案

鑒于《計算機操作系統(tǒng)》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(zhì)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(tǒng)》實驗課程分為兩個部分：第一部分，基礎算法實現(xiàn)；第二部分，操作系統(tǒng)功能模擬。

（一）基礎算法實現(xiàn)

這部分的實驗課程跟隨課堂教學，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

實驗課程如果只是設置了第一部分，跟隨課堂實現(xiàn)經(jīng)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(tǒng)功能強大，各個模塊聯(lián)系緊密，學生在掌柜各個模塊的經(jīng)典算法的同時還應該熟悉各個模塊之間的聯(lián)系。因此，我們的實驗課程在第一部分基礎算法實現(xiàn)之后，安排了第二部分操作系統(tǒng)功能模擬，主要用于實現(xiàn)操作系統(tǒng)部分模塊功能的模擬實驗。

四、結論

計算機操作系統(tǒng)實驗教學是將理論和實踐相結合的過程。跟傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)實驗課程相比，我們把課程分為了兩個部分：基礎算法實現(xiàn)，把操作系統(tǒng)各個功能模塊中的經(jīng)典算法實現(xiàn)，首先讓同學掌握操作系統(tǒng)的基礎知識、基本原理；系統(tǒng)功能模擬，通過實驗將操作系統(tǒng)模塊聯(lián)系起來，更深切的體會到操作系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理計算機的功能。計算機操作系統(tǒng)實驗教學應滿足專業(yè)發(fā)展的實際需要，在教學過程中調(diào)動學生的學習積極性，提高學生發(fā)現(xiàn)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(chuàng)新點，從而達到培養(yǎng)學生在系統(tǒng)軟件開發(fā)方面的綜合能力，適應社會對具有獨立創(chuàng)新的高素質(zhì)人才的需求，推動高校計算機專業(yè)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(tǒng)[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(tǒng)”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(tǒng)》實驗教學的研究與實踐