Linux操作系統(tǒng)的教學(xué)與應(yīng)用

摘 要：為了滿足計算機專業(yè)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)《Linux操作系統(tǒng)》，本文就Linux操作系統(tǒng)的操作系統(tǒng)原理、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法及推廣應(yīng)用等幾方面進行了深入的闡述，提出了該系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)中，其課程內(nèi)容設(shè)置、現(xiàn)場教學(xué)和考核模式等方面將會得到更大的改善，同時也有助于提高學(xué)生獨立分析和解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：Linux操作系統(tǒng)；教學(xué)內(nèi)容設(shè)計；考核模式

中圖分類號：TP316.81

Linux操作系統(tǒng)是一個免費的操作系統(tǒng)，因為它的源代碼是開放的，所以自1991年誕生以來，得到了許多計算機愛好者們的共同維護和開發(fā)，已經(jīng)發(fā)展成為一款功能強大的操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)可以運行于多種硬件平臺之上，相比于Windows，Linux具有穩(wěn)定可靠、價格低廉、自主知識產(chǎn)權(quán)等優(yōu)勢，因此在移動通信、集群計算、嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

隨著人才市場對Linux系統(tǒng)管理和開發(fā)人員的需求越來越大，各高校也逐步意識到了培養(yǎng)Linux人才的緊迫性，所以針對計算機專業(yè)的大學(xué)生開設(shè)了Linux操作系統(tǒng)課程。相對于Windows操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)不僅具有良好的圖形界面，而且具有高效、方便的字符界面，但是由于Linux操作系統(tǒng)沒有被一般用戶廣泛接受，甚至有些計算機專業(yè)學(xué)生對Linux操作系統(tǒng)一無所知，這給Linux操作系統(tǒng)的教學(xué)和推廣帶來了一定的困難。

據(jù)《Linux操作系統(tǒng)》教材[1]以及講授課程的經(jīng)驗，以下介紹了一些教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、教學(xué)方法設(shè)計及教學(xué)應(yīng)用。

1 教學(xué)內(nèi)容的組織

Linux操作系統(tǒng)所涵蓋的基礎(chǔ)課程內(nèi)容[2]，如圖1所示。Linux操作系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容包含：操作系統(tǒng)原理、Linux操作系統(tǒng)使用和計算機網(wǎng)絡(luò)。下面分別進行闡述。

圖1 Linux操作系統(tǒng)涵蓋的主要基礎(chǔ)課程

1.1 操作系統(tǒng)原理。操作系統(tǒng)的內(nèi)容知識點多，涉及其他學(xué)科的內(nèi)容也多，不僅包含計算機硬件知識，還包括高級程序語言編程知識，尤其是計算機組成原理對學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)原理幫助很大，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)原理就是圍繞計算機硬件結(jié)構(gòu)理解和掌握操作系統(tǒng)的工作機制、設(shè)計和實現(xiàn)。操作系統(tǒng)的主要功能可分為五個模塊：（1）處理機管理。進程是操作系統(tǒng)原理中一個非常重要的概念，教學(xué)的目的是讓學(xué)生理解“進程是動態(tài)的，它是程序的一次執(zhí)行過程”，掌握進程控制、進程同步與互斥、進程通信、進程的調(diào)度與死鎖等；（2）存儲器管理。教師要帶領(lǐng)學(xué)生理解物理存儲和虛擬存儲的概念，要重點講解集中存儲管理方式。如連續(xù)分配方式、基本分頁存儲管理方式和基本分段存儲管理方式。這些內(nèi)容對于初學(xué)者來說比較抽象，教師可以結(jié)合Linux操作系統(tǒng)內(nèi)存管理實現(xiàn)來講解；（3）文件管理。主要包括文件結(jié)構(gòu)、文件目錄和目錄管理的內(nèi)容，教學(xué)中可以結(jié)合Linux操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)實例講解；（4）設(shè)備管理。重點安排I/O管理的內(nèi)容，理解I/O的控制方式、緩沖管理、設(shè)備分配及磁盤存儲器管理；（5）用戶接口。包括：聯(lián)機命令接口、Shell命令語言、系統(tǒng)調(diào)用、Unix系統(tǒng)調(diào)用以及圖形用戶接口，這部分內(nèi)容完全可以放到Linux操作系統(tǒng)使用來講。

1.2 Linux操作系統(tǒng)的內(nèi)容設(shè)置。Linux操作系統(tǒng)是一門內(nèi)容多、應(yīng)用性強的課程，合理安排教學(xué)內(nèi)容是有效開展教學(xué)的關(guān)鍵。（1）基礎(chǔ)篇：包含Linux簡介、Linux系統(tǒng)入門和shell與shell命令，通過對基礎(chǔ)篇的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握Linux入門知識，并且可以處理一般問題；（2）管理篇：包含用戶、組合密碼管理，Unix/Linux文件系統(tǒng)及管理，進程與任務(wù)或者作業(yè)管理，系統(tǒng)安裝、啟動與管理，設(shè)備管理，網(wǎng)絡(luò)管理與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；（3）編程與開發(fā)篇：包含shell編程和Linux系統(tǒng)的C編程，通過本篇的學(xué)習(xí)，可以為系統(tǒng)綜合管理和開發(fā)打下基礎(chǔ)，從而使學(xué)生的管理水平提升一個新的層次；（4）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用篇：重點介紹的是Linux的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

1.3 計算機網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。關(guān)于計算機網(wǎng)絡(luò)命令、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的內(nèi)容，即有關(guān)Linux網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包含DHCP服務(wù)器、FTP和TFTP服務(wù)器、telnet與ssh服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)資源共享服務(wù)器、Linux系統(tǒng)的安全、Internet接入與代理服務(wù)器、域名服務(wù)器DNS、郵件服務(wù)器sendmail和Web服務(wù)器Apache。Linux網(wǎng)絡(luò)管理部分也是Linux操作系統(tǒng)的一個應(yīng)用領(lǐng)域，如何配置網(wǎng)絡(luò)和配置各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，在教學(xué)過程中尤其重要。

另外，根據(jù)學(xué)生的特點合理安排課時。比如，對于計算機專業(yè)本科生，可以多講理論；對于專科生，則要以具體應(yīng)用為主。下面給出Linux操作系統(tǒng)的課時安排表（如表1）：

表1 Linux操作系統(tǒng)的課時安排表

2 Linux操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于教學(xué)中

2.1 應(yīng)用于現(xiàn)場教學(xué)。利用多媒體設(shè)備將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化成為生動的、可交互的和視聽媒體，使得我們的教學(xué)內(nèi)容直觀化，更有利于學(xué)生接受知識。Linux操作系統(tǒng)講解過程中涉及到很多命令，這些命令中伴有復(fù)雜的參數(shù)選項，教師在講授過程中一般采用現(xiàn)場命令操作方法進行講解，學(xué)生配合老師進行實踐練習(xí)。教師借助于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)連接到裝有Linux操作系統(tǒng)的服務(wù)器上，以自己的微機為虛擬終端訪問操作服務(wù)器，這樣就可以一邊進行多媒體演示，一邊進行Linux操作系統(tǒng)的現(xiàn)場操作演示。如用多媒體演示系統(tǒng)管理知識的教學(xué)，同時在服務(wù)器上進行設(shè)備、軟件和用戶的管理操作，這樣的教學(xué)方法形象直觀，有利于學(xué)生的記憶和學(xué)習(xí)。

2.2 應(yīng)用于對比教學(xué)。相對于Linux操作系統(tǒng)，學(xué)生對Windows操作系統(tǒng)頗為熟悉，而對Linux這樣一個免費、功能強大、性能穩(wěn)定的操作系統(tǒng)一開始了解甚少，教師在講解的過程中一定要本著“Linux和Windows在管理計算機硬件、軟件資源，合理組織計算機工作流程，為用戶提供良好的界面等方面是一致的，甚至在Linux系統(tǒng)中完成一個任務(wù)時，往往使用Shell命令比使用桌面更加高效快捷”的思想。在學(xué)習(xí)的過程中，可以將兩個操作系統(tǒng)對比進行學(xué)習(xí)。例如：在進行文件的復(fù)制時，Windows系統(tǒng)中需要打開幾個窗口，進行復(fù)制、粘貼操作，而在Linux操作系統(tǒng)中只需要一個命令就可以完成。

2.3 應(yīng)用于教學(xué)的考核模式。傳統(tǒng)的考試方法，大多數(shù)要求學(xué)生死記硬背。鑒于“Linux操作系統(tǒng)”課程的特點，注重考察學(xué)生實際動手能力為主要目標(biāo)，考核方式采用筆試和機試相結(jié)合的方式，筆試主要考查一些基本常識和概念，以及一些常用的命令。機試主要結(jié)合課程設(shè)計中的項目驅(qū)動。在機試中根據(jù)項目的完成情況考查學(xué)生的實踐動手能力。

3 結(jié)束語

隨著Linux操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展和社會的需求變化，《Linux操作系統(tǒng)》課程的教學(xué)內(nèi)容要不斷適應(yīng)市場需求，教學(xué)過程中不僅要計算機專業(yè)的學(xué)生掌握一定的操作系統(tǒng)理論知識，而且要有一定的實踐動手能力，結(jié)合《Linux操作系統(tǒng)》教材的體會和講授《Linux操作系統(tǒng)》課程的經(jīng)驗，提出了對該課程的教學(xué)方法的改進。然而，計算機專業(yè)研究方向日益增多，側(cè)重點也有所不同，本文闡述了Linux操作系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容、設(shè)置、教學(xué)及應(yīng)用等方法，希望對Linux操作系統(tǒng)課程的教學(xué)工作有所幫助。

參考文獻：

[1]邵國金.Linux操作系統(tǒng)（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]項順伯，柯文德，陳曉龍.Linux操作系統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置[J].計算機教育，2012（23）：67-70.

作者簡介：張娜（1980-），女，河南商水人，專職教師，講師，博士，研究方向：模式識別與智能系統(tǒng)。

作者單位：河南城建學(xué)院 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，河南平頂山 467036