操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告精選(九篇)

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第1篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)質(zhì)量;應(yīng)用型本科

1操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

“操作系統(tǒng)”課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,本課程的學(xué)習(xí)目的是讓學(xué)生掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理、設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)[1-2],為今后在相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“操作系統(tǒng)”課程必不可少的環(huán)節(jié),我們不僅要設(shè)置實(shí)驗(yàn),而且還要重視實(shí)驗(yàn),使其很好地輔助課堂教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量直接影響學(xué)生的就業(yè)機(jī)會(huì)和工程實(shí)踐能力[3]。德國教育家第斯多惠曾經(jīng)說過:“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授的本領(lǐng),而在于激勵(lì)、喚醒和鼓舞。”而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)就是培養(yǎng)學(xué)生的好奇心和求知欲,幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,并通過實(shí)驗(yàn)過程找到解決問題的方法和途徑。

2現(xiàn)狀與存在的問題

操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性使我們有足夠的理由要教好這門課,但是在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生要真正完成好操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容卻并不是十分容易的事情。下面從專業(yè)培養(yǎng)方案的定位、前導(dǎo)課程

影響、選用操作系統(tǒng)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控等方面進(jìn)行分析。

2.1應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)方案的定位

長期以來,我國計(jì)算機(jī)專業(yè)教育帶有濃厚的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究型人才培養(yǎng)色彩,與應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的“理論夠用,注重實(shí)踐”的特點(diǎn)不太相符。國家教育部強(qiáng)調(diào)對(duì)不同院校不同層次的學(xué)生要采取分類指導(dǎo)的原則,應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)類學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)既懂得計(jì)算機(jī)專業(yè)的理論知識(shí),又掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能的高級(jí)應(yīng)用人才。對(duì)此問題的研究,我們課程組在文獻(xiàn)[4-5]中已進(jìn)行過論述,特別需要說明的是我們課程組負(fù)責(zé)人范輝教授參加了由教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)組織的全國高校操作系統(tǒng)課程研究與資源建設(shè)項(xiàng)目,并在其中承擔(dān)了應(yīng)用型本科操作系統(tǒng)課程的部分研究與建設(shè)工作,使我校的應(yīng)用型本科操作系統(tǒng)的課程建設(shè)起到了很好的示范作用。

2.2前導(dǎo)課程的影響

“操作系統(tǒng)”的前導(dǎo)課程有“程序設(shè)計(jì)語言”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“計(jì)算機(jī)組成原理”和“匯編語言”等,它的后續(xù)課程包括“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”、“數(shù)據(jù)庫原理”和“編譯原理”等計(jì)算機(jī)學(xué)科的重要課程,如圖1

作者簡介:孫述和(1966-),男,山東煙臺(tái)人,副教授,碩士,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、圖像處理;謝青松(1965-),男,副教授,碩士,研究方向?yàn)樗惴ǚ治雠c設(shè)計(jì)、信息安全技術(shù);董付國(1977-),男,山東聊城人,講師,碩士,研究方向?yàn)閿?shù)字圖像處理、信息安全;杜萍(1981-),女,山東青島人,講師,碩士,研究方向?yàn)榛诮巧脑L問控制。

所示。大部分學(xué)生在學(xué)任何一門課之初都比較認(rèn)真,主觀上有較強(qiáng)烈的學(xué)好這門課的愿望,但是隨著課程的日益深入,課程特征不斷顯露,特別是“操作系統(tǒng)”這門課本身的理論性較強(qiáng)且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)前導(dǎo)課的依賴性很大,從而打擊了一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,甚至有一部分學(xué)生因前導(dǎo)課程學(xué)習(xí)較差而放棄了操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)作業(yè)的完成,從而影響了課堂學(xué)習(xí)甚至包括后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

圖1 “操作系統(tǒng)”的前導(dǎo)與后續(xù)課程

2.3選用的實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)

由于操作系統(tǒng)課程本身的原因,使得操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境較難選擇。大部分教材以Unix系統(tǒng)為實(shí)例,而Unix的安裝成本又較貴,不太適宜用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)。而傳統(tǒng)的Windows操作系統(tǒng)的大部分源代碼未公開,具有一定的局限性和不透明性。所以,我們選用Linux作為主要的實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)。但是,由于大部分學(xué)生之前都沒有接觸過Linux,并且還都非常熟悉Windows系統(tǒng),思維定勢(shì)難免會(huì)給Linux的認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)帶來一定的難度。

2.4實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控

從目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況來看,各個(gè)學(xué)校對(duì)評(píng)價(jià)工作都較為重視,但存在著只重結(jié)果而忽視過程以及考核方式不科學(xué)等問題。由于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)資源不斷豐富,在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或設(shè)計(jì)代碼部分存在抄襲現(xiàn)象,這部分學(xué)生雖然提交了實(shí)驗(yàn)報(bào)告,成績也不錯(cuò),但實(shí)際上,卻沒有掌握相關(guān)的知識(shí)。如何在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控,合理利用網(wǎng)絡(luò)資源,避免抄襲,使學(xué)生能夠既掌握知識(shí)又鍛煉能力,這為我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的難題。

3提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的對(duì)策與方法

筆者結(jié)合自己近幾年的教學(xué)實(shí)踐,就“操作系統(tǒng)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的上述問題,從以下3個(gè)方面談?wù)勛约旱捏w會(huì)。

3.1化難為易,從主觀和客觀兩方面進(jìn)行引導(dǎo)

(1) 在學(xué)習(xí)的主動(dòng)性方面,潛移默化地消除學(xué)生的畏難情緒。

① 在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課上多下功夫。通過實(shí)例告訴學(xué)生操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)在現(xiàn)在的學(xué)習(xí)和今后工作中的重要性,使學(xué)生從純粹學(xué)好課程的想法變?yōu)橛心康男缘膶W(xué)習(xí)。例如,從考研和就業(yè)的角度,強(qiáng)調(diào)編程能力和動(dòng)手能力的重要性,并結(jié)合前導(dǎo)課程如“高級(jí)程序設(shè)計(jì)”中的線程等相關(guān)內(nèi)容加以說明。

② 結(jié)合教師和前面學(xué)生的經(jīng)驗(yàn),介紹操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的方法和特征,以及可能遇到的困難,讓學(xué)生針對(duì)自身的學(xué)習(xí)情況,提前準(zhǔn)備和查閱前導(dǎo)課程的相關(guān)內(nèi)容,做到心中有數(shù)。同時(shí),把一些好的學(xué)習(xí)技巧傳授給學(xué)生,讓學(xué)生知道怎么學(xué)、怎么做。

③ 在后面的實(shí)驗(yàn)課上,單純地強(qiáng)調(diào)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重要性的意義已經(jīng)不大,教師應(yīng)在每一次布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)的時(shí)候,有意識(shí)的從應(yīng)用及工程實(shí)踐角度,用案例的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加以多角度描述,從而使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒓ぐl(fā)學(xué)習(xí)興趣。

(2) 在客觀上,化難為易,有針對(duì)性地解決學(xué)生的學(xué)習(xí)難題。

① 分層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求,如表1所示將學(xué)生粗略分為高中低3個(gè)層次。

表1學(xué)生層次分類

層次前導(dǎo)課程

掌握情況學(xué)習(xí)興趣與

學(xué)習(xí)目的人數(shù)

第一層次基礎(chǔ)知識(shí)

非常扎實(shí)學(xué)習(xí)興趣非常強(qiáng)烈一小部分

(

第二層次基礎(chǔ)知識(shí)穩(wěn)固學(xué)習(xí)目的明確絕大部分

(>80%)

第三層次基礎(chǔ)知識(shí)較差學(xué)習(xí)興趣不高一小部分

(

對(duì)不同層次學(xué)生,有針對(duì)性地分析并提出解決方案,以幫助他們提高,如表2所示。

表2按層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求

層次針對(duì)性分析及解決方案

第一層次多加鼓勵(lì)及肯定,并結(jié)合其興趣點(diǎn)推薦學(xué)習(xí)資料,引導(dǎo)自學(xué),可在后面的團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)中委以重任。

第二層次按照既定的實(shí)驗(yàn)要求和目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排。

第三層次放棄部分選做實(shí)驗(yàn),適量延長必做實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí),以彌補(bǔ)前導(dǎo)課程的不足并強(qiáng)化必做實(shí)驗(yàn)。

② 提供參考程序,幫助學(xué)生快速入門。這個(gè)方法主要是針對(duì)第三層次和第二層次的一小部分前導(dǎo)課程學(xué)習(xí)效果不好的學(xué)生而言的。我們以實(shí)驗(yàn)“進(jìn)程調(diào)度模擬程序設(shè)計(jì)”為例進(jìn)行說明。

例1:進(jìn)程調(diào)度模擬程序設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深對(duì)進(jìn)程概念和進(jìn)程調(diào)度算法的理解。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:(a)給出進(jìn)程調(diào)度的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法描述;

(b) 用C語言設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)n個(gè)并發(fā)進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度的程序,每個(gè)進(jìn)程由一個(gè)進(jìn)程控制塊結(jié)構(gòu)表示;

(c) 調(diào)度程序應(yīng)當(dāng)包含兩種不同的調(diào)度算法,運(yùn)行時(shí)可以任選一種,以利于分析和比較;

(d) 程序應(yīng)能顯示或打印各種進(jìn)程狀態(tài)和參數(shù)變化情況,便于觀察。

實(shí)驗(yàn)參考方案:對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^編程加深對(duì)進(jìn)程概念和算法的理解,對(duì)算法的理解是重點(diǎn),而非編程本身。我們給編程確實(shí)有困難的學(xué)生,提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)參考框架,并在此基礎(chǔ)上基本實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)優(yōu)先算法,只留下一些涉及到該算法核心思想的代碼讓學(xué)生自己填空,最后重點(diǎn)考察學(xué)生在此框架基礎(chǔ)上自己編寫的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,對(duì)于絕大部分基礎(chǔ)較好的學(xué)生,我們還是建議程序框架也要自己搭建。

③ 我們還可以多鼓勵(lì)學(xué)生充分合理利用網(wǎng)絡(luò)資源,如果有某些疑問或未解決的問題可以自己到網(wǎng)絡(luò)上尋找答案或到一些論壇上參與討論,增加自己學(xué)習(xí)和豐富操作系統(tǒng)知識(shí)的途徑。

3.2由淺入深,多角度多層次學(xué)習(xí)掌握Linux系統(tǒng)

我們選擇Linux做為實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng),由于大部分學(xué)生之前都沒有接觸過它,所以做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該從易到難,一步步的來操作,如圖2所示。

圖2Linux系統(tǒng)學(xué)習(xí)階段示意圖

我們的方法是首先熟悉Linux簡單操作的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),包括基本的應(yīng)用級(jí)實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)管理級(jí)實(shí)驗(yàn)。在這一階段,可以引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)熟悉的Windows操作系統(tǒng)的相關(guān)功能,對(duì)比學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)的功能,如表3所示。

表3操作系統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)列表

序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容LinuxWindows

1系統(tǒng)安裝√√

2系統(tǒng)的用戶接口和編程界面√√

3系統(tǒng)的界面認(rèn)識(shí)(窗口系統(tǒng)、文件管理和系統(tǒng)管理工具等)√√

4使用U盤√√

5屏蔽Windows桌面上的“回收站”√

6觀察注冊(cè)表內(nèi)容√

其次,在熟悉操作系統(tǒng)的基本操作與環(huán)境之后,進(jìn)入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)階段,編程模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的某些功能模塊,如表4所示。

表4Linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)列表

序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(對(duì)應(yīng)算法或命令)必做選做

1進(jìn)程調(diào)度模擬程序設(shè)計(jì)(動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法)√

2頁面置換模擬程序設(shè)計(jì)(OPT、FIFO、LRU)√

3文件系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)(login、dir、read、open、close等)√

最后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難度較大,但很有意義,也很有意思的源代碼閱讀級(jí)實(shí)驗(yàn),這部分內(nèi)容建議學(xué)生分組協(xié)作完成?？蛇x內(nèi)容有很多,例如進(jìn)程創(chuàng)建、內(nèi)存分配、系統(tǒng)安全性、磁盤驅(qū)動(dòng)、文件的讀或?qū)?、虛擬文件系統(tǒng)、idle進(jìn)程等,每組學(xué)生可自主選題,最后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,由團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一提交。表5所示是我們2008～2009年度第二學(xué)期學(xué)生源代碼閱讀級(jí)實(shí)驗(yàn)分組情況匯總。

表5源代碼閱讀級(jí)實(shí)驗(yàn)分組情況列表

序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是否團(tuán)隊(duì)人數(shù)/組

1進(jìn)程創(chuàng)建√9

2內(nèi)存分配√10

3文件的讀或?qū)憽?

4虛擬文件系統(tǒng)√10

5網(wǎng)絡(luò)傳輸√10

6設(shè)備管理√10

3.3改進(jìn)考核方式,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控

要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控,保證操作系統(tǒng)課程的教學(xué)質(zhì)量,我們對(duì)傳統(tǒng)的只提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)考核方法從如下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐:

(1) 提高實(shí)驗(yàn)成績?cè)谧罱K課程成績中所占比例(如圖3所示),引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

圖3 提高實(shí)驗(yàn)成績比例示意圖

(2) 對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的成績?cè)u(píng)定,應(yīng)

在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上,綜合多種形式進(jìn)行考核量化。我們的方法是在實(shí)驗(yàn)過程中,不定時(shí)抽查部分學(xué)生的程序,并有針對(duì)性的提問和討論,保證一學(xué)期每個(gè)學(xué)生至少有一次提問的機(jī)會(huì),按回答情況進(jìn)行打分。團(tuán)隊(duì)形式的綜合性實(shí)驗(yàn)還要求組長提交任務(wù)分配情況以及個(gè)人完成情況,將協(xié)作能力、資料分析能力等納入考核指標(biāo)。

4結(jié)束語

我?！安僮飨到y(tǒng)”(應(yīng)用型本科)從2004年被評(píng)為“校級(jí)精品課程”和2006年被評(píng)為“山東省省級(jí)精品課程”以來,在更新教學(xué)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、加強(qiáng)教學(xué)梯隊(duì)建設(shè)與教材建設(shè)、改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段、加強(qiáng)素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才等方面不斷進(jìn)行探索與實(shí)踐,已開始顯現(xiàn)初步成效。近年來,我校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在山東省軟件設(shè)計(jì)大賽、學(xué)生科研立項(xiàng)、考研錄取率、畢業(yè)生就業(yè)率等諸多方面的成績穩(wěn)步攀升。總之,要讓學(xué)生學(xué)好“操作系統(tǒng)”、做好操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,還需要我們不斷在教學(xué)實(shí)踐中加以發(fā)現(xiàn)和總結(jié)。我們將不斷努力,逐步完善操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,在改革中探索、提高,培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會(huì)需要的應(yīng)用型人才。

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第2篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);計(jì)算機(jī)專業(yè)師范生;課堂教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1引言

2007年3月5日國務(wù)院總理在政府工作報(bào)告中指出,在教育部直屬師范大學(xué)實(shí)行師范生免費(fèi)教育。這意味著,近代中國在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)實(shí)行的師范生免費(fèi)教育制度,如今將重新返回大學(xué)校園。自2007年秋季入學(xué)起,教育部直屬6所師范大學(xué):北京師范大學(xué)、東北師范大學(xué)、華東師范大學(xué)、華中師范大學(xué)、西南大學(xué)和陜西師范大學(xué)開始招收生免費(fèi)師范生。華中師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系已經(jīng)招收了07級(jí)和08級(jí)2屆計(jì)算機(jī)專業(yè)的免費(fèi)師范生,一共約200人,以后還會(huì)繼續(xù)招收。由于計(jì)算機(jī)專業(yè)不像中文、數(shù)學(xué)、英語等專業(yè)那樣原來就是師范專業(yè),有現(xiàn)成的針對(duì)師范生的授課大綱和經(jīng)驗(yàn),這些學(xué)生的課程如何設(shè)置成了一個(gè)亟待研究解決的問題。

“操作系統(tǒng)原理”課程是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)的必修課程,又是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本原理、基本概念;了解操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法;學(xué)會(huì)使用常用的操作系統(tǒng);而且要求學(xué)生能夠理解和實(shí)現(xiàn)簡單的相關(guān)算法。這門課程的內(nèi)容和教學(xué)方法針對(duì)師范生如何調(diào)整,是本文要說明的主要內(nèi)容。

2針對(duì)師范生的“操作系統(tǒng)”課程的問題

2.1課程的地位問題

毋庸置疑,在原來的教學(xué)體系中,“操作系統(tǒng)”課程處于專業(yè)課的核心地位,是極為重要的專業(yè)必修課,但是對(duì)于畢業(yè)后要從事中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的師范生來說,這門課程的地位如何?這需要從分析中小學(xué)對(duì)信息技術(shù)教師的基本要求入手,為此筆者分析了國家制定的高中初中和小學(xué)的信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn),并訪問了一些中小學(xué)的信息技術(shù)教師。

我國在中小學(xué)對(duì)學(xué)生信息技術(shù)教育的目標(biāo)主要是激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的興趣,使學(xué)生能掌握某些技術(shù)的運(yùn)用,并鼓勵(lì)創(chuàng)新。

初中和小學(xué)的信息技術(shù)課程的基本要求有:

(1) 了解計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

(2) 能利用因特網(wǎng)有效獲取信息,解決實(shí)際問題。

(3) 能使用文字處理、繪畫、電子表格等簡單軟件表達(dá)想法。

(4) 能運(yùn)用常用遠(yuǎn)程通訊工具進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。

高中信息技術(shù)課程包括必修與選修兩個(gè)部分,共六個(gè)模塊。必修部分只有“信息技術(shù)基礎(chǔ)”一個(gè)模塊,選修部分包括“算法與程序設(shè)計(jì)”、“多媒體技術(shù)應(yīng)用”、“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”、“數(shù)據(jù)管理技術(shù)”和“人工智能初步”五個(gè)模塊,信息技術(shù)課程各模塊之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由此可見我國中小學(xué)的信息技術(shù)教育是以計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用為主,在高中包括C或Java語言編程、Dreamware、Photoshop等多媒體工具的使用、Access數(shù)據(jù)庫的使用等,以使用工具為主,同時(shí)包含簡單的理論知識(shí)。

筆者還采訪了一些中小學(xué)的信息技術(shù)教師,他們普遍認(rèn)為中小學(xué)信息技術(shù)教師由于學(xué)科的特殊性,不可能像其他專業(yè)的教師那樣只完成教學(xué)任務(wù),而是要做很多與計(jì)算機(jī)有關(guān)的工作,如校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)、網(wǎng)站的制作;競賽培養(yǎng)如NOI競賽;為其他專業(yè)教師做教學(xué)比賽的課件;學(xué)校硬件維護(hù),如功能教室、多媒體教室、電視臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)教室等設(shè)備維護(hù)。這使中小學(xué)對(duì)信息技術(shù)的教師要求很高,要求教師知識(shí)面廣,有很強(qiáng)的應(yīng)用能力,并有一定的專長。

據(jù)此可以了解“操作系統(tǒng)”課程雖然不是師范生以后要講授的課程,但仍然十分重要。在中小學(xué)的信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中一般都要講解Windows系統(tǒng)的使用,師范生通過學(xué)習(xí)“操作系統(tǒng)”課程能夠更好地理解和運(yùn)用Windows系統(tǒng);師范生需要做學(xué)校各種設(shè)備的維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù),了解各種操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和管理方式對(duì)他們有所幫助;同時(shí),師范生要有較好的程序設(shè)計(jì)能力,能為學(xué)校構(gòu)建小的應(yīng)用或演示系統(tǒng),學(xué)習(xí)“操作系統(tǒng)”課程能使他們更好地理解系統(tǒng)調(diào)用,提高編程能力。因此,“操作系統(tǒng)”課程仍然是重要的專業(yè)必修課。

2.2課時(shí)的調(diào)整問題

由于“操作系統(tǒng)”課程的內(nèi)容非常豐富,涉及理論和實(shí)驗(yàn),課時(shí)量較大,我系原來的課時(shí)是72學(xué)時(shí)/學(xué)期,即每周4節(jié)課。并且在下一個(gè)學(xué)期安排“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”課程,使學(xué)生有時(shí)間完成幾個(gè)大的操作系統(tǒng)試驗(yàn),如進(jìn)程的調(diào)度和演示、文件系統(tǒng)的模擬和演示等,使學(xué)生能夠通過編程模擬實(shí)現(xiàn)部分操作系統(tǒng)的功能從而進(jìn)一步加深對(duì)操作系統(tǒng)原理的認(rèn)識(shí),提高動(dòng)手編程的能力。即便如此還是有很多學(xué)生反映課時(shí)太少,授課時(shí)有些地方講解得不夠詳細(xì),例子不夠多,編程時(shí)有很多困難等等。

由于師范生必須學(xué)習(xí)許多學(xué)校規(guī)定的師范類專修的課程,如教師口語(普通話),教師書法,心理學(xué)基礎(chǔ),教育學(xué)基礎(chǔ),現(xiàn)代教育技術(shù)等,計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)時(shí)間有限,必須減少課程,壓縮課時(shí)。因此“操作系統(tǒng)”課程改成54學(xué)時(shí)/學(xué)期,即每周3節(jié),增加了18個(gè)課時(shí)的上機(jī)試驗(yàn)課時(shí),但減掉了“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”課程,這樣就把2門課程合在一起上了。考慮到“操作系統(tǒng)”課程開始就講授理論基礎(chǔ),沒有涉及到實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,于是上機(jī)試驗(yàn)課時(shí)間定在第9周之后開始,每周2節(jié)。

2.3課程內(nèi)容的調(diào)整問題

我系原來使用的教材是陳向群主編的《操作系統(tǒng)原理(第二版)》一書,這是一本經(jīng)典的操作系統(tǒng)教材,主要特點(diǎn)是對(duì)操作系統(tǒng)的基本原理闡述清楚,并能發(fā)反映一些較新的成果和發(fā)展方向,同時(shí)非常注重操作系統(tǒng)的課程實(shí)踐,在每一章中都加入了對(duì)Linux系統(tǒng)和Windows Server2003系統(tǒng)的分析。其中對(duì)Linux系統(tǒng)的分析非常詳細(xì),如存儲(chǔ)管理一章分析Linux系統(tǒng)的內(nèi)存管理,分析了Linux系統(tǒng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、頁表管理、頁面的分配回收、地址映射等內(nèi)容,配有相關(guān)的圖表和代碼,使學(xué)生很快從操作系統(tǒng)的理論進(jìn)入到實(shí)際,并產(chǎn)生了閱讀相關(guān)的Linux代碼、通過修改部分代碼編譯自己的操作系統(tǒng)的興趣,學(xué)習(xí)效果很好。由于師范生在每一屆的人數(shù)不到一百人,筆者認(rèn)為暫時(shí)沒有必要更換教材。但這本教材的內(nèi)容很多,由于課時(shí)的壓縮,必須對(duì)授課內(nèi)容有所刪減,具體修改如下:

(1) 減掉了第2章操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境。因?yàn)橹伴_設(shè)的計(jì)算機(jī)組成原理課程已經(jīng)講授了這些知識(shí),不需要再作介紹。

(2) 減掉了第8章死鎖。死鎖是操作系統(tǒng)中一個(gè)很重要的概念,但一些基本概念可以放在進(jìn)程管理中的進(jìn)程的同步和互斥中介紹,這一章的內(nèi)容比較深,學(xué)生不容易理解。

(3) 減掉了第9章操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于課程針對(duì)師范生,他們主要從事教學(xué)和簡單的編程、應(yīng)用,一般不會(huì)從事操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì),故減掉了這一章。

(4) 減掉了第10章操作系統(tǒng)安全。這一章實(shí)際上內(nèi)容很多,在幾個(gè)課時(shí)內(nèi)講授沒有很好的效果,因此被刪除。

有些章節(jié)的內(nèi)容還有一些調(diào)整,如在第6章文件系統(tǒng)中去掉了文件系統(tǒng)的性能問題和文件系統(tǒng)的可靠性小節(jié),把文件系統(tǒng)的使用放在實(shí)驗(yàn)課中等等。

3教學(xué)方法的改革

由于課時(shí)限制,必須在比原來更短的時(shí)間內(nèi)教授“操作系統(tǒng)”課程的內(nèi)容并使學(xué)生能很好地掌握,同時(shí)希望培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造性,為他們以后的教學(xué)工作做出表率,筆者研究改革了教學(xué)方法。

3.1對(duì)課堂教學(xué)的改革

課堂教學(xué)是教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié),傳統(tǒng)教學(xué)方發(fā)重演繹、推理、按部就班,教師花很長的時(shí)間講授,但學(xué)生不一定理解,束縛了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力。筆者注重培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法和良好的自學(xué)能力,采用了以下方法。

(1) 注重案例教學(xué)方法?！安僮飨到y(tǒng)”課程理論比較枯燥難懂,筆者摒棄了過去只注重書本內(nèi)容的教授方式,采用分析案例的方法,促使學(xué)生從實(shí)際出發(fā),運(yùn)用理論知識(shí)分析問題。在授課中用Linux作為實(shí)例講解效果非常好,由于Linux的源代碼是公開的,并且用C語言和匯編語言實(shí)現(xiàn),講解時(shí)可以把一部分源代碼拿出來進(jìn)行分析。比如講進(jìn)程時(shí),PCB的概念很重要,但又比較抽象,這時(shí)可以把PCB的源代碼拿出來作為案例講解。學(xué)生通過分析源代碼,能很快理解PCB的概念,否則教師可能花費(fèi)很長時(shí)間講解學(xué)生還是似懂非懂。對(duì)處理機(jī)調(diào)度、內(nèi)存管理、系統(tǒng)調(diào)用、中斷處理等內(nèi)容的講解也都可以先找好的案例進(jìn)行分析,對(duì)學(xué)生幫助很大。

(2) 在課堂中穿插提問。提問是教師與學(xué)生交流的重要手段,但在大學(xué)授課中常常因?yàn)榘嗌蠈W(xué)生很多、課時(shí)緊、學(xué)生反應(yīng)不積極等原因,教師很少提問。其實(shí)提問是學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的反饋,也是學(xué)生參與教學(xué)的一種方式,能很好的提高教學(xué)效果。筆者把提問成績作為學(xué)生的平時(shí)成績,迫使學(xué)生認(rèn)真思考所提問題,跟上課程進(jìn)度,同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生廣泛閱讀相關(guān)資料,深入思考,提出問題。對(duì)能提出有深度的問題的學(xué)生實(shí)行加分鼓勵(lì),學(xué)生通過課程網(wǎng)站、電子郵件等提出和回答的問題也一樣計(jì)為平時(shí)成績,盡量使所有學(xué)生都至少有一次回答問題的成績,作為期末成績的重要參考。課堂提問雖然會(huì)占用時(shí)間,但好的問題能引起學(xué)生深入思考,又能使老師了解教學(xué)效果,及時(shí)調(diào)整進(jìn)度,改進(jìn)教學(xué)方法。

(3) 要求學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。由于課時(shí)有限,課程進(jìn)度較快,這需要學(xué)生課前預(yù)習(xí),從而能更好的理解課堂內(nèi)容。筆者在每次課前會(huì)提出一兩個(gè)小問題,答案都在課本中,以檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,在每次課后會(huì)展望下次課的內(nèi)容,方便學(xué)生預(yù)習(xí)。在每一章上完還會(huì)提供一些參考資料,包括一些相關(guān)網(wǎng)站、原來學(xué)生的報(bào)告、相關(guān)論文等,需要學(xué)生課后復(fù)習(xí),在后一次上課時(shí)隨機(jī)抽查學(xué)生介紹自己看過并感興趣的內(nèi)容,上講臺(tái)做一個(gè)小報(bào)告,這種方式培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力,調(diào)動(dòng)了他們的積極性,活躍了課堂氣氛。

3.2對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

實(shí)驗(yàn)是“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié),通過實(shí)踐學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)是最佳的學(xué)習(xí)途徑,但由于課時(shí)原因不得不對(duì)原來的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有所壓縮。筆者開設(shè)的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原因如下。

(1)Linux操作系統(tǒng)的使用。由于師范生工作后一般會(huì)做學(xué)校的校園網(wǎng)、實(shí)驗(yàn)室等設(shè)備的維護(hù)工作,可能用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和一些設(shè)備中的Linux系統(tǒng)是學(xué)生應(yīng)該掌握的。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生熟練使用Linux系統(tǒng)的圖形界面和命令語句,了解系統(tǒng)的文件結(jié)構(gòu)、用戶接口等。

(2) 分析Linux操作系統(tǒng)的源代碼。閱讀并理解操作系統(tǒng)的源代碼是學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種重要方法,學(xué)生可通過分析某個(gè)具體的系統(tǒng)較快地掌握操作系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想。筆者選擇的教材的最大特點(diǎn)就是每一章中都在最后一節(jié)分析了Linux和Windows系統(tǒng)的相應(yīng)管理方法,這部分內(nèi)容很多,沒有時(shí)間全部在課堂上講授,因此安排在實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生分析其中的Linux代碼,總結(jié)出對(duì)應(yīng)的模塊功能。

(3) 模擬實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的某些功能。學(xué)生通過為對(duì)操作系統(tǒng)中的一些典型算法的模擬實(shí)現(xiàn),能更好地掌握操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理,使學(xué)到的理論知識(shí)形象化、具體化。筆者要求學(xué)生完成進(jìn)程調(diào)度、作業(yè)調(diào)度、存儲(chǔ)器管理中的命中率問題和文件管理的算法的模擬演示。學(xué)生需要選擇其中的一個(gè)算法編程實(shí)現(xiàn)并提供良好的界面演示算法的運(yùn)行過程,這使學(xué)生能更好的認(rèn)識(shí)操作系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)理。模擬所需的算法、主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序流程圖都由教師提供,涉及的軟硬件資源和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是自建的,這樣簡化了實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠在較短的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)在教師的指導(dǎo)下完成編程實(shí)驗(yàn),而不是因?yàn)樘y無從下手而放棄,能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果。

3.3對(duì)考核方式的改革

考核方式是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)方式,是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要參照物。在“操作系統(tǒng)”課程中,面對(duì)單調(diào)抽象的理論知識(shí),上機(jī)試驗(yàn)以提高學(xué)生的能力尤為重要。所以筆者改變了傳統(tǒng)的卷面考核辦法,將總評(píng)成績改為卷面成績占50%,實(shí)驗(yàn)成績占50%。同時(shí),實(shí)驗(yàn)課的考核要詳細(xì)化、規(guī)范化。由于試驗(yàn)是分組進(jìn)行的,每組交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告,給一個(gè)成績,應(yīng)該對(duì)小組各個(gè)成員有所區(qū)分,實(shí)驗(yàn)評(píng)分時(shí)要求小組提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)按各人的貢獻(xiàn)排名,組長排在第1位有5%的加分,組員的成績按權(quán)值遞減,分別是100%,98%,95%。這樣避免了原來只是由個(gè)別能力強(qiáng)的組員完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),有些組員沒有參與的問題,使評(píng)分更加合理。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考核包括上機(jī)演示、上機(jī)時(shí)提問和實(shí)驗(yàn)報(bào)告3部分,各占試驗(yàn)成績的40%、30%和30%。每組都有10分鐘的提問時(shí)間,提出的問題包括整體的設(shè)計(jì)思想、對(duì)開發(fā)工具的了解、用到的一些函數(shù)或變量的意義、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)某個(gè)功能的修改等等,這樣能檢查出學(xué)生是否是從別人或網(wǎng)上得到的試驗(yàn)程序,得出充分客觀的評(píng)分。

3.4充分利用網(wǎng)絡(luò)資源

筆者所在課程組開發(fā)了操作系統(tǒng)精品課程網(wǎng)站,網(wǎng)站上有所有的教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、教學(xué)視頻錄像等課程內(nèi)容;提供其它好的操作系統(tǒng)課件、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的例子、Linux分析資料等很多有用的資源下載;還包括網(wǎng)上答疑、在線考試和提交作業(yè)等特色功能。學(xué)生可以在網(wǎng)站論壇上提問,教師能實(shí)時(shí)做出解答。在線考試系統(tǒng)能自動(dòng)抽取教師定義的試題庫中的試題,組成一份試卷,并在學(xué)生答完后評(píng)分并給出正確的答案(目前試題庫中只有客觀題)。教師能夠在線布置作業(yè)、批改作業(yè)并統(tǒng)計(jì)成績。這種方式提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率,加強(qiáng)了師生之間、學(xué)生之間的交流與合作,并能及時(shí)向教師反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,為課程教學(xué)提供了有力保障。

4結(jié)束語

計(jì)算機(jī)專業(yè)的師范生還是個(gè)新事物,這些學(xué)生該如何培養(yǎng)值得我們探討。我們培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該能滿足現(xiàn)在各地中小學(xué)對(duì)信息技術(shù)教師的要求,又要有一定的前瞻性,能滿足學(xué)生以后考研的需要。對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)大綱和各門課程的教學(xué)計(jì)劃都要認(rèn)真研究,使我們的學(xué)生有好的理論知識(shí)和應(yīng)用技術(shù),能盡量滿足社會(huì)各方面的需要。筆者根據(jù)自己的理解和實(shí)踐,談了自己對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)師范生的“操作系統(tǒng)”課程的內(nèi)容調(diào)整和對(duì)課程的授課、實(shí)驗(yàn)、考核方式的調(diào)整。這門課程已經(jīng)上過一輪,學(xué)生反應(yīng)很好,在學(xué)時(shí)壓縮的情況下學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況和原來一致,達(dá)到了課程要求。并且學(xué)生能積極地提出自己的想法,關(guān)注相關(guān)的新技術(shù)新發(fā)展,這說明課程促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展,培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)和創(chuàng)新能力。

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第3篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞: 操作系統(tǒng)教學(xué)改革創(chuàng)新人才

1.引言

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心,是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性并重的核心主干課程,其課程教學(xué)直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?，F(xiàn)有的操作系統(tǒng)教材偏向于理論,內(nèi)容抽象、過時(shí),在操作系統(tǒng)的教學(xué)中存在偏理論輕實(shí)驗(yàn)或局限于算法的模擬實(shí)驗(yàn),教學(xué)手段單一,因此難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)的局限,筆者根據(jù)課程特點(diǎn),從教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)等幾方面進(jìn)行教學(xué)改革,取得了一定的成效。

2.操作系統(tǒng)的發(fā)展與創(chuàng)新

操作系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)硬件與軟件的發(fā)展而發(fā)展的。從早期的控制程序到管理程序(初級(jí)操作系統(tǒng)),再從管理程序發(fā)展為操作系統(tǒng);從作業(yè)到進(jìn)程,再到線程;從單道獨(dú)占到多道并發(fā);從查詢I/O到中斷,再從中斷到DMA,從DMA到通道,改革創(chuàng)新貫穿整個(gè)發(fā)展過程。

創(chuàng)新是民族進(jìn)步的靈魂,創(chuàng)新性人才培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的最高境界。大學(xué)作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地,在整個(gè)培養(yǎng)過程中,應(yīng)始終堅(jiān)持以創(chuàng)新為本。操作系統(tǒng)的發(fā)展過程就是一個(gè)創(chuàng)新的鮮活實(shí)例,因此,在操作系統(tǒng)的教學(xué)過程中教師應(yīng)將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)課程的教學(xué)始終。

3.講義編寫的改革

針對(duì)當(dāng)前教材過時(shí)、重理論輕實(shí)驗(yàn)等局限,筆者采取了課程組自編講義,在教學(xué)過程中不斷更新完善,講義和參考教材并用的方法。

教師應(yīng)在充分吸納現(xiàn)有教材精華的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),最新的理論、技術(shù)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境,有重點(diǎn)、有選擇地編寫講義,以適應(yīng)教師教和學(xué)生學(xué)。講義的編寫應(yīng)做到:第一,內(nèi)容新穎。教師應(yīng)摒棄傳統(tǒng)操作系統(tǒng)教材中過時(shí)的知識(shí),代之以現(xiàn)代操作系統(tǒng)中普遍采用的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。例如,摒棄作業(yè)和作業(yè)管理內(nèi)容,強(qiáng)化進(jìn)程、線程、進(jìn)程管理和線程管理內(nèi)容。學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容與實(shí)際使用的操作系統(tǒng)相一致,可調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,提高教學(xué)效果。第二,目標(biāo)明確,重點(diǎn)突出?；诖髮W(xué)教育應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)三者辯證統(tǒng)一的目標(biāo),教師把編寫的重點(diǎn)放在基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法上,這樣才能提高學(xué)生的理論素養(yǎng)和分析問題、解決問題的能力。與此同時(shí),教師應(yīng)注重向?qū)W生介紹最新的技術(shù)和方法,以拓展學(xué)生的知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí)。第三,科學(xué)性與通俗性相結(jié)合。教師對(duì)概念、原理與技術(shù)的闡述要力求準(zhǔn)確、精煉;對(duì)抽象的理論要力求用生動(dòng)形象的實(shí)例加以說明,盡量通俗易懂、深入淺出、圖文并茂,變抽象為具體,以便于學(xué)生理解。第四,精心設(shè)計(jì)習(xí)題。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,精心設(shè)計(jì)習(xí)題,既要有概念原理的理解與鞏固型習(xí)題,又要有設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)習(xí)題,突出理論與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。第五,以講義為主線,參考教材為補(bǔ)充。在每一章的講義中,在突出重點(diǎn)的同時(shí),教師應(yīng)對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)推薦相關(guān)閱讀材料,重點(diǎn)推薦1―2本中文教材和1―2本英文教材作為講義的必要補(bǔ)充。英文原版教材更新速度快,理論、技術(shù)和概念新,有些是由操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者直接撰寫的,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生直接閱讀英文原版教材,領(lǐng)悟操作系統(tǒng)真諦,提高學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)創(chuàng)新熱情。

4.教學(xué)手段的改革

傳統(tǒng)的教學(xué)手段單一,理論與實(shí)際脫節(jié),“灌輸式”教學(xué)方式強(qiáng)調(diào)“授魚”,而忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)和提高,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,致使學(xué)生缺乏對(duì)操作系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)興趣,難以掌握操作系統(tǒng)原理的精髓,因此積極探索形式多樣的教學(xué)方式具有十分重要的意義。

教學(xué)手段改革的目的就是要轉(zhuǎn)變“授魚”為“授漁”,提高學(xué)生自身的綜合素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。圍繞教學(xué)大綱,教師應(yīng)采用多元化的教學(xué)手段:傳統(tǒng)的課堂教學(xué)、多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、雙語教學(xué)、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上答疑、BBS論壇、操作系統(tǒng)資源網(wǎng)站、工程研發(fā)等。

教師可采用以下教學(xué)方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。第一,啟發(fā)式與互動(dòng)式教學(xué)。教師可根據(jù)課程內(nèi)容,分別采用:教師主講、師生互動(dòng),學(xué)生報(bào)告、師生互動(dòng)與教師總結(jié);分組討論與師生互動(dòng),分組辯論及教師評(píng)判等方式。教師應(yīng)增加學(xué)生參與互動(dòng)的機(jī)會(huì),變被動(dòng)參與為主動(dòng)參與,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。為了提高教學(xué)效率和教學(xué)效果,教師需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容精心挑選,有效地組織和充分地準(zhǔn)備。第二,借助多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高教學(xué)效果。教師應(yīng)利用形式多樣的多媒體表現(xiàn)形式,將抽象的概念和原理以生動(dòng)形象的圖形、動(dòng)畫等形式展現(xiàn)出來,變抽象為具體,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師可采用網(wǎng)絡(luò)輔助手段,利用網(wǎng)絡(luò)課件、網(wǎng)絡(luò)作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)測(cè)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)答疑、電子郵件和案例設(shè)計(jì)等多種手段提高交流和互動(dòng)的機(jī)會(huì)。第三,重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高創(chuàng)新能力。教師應(yīng)設(shè)計(jì)多層次實(shí)驗(yàn),包括基礎(chǔ)理論模擬實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)。教師可將課內(nèi)、課外結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生組成興趣小組,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和合作精神。第四,拓展課外教學(xué),直接參與科研。教師可鼓勵(lì)和推薦學(xué)生參與教師的科研,或到企業(yè)參加操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)工作,提高學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。

5.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)與提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

在操作系統(tǒng)的教學(xué)中存在重視理論教學(xué)而輕視實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)象,這使很多學(xué)生誤以為操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)就是記憶知識(shí)點(diǎn),缺乏學(xué)習(xí)興趣,不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)原理的理解,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,因此教師在操作系統(tǒng)課程教學(xué)過程中應(yīng)采用分階段、分層次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)體系,全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

本課程的實(shí)踐教學(xué)分為三個(gè)階段、四種類型,即課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和專業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)階段,體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)、理論驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)四種類型。筆者在教學(xué)過程中同步進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)與課程教學(xué),以體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)和理論驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主。體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生熟悉目前的主流操作系統(tǒng),如Unix、Linux和Windows等。筆者在體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)置了系統(tǒng)安裝、配置、命令使用和系統(tǒng)調(diào)用等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)了其對(duì)理論學(xué)習(xí)的熱情。理論驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生加深對(duì)課程中理論原理和算法的理解,主要包括處理器調(diào)度、虛擬存儲(chǔ)管理、磁盤驅(qū)動(dòng)調(diào)度、文件管理、進(jìn)程同步、死鎖檢測(cè)與解除等驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)作為一門獨(dú)立的實(shí)踐性課程開設(shè),筆者將其安排在操作系統(tǒng)課程結(jié)束后進(jìn)行,以綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)為主,輔以創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際操作系統(tǒng)的綜合分析、方案設(shè)計(jì)和操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。筆者重點(diǎn)分析開源Linux系統(tǒng)內(nèi)核源代碼并設(shè)計(jì)出相關(guān)系統(tǒng)模塊,培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,為系統(tǒng)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。對(duì)專業(yè)設(shè)計(jì),筆者安排在四年級(jí)的第一學(xué)期,以創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)為主,目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)是結(jié)合教師的科研項(xiàng)目,以項(xiàng)目的方式下達(dá)和管理,沒有固定方法。筆者要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)書的要求,利用軟件工程的設(shè)計(jì)方法,自行進(jìn)行需求分析、擬定項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)方案并組織實(shí)施,從而體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)性和工程性,培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造性思維能力。

為了達(dá)到預(yù)期的效果,教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)步驟和考核內(nèi)容及指標(biāo)進(jìn)行精心組織和準(zhǔn)備,嚴(yán)格管理。對(duì)綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn),教師應(yīng)鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生積極討論,相互合作,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)及時(shí)檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果,必要時(shí)引導(dǎo)學(xué)生尋找更好的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師應(yīng)要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中的討論,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查,以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量和編程代碼質(zhì)量評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績。

6.結(jié)語

培養(yǎng)創(chuàng)新人才是大學(xué)的重要使命。以創(chuàng)新內(nèi)容為核心的操作系統(tǒng)課程的教學(xué)理所當(dāng)然地肩負(fù)著創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,教師通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)的改革,能達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。根據(jù)上述改革思路,筆者經(jīng)過多年的教學(xué)改革實(shí)踐取得了明顯效果,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。在江蘇大學(xué)的操作系統(tǒng)課程的教學(xué)改革中,有多名學(xué)生發(fā)表了操作系統(tǒng)方面的學(xué)術(shù)論文,取得了相關(guān)的發(fā)明專利,多次在信息安全等全國性競賽中獲獎(jiǎng)。

參考文獻(xiàn):

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[3]宋廣華,段健平,李善平.邊學(xué)邊干,教研結(jié)合[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2006,28,(5):1-3.

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第4篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞：Linux內(nèi)核 嵌入式操作系統(tǒng) 教學(xué)方法

文章編號(hào)：1672-5913(2011)18-0029-04 中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

基金項(xiàng)目：北航研究生院精品課程項(xiàng)目(201010)；軟件開發(fā)環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(SKLSDE-2009KF-2-0X)。

隨著嵌入式系統(tǒng)中處理器性能和內(nèi)存容量的快速提高，Linux在智能手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信以及多媒體娛樂設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外高校也對(duì)嵌入式相關(guān)課程進(jìn)行了探索[1-2]。

針對(duì)軟件學(xué)院高層次工程化創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合國家Linux技術(shù)培訓(xùn)與推廣中心的建設(shè)，我們?cè)谇度胧讲僮飨到y(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容中融入Linux的新概念、新技術(shù)，以就業(yè)需求為導(dǎo)向，系統(tǒng)而全面地進(jìn)行了課程的教改研究和建設(shè)。

當(dāng)然，作為實(shí)用操作系統(tǒng)，將Linux系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，也有很多問題需要討論和探索，如龐大的代碼量，繁雜的基礎(chǔ)概念和應(yīng)用工具等。針對(duì)這些困難，文獻(xiàn)[3-4]進(jìn)行分析并給出了一些嘗試方案。

基于我們?cè)谙嚓P(guān)課程中的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累，結(jié)合國內(nèi)外針對(duì)Linux教學(xué)已經(jīng)取得的成果，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套具有自己特色的課程體系和實(shí)施方案。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，不僅可采用實(shí)例方式對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組成原理等核心專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行深入系統(tǒng)地拔高，而且可強(qiáng)化C語言編程能力和UNIX平臺(tái)的系統(tǒng)開發(fā)能力，學(xué)會(huì)以“系統(tǒng)”的觀點(diǎn)來看待嵌入式系統(tǒng)的組成，理清軟件和硬件之間的相互依賴關(guān)系，為將來從事嵌入式軟件的研發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 課程群的發(fā)展歷程

北航軟件學(xué)院自2004年起為一年級(jí)研究生和高年級(jí)本科生開設(shè)“Linux內(nèi)核分析與實(shí)踐”課程(該課程2009年得到教育部-英特爾精品課程項(xiàng)目支持)，最初強(qiáng)調(diào)對(duì)操作系統(tǒng)本身原理(即內(nèi)核機(jī)制、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)和設(shè)備管理等部分)的理解。在經(jīng)過一輪授課實(shí)踐后，相當(dāng)部分學(xué)生反映對(duì)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)有相當(dāng)困難。認(rèn)真分析后，我們結(jié)合軟件學(xué)院承擔(dān)的北航“國家Linux技術(shù)培訓(xùn)與推廣中心”的建設(shè)任務(wù)，引入了Novell公司的SUSE Linux的使用和系統(tǒng)管理課程，并另外增加了Linux環(huán)境下應(yīng)用程序設(shè)計(jì)內(nèi)容，用于解決學(xué)生Linux基礎(chǔ)知識(shí)不足的問題。我們發(fā)現(xiàn)根本原因是由于這些學(xué)生不具備Linux的相關(guān)基本概念和使用經(jīng)驗(yàn)，在直接學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)時(shí)，出現(xiàn)了知識(shí)斷檔。課改的實(shí)施旨在改善課程的教學(xué)效果。

嵌入式操作系統(tǒng)是該專業(yè)一年級(jí)研究生第二學(xué)期的專業(yè)限選課程，該課程和上述兩門Linux相關(guān)的課程相互結(jié)合，強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可定制等特點(diǎn)，緊密結(jié)合實(shí)際就業(yè)需求，在課程中設(shè)置內(nèi)核移植、硬件驅(qū)動(dòng)和中斷并發(fā)內(nèi)核機(jī)制等跟硬件平臺(tái)相關(guān)且實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容，并通過μCOSII原理的對(duì)比，來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)中相關(guān)概念的掌握和理解。

綜合以上課程群的內(nèi)容，驅(qū)動(dòng)程序與內(nèi)核的學(xué)習(xí)是相互促進(jìn)的，即先學(xué)習(xí)一些簡單的驅(qū)動(dòng)程序的知識(shí)，有利于對(duì)內(nèi)核相關(guān)原理的學(xué)習(xí)。反過來，對(duì)內(nèi)核知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，也是進(jìn)行高級(jí)驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的前提。這樣做的好處是，不僅強(qiáng)調(diào)驅(qū)動(dòng)程序?qū)W習(xí)的重要性，而且重視相關(guān)的內(nèi)核原理對(duì)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的相關(guān)性，將課程定位于培養(yǎng)高端的嵌入式系統(tǒng)實(shí)用人才，

結(jié)合以上教改內(nèi)容，可以總結(jié)出自頂向下和自底向上相結(jié)合的課程學(xué)習(xí)路線圖，在自頂向下部分，通過對(duì)Linux基本使用和應(yīng)用編程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可由Linux外部使用特性對(duì)內(nèi)核相關(guān)機(jī)制形成一些感性認(rèn)識(shí)。在自底向上部分，通過首先學(xué)習(xí)一種硬件平臺(tái)，包括一些基本接口及其驅(qū)動(dòng)，學(xué)生可對(duì)硬件提供的對(duì)內(nèi)核的支撐機(jī)制有個(gè)初步了解。

在具備上下兩方面的基礎(chǔ)后，再逐步從應(yīng)用需求和資源管理兩種角度引入操作系統(tǒng)內(nèi)核的功能需求，通過內(nèi)核相關(guān)實(shí)現(xiàn)將上層的應(yīng)用接口和下層的硬件原理銜接起來。這種知識(shí)的組織結(jié)構(gòu)既符合內(nèi)核設(shè)計(jì)的原則，也有利于學(xué)生將平臺(tái)開發(fā)和計(jì)算機(jī)組成知識(shí)融合起來。

2 課程內(nèi)容與實(shí)施

鑒于嵌入式操作系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)繁雜、涉及面廣、相互之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)從而造成學(xué)習(xí)時(shí)難于入門的特點(diǎn)，基于對(duì)實(shí)際開源操作系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)方式的分析和對(duì)比，我們確定了“理論和實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)課程‘邊界’知識(shí)點(diǎn)，關(guān)注并及時(shí)融入新技術(shù)”的課程內(nèi)容設(shè)置原則。

2.1 課堂講授內(nèi)容

課程首先介紹嵌入式操作系統(tǒng)的基本功能和發(fā)展歷程，總結(jié)嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)。然后，講述實(shí)時(shí)系統(tǒng)的相關(guān)概念，包括臨界區(qū)、可重入、同步和任務(wù)切換等內(nèi)容。

課程內(nèi)容基于i386處理器，但在涉及硬件細(xì)節(jié)時(shí)一般會(huì)適當(dāng)對(duì)比ARM平臺(tái)，并考慮64位結(jié)構(gòu)對(duì)內(nèi)核的影響。課堂講授的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)還包括Linux的模塊編程、進(jìn)程管理、內(nèi)核機(jī)制(如中斷和下半部、時(shí)鐘和定時(shí)器、多處理器和內(nèi)核同步等基礎(chǔ)機(jī)制)、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備管理和驅(qū)動(dòng)開發(fā)等部分。各知識(shí)點(diǎn)相應(yīng)的部分，通常都會(huì)與μCOSII的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行適當(dāng)對(duì)比。由于內(nèi)容和細(xì)節(jié)繁多，且相互之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，所以在課堂上只選擇講授各大部分中關(guān)鍵和基礎(chǔ)性的知識(shí)點(diǎn)，而對(duì)于具體細(xì)節(jié)等需要深入學(xué)習(xí)的部分則通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行涵蓋。在具體內(nèi)容組織時(shí)采用“理論與實(shí)踐”的組織方式，即首先針對(duì)各相關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(分為源代碼分析和動(dòng)手編碼兩類)，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容確定課堂上的講授內(nèi)容。

嵌入式操作系統(tǒng)處于硬件與應(yīng)用程序之間，這決定了學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)時(shí)存在一些“邊界”知識(shí)。比如，編譯鏈接時(shí)的地址重定位、硬件的支撐機(jī)制、內(nèi)核的啟動(dòng)過程等。盡管這些知識(shí)不屬于核心知識(shí)點(diǎn)，但它們是完整理解核心知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)，因此需要在課程講授時(shí)明確指出。

對(duì)于軟硬件領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，如虛擬化、多核等與操作系統(tǒng)內(nèi)核密切相關(guān)的一些新技術(shù)，在課程中也會(huì)適當(dāng)解釋。

2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

為適應(yīng)不同基礎(chǔ)和能力的學(xué)生，我們?cè)O(shè)計(jì)了分層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，形式上分為源代碼閱讀分析和上機(jī)實(shí)驗(yàn)兩大類。

2.2.1 源代碼閱讀分析

源代碼閱讀分析實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)是使學(xué)生深入理解Linux或μCOSII操作系統(tǒng)的核心工作機(jī)制，并熟悉內(nèi)核代碼的組織方式和編程風(fēng)格。這類實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容涉及內(nèi)核的啟動(dòng)、內(nèi)存映射、進(jìn)程的創(chuàng)建、打開文件、信號(hào)量的實(shí)現(xiàn)等。

要求學(xué)生選擇2項(xiàng)以上的題目進(jìn)行分析，并完成分析報(bào)告。報(bào)告的內(nèi)容包括所選內(nèi)容的技術(shù)背景和應(yīng)用價(jià)值、所使用的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、具體實(shí)現(xiàn)時(shí)函數(shù)的調(diào)用關(guān)系，并對(duì)各函數(shù)的基本功能進(jìn)行說明。報(bào)告最后還要求從操作系統(tǒng)原理的角度對(duì)所選擇技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及可能存在的改進(jìn)方法進(jìn)行分析。

2.2.2 上機(jī)實(shí)驗(yàn)

上機(jī)實(shí)驗(yàn)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生C語言和系統(tǒng)平臺(tái)的編程能力，并對(duì)課堂和源代碼閱讀所學(xué)習(xí)的原理進(jìn)行驗(yàn)證式或創(chuàng)造式的動(dòng)手技能訓(xùn)練。這類實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容包括內(nèi)核的編譯與安裝、模塊編程與管理、為內(nèi)核增加一種新的同步對(duì)象[5]、共享內(nèi)存和內(nèi)存映射文件、字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及復(fù)雜設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等，內(nèi)容的設(shè)置在涵蓋主要原理的同時(shí)，兼顧實(shí)際就業(yè)時(shí)的技能需求。

2.3 教學(xué)實(shí)施

作為以動(dòng)手能力培養(yǎng)為目標(biāo)的課程，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，但同時(shí)也重視教師的引導(dǎo)作用。本課程綜合運(yùn)用以下多種教學(xué)方法和手段，以達(dá)到高層次工程化創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

1) 課堂專題討論。針對(duì)操作系統(tǒng)各部分知識(shí)相關(guān)性強(qiáng)，不易理清的特點(diǎn)，在課堂上給出一些引導(dǎo)性的問題，讓學(xué)生分組進(jìn)行討論。老師根據(jù)各組的討論情況進(jìn)行相應(yīng)的引導(dǎo)，從而使學(xué)生在討論的過程中將各相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整理、組合，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的

2) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師引導(dǎo)小組討論。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師定期組織其指導(dǎo)的學(xué)生小組進(jìn)行討論，依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和項(xiàng)目文檔對(duì)其中存在的難題進(jìn)行解答并展開討論，對(duì)一些有爭議的話題進(jìn)行引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散型思考，以提高其創(chuàng)新能力。

3) 綜合考評(píng)方式。采用源代碼分析論文(25%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(25%)和期末筆試(50%)相結(jié)合的考核方式。源代碼分析論文強(qiáng)調(diào)學(xué)生從分析獲得的個(gè)人體會(huì)，實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力和代碼規(guī)范性，而筆試則全部采用簡答題形式，注重對(duì)概念與具體實(shí)現(xiàn)方式的理解與對(duì)接。

4) 現(xiàn)代教學(xué)手段的運(yùn)用。針對(duì)課程中的一些重要內(nèi)容，制作相關(guān)的圖形、動(dòng)畫或視頻，以增強(qiáng)教學(xué)效果。利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境展開教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的及時(shí)溝通和交流，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主性。

3 課程特色

1) 針對(duì)課程特點(diǎn)，合理組織教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)該課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)繁雜，涉及面廣，相互之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)從而造成學(xué)習(xí)時(shí)難于入門的特點(diǎn)，本課程采用兩種實(shí)際的軟件硬件平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)相對(duì)比的方式進(jìn)行教學(xué)，以場(chǎng)景的形式對(duì)進(jìn)程創(chuàng)建和切換、虛存映射等操作系統(tǒng)核心知識(shí)進(jìn)行組織，有利于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。另外，為了使學(xué)生理解操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序運(yùn)行的來龍去脈，增加了(動(dòng)態(tài))連接、系統(tǒng)的引導(dǎo)和啟動(dòng)、可執(zhí)行文件的格式和組成等“邊界”內(nèi)容。

2) 明確課程目標(biāo)，注意理清同時(shí)涉及軟硬件的概念之間的關(guān)系。作為軟硬件密切結(jié)合的嵌入式系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)的深入學(xué)習(xí)離不開對(duì)硬件平臺(tái)的深入理解。但很多技術(shù)，比如中斷處理、地址綁定等概念，操作系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)都需要依賴于處理器提供的支持才能實(shí)現(xiàn)。因此，在講述這類知識(shí)點(diǎn)時(shí)，強(qiáng)調(diào)哪些是硬件的技術(shù)，哪些是軟件的技術(shù)。這種做法非常有利于學(xué)生理解硬件中有哪些技術(shù)是為了操作系統(tǒng)的存在而設(shè)計(jì)的，操作系統(tǒng)中有哪些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是為了在多種硬件平臺(tái)上“通用”而設(shè)計(jì)的，從而達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型高級(jí)“系統(tǒng)”設(shè)計(jì)人才的目的。

3) 強(qiáng)調(diào)實(shí)用技能，采用源代碼分析和編程實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)踐形式。為了達(dá)到高效運(yùn)行的設(shè)計(jì)目的，操作系統(tǒng)的源代碼通常設(shè)計(jì)得非?！熬馈?，因此可作為編程能力培養(yǎng)的經(jīng)典范例來使用。而上機(jī)編程實(shí)驗(yàn)，則需學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)原理和編程技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種系統(tǒng)功能，因此強(qiáng)調(diào)實(shí)際動(dòng)手技能的培養(yǎng)。這種代碼分析與上機(jī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，真正做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的培養(yǎng)模式。

4 結(jié)語

以上教改的實(shí)施顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，通過學(xué)生反饋的課程評(píng)估結(jié)果及其就業(yè)表現(xiàn)驗(yàn)證了課程建設(shè)的有效性。

我們深知，課程的建設(shè)和改進(jìn)沒有止境，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法需要根據(jù)教學(xué)效果的反饋不斷地進(jìn)行循環(huán)優(yōu)化。希望能通過進(jìn)一步借鑒國內(nèi)外同行的寶貴經(jīng)驗(yàn)，把我們的教學(xué)水平提高到一個(gè)新的層面。

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Application of Linux Kernel in Embedded Operating System Course Teaching

YUAN Cangzhou, LÜ Weifeng, KANG Yimei, SONG You, SHEN Xueping, WANG Huafeng, ZHAO Heng

(Software College, Beihang University, Beijing 100191, China )

第5篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞： 嵌入式系統(tǒng) ARM μC/OS-Ⅲ

引言

嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)很寬泛的概念，我們一般將以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為嵌入式系統(tǒng)。近十年來，隨著當(dāng)前各行各業(yè)對(duì)單片機(jī)能力的要求越來越高，如主頻高、功耗低、外設(shè)多、互連方便、支持操作系統(tǒng)等，嵌入式處理器市場(chǎng)正在32位化，ARM芯片以其高性價(jià)比取代51芯片成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新寵，同時(shí)μC/OS-Ⅲ嵌入式操作系統(tǒng)因源碼獲取方便成為嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)的首選對(duì)象。

在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：（1）學(xué)生拘泥于嵌入式軟硬件知識(shí)細(xì)節(jié)，不能從嵌入式產(chǎn)品的系統(tǒng)層面和設(shè)計(jì)過程中整體地動(dòng)態(tài)地了解、理解和掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)；（2）學(xué)生太過依賴學(xué)院實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的嵌入式實(shí)驗(yàn)箱或自己購買的嵌入式開發(fā)板，不敢或很少嘗試設(shè)計(jì)并制作自己的嵌入式開發(fā)板；（3）學(xué)生對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)了解有限，忽視相關(guān)開發(fā)工具的使用與掌握。

本文將從嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)板DIY（Do It Yourself）開始，探索課程實(shí)驗(yàn)板DIY自主實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法，嘗試通過適當(dāng)?shù)倪m度的DIY實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)，訓(xùn)練學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和有限的成本下制作自己的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)一步自主探索學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)知識(shí)的興趣。

1.研究目標(biāo)與關(guān)鍵問題

1.1研究目標(biāo)

依據(jù)《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)內(nèi)容，研究課程實(shí)驗(yàn)板DIY教學(xué)方法，制定課程實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊(cè)，指導(dǎo)學(xué)生逐步DIY自主制作自己的課程實(shí)驗(yàn)板，讓學(xué)生在實(shí)踐課程實(shí)驗(yàn)板DIY過程中親身領(lǐng)會(huì)并掌握嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方法，并最終基于ARM Cortex-M3微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-III搭建嵌入式系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)，完成課程實(shí)驗(yàn)并定制特色功能。

1.2關(guān)鍵問題

（1）如何讓學(xué)生快速設(shè)計(jì)、投板、焊接并調(diào)試自己的ARM實(shí)驗(yàn)板，并且時(shí)間和成本可控。

（2）如何讓學(xué)生在自己的ARM實(shí)驗(yàn)板上主動(dòng)探索來完成課程實(shí)驗(yàn)，并且及時(shí)總結(jié)相關(guān)問題和對(duì)應(yīng)的解決方案。

2.《嵌入式系統(tǒng)》DIY實(shí)踐

借助當(dāng)前便利的電路板PCB制作與生產(chǎn)工藝，在課程實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊(cè)幫助下，指導(dǎo)學(xué)生逐步完成課程實(shí)驗(yàn)板DIY實(shí)踐。

值得一提的是，當(dāng)前電路板PCB打樣雙面板價(jià)格50元/款起，尺寸大小10cm*10cm以內(nèi)，完全滿足課程實(shí)驗(yàn)板制作要求。

2.1實(shí)踐任務(wù)布置

在《嵌入式系統(tǒng)》授課之初，強(qiáng)調(diào)嵌入式系統(tǒng)課程實(shí)踐的重要性，引導(dǎo)學(xué)生思索如何動(dòng)手實(shí)踐。然后課程設(shè)計(jì)任務(wù)，要求自己動(dòng)手制作ARM最小系統(tǒng)板，運(yùn)行μC/OS-III操作系統(tǒng)，滿足課程各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求，定制開發(fā)自己的特色功能。

說清楚兩個(gè)限制：（1）必須使用ARM Cortex-M3微處理器和μC/OS-Ⅲ實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；（2）必須在一學(xué)期內(nèi)完成（大約3個(gè)月）并且成本可控（100元左右）。

2.2實(shí)驗(yàn)板硬件制作

針對(duì)選定微處理器芯片（如ARM STM32F103），提供課程實(shí)驗(yàn)板原理圖，僅涉及最小系統(tǒng)板硬件（包括ARM芯片、晶振、SWD調(diào)試、USB供電模塊）和課程實(shí)驗(yàn)所需硬件支持（包括基于GPIO的LED和KEY，以及UART模塊）。芯片管腳全部基于排線引出，便于學(xué)生后續(xù)的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。考慮到學(xué)生可能初次進(jìn)行PCB制版，因此實(shí)驗(yàn)板PCB圖提供半成品，完成最后的布線。

當(dāng)然，學(xué)生完全可以部分或全部修改實(shí)驗(yàn)板原理圖和PCB圖，前提是學(xué)生必須有電路板制版經(jīng)歷。強(qiáng)烈建議初學(xué)者不要做太多的修改，而是完成剩下的PCB布線，并投板、焊板，進(jìn)而編程與調(diào)試。

本階段計(jì)劃時(shí)間兩周，可階段驗(yàn)收成果為：（1）絲印學(xué)生姓名的PCB空板；（2）焊接完成的ARM實(shí)驗(yàn)板。

2.3實(shí)驗(yàn)板程序練習(xí)

實(shí)驗(yàn)板程序分為兩部分，本著簡單易學(xué)和循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)原則，依據(jù)《嵌入式系統(tǒng)》課程教學(xué)內(nèi)容，僅涉及LED、KEY和UART三個(gè)常見外設(shè)，訓(xùn)練內(nèi)容包括ARM裸板程序和操作系統(tǒng)程序兩部分，下表僅列舉部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在此過程中，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)性，可以實(shí)行一定的獎(jiǎng)勵(lì)措施，如通過額外的平時(shí)分鼓勵(lì)學(xué)生，將在硬件制作與軟件編程實(shí)踐過程中遇到的問題和對(duì)應(yīng)的解決辦法記錄下來，并通過教師確認(rèn)后集中給各位學(xué)生以參考。

本階段時(shí)間持續(xù)整個(gè)學(xué)期，可階段驗(yàn)收成果為課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.4特色功能實(shí)現(xiàn)

學(xué)生通過在ARM實(shí)驗(yàn)板硬件基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能模塊，基于μC/OS-III任務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)自己的特色功能，如紅外測(cè)距、溫濕度采集、小車控制等，并完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括：（1）課程設(shè)計(jì)簡述，闡述目的、內(nèi)容和意義；（2）需求分析，闡述功能需求、技術(shù)指標(biāo)、設(shè)計(jì)約束；（3）總體方案設(shè)計(jì)，涉及系統(tǒng)框圖、功能框圖、業(yè)務(wù)流程圖等；（4）硬件設(shè)計(jì)，涉及硬件框圖、器件選型、模塊電路圖等；（5）軟件設(shè)計(jì)，涉及軟件框圖、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、核心模塊流程圖等；（6）系統(tǒng)測(cè)試，包括測(cè)試目的、測(cè)試步驟、測(cè)試結(jié)果、結(jié)果分析；（7）附錄，主要包括擴(kuò)展的功能原理圖和關(guān)鍵代碼。

本階段時(shí)間為學(xué)期的最后兩周，可階段驗(yàn)收成果為課程設(shè)計(jì)實(shí)物和報(bào)告。

結(jié)語

經(jīng)過近三年的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)實(shí)踐，初步形成一套比較完整的自主實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)板DIY指導(dǎo)手冊(cè)，已成功指導(dǎo)百余名學(xué)生制作自己的ARM實(shí)驗(yàn)板，并實(shí)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的特色功能。

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第6篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

本文將主要談?wù)撐覀円劳卸嗝襟w等教學(xué)手段和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)搭建的多元立體化教學(xué)平臺(tái)，在操作系統(tǒng)教學(xué)中的一些探索和體會(huì)及教學(xué)效果。 

一、理論課講授：在建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，化被動(dòng)接受知識(shí)為主動(dòng)探索未知 

（一）多以實(shí)例剖析抽象概念和理論 

操作系統(tǒng)的功能即為用戶程序提供抽象和管理計(jì)算機(jī)資源，因此《操作系統(tǒng)》課程的抽象概念是需要重點(diǎn)講解和分析的，是含混不清的一般性敘述？還是通過解析某個(gè)特定實(shí)例？我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)后一種方式效果要好。 

（二）注意理論聯(lián)系實(shí)踐，循循善誘 

在課程講授過程中，盡可能的用身邊的客觀問題做實(shí)例，讓學(xué)生更好的理解相關(guān)的概念和算法。例如：在介紹頁面置換算法時(shí)，以新進(jìn)商品（頁面）要放入到超市貨架（內(nèi)存）為例說明當(dāng)貨架滿時(shí)將哪件商品換出合適。FIFO算法忽略了商品自身的重要性，因此FIFO算法并不合理。然后引導(dǎo)學(xué)生綜合考慮進(jìn)入超市的先后和重要性（即最近是否有顧客瀏覽或者購買該商品）的置換算法（第二次機(jī)會(huì)頁面置換算法）會(huì)比較合理。接下來又拋出第二次機(jī)會(huì)算法經(jīng)常要在鏈表中移動(dòng)頁面降低了效率的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考更好的辦法，也就是把頁面保存在循環(huán)鏈表中，即時(shí)鐘頁面置換算法。如此，從生活的例子入手，一步一步引導(dǎo)學(xué)生思考，既可以加深對(duì)頁面置換算法的理解又可以增加課堂氣氛的活躍。無形中學(xué)生成為知識(shí)獲取的主體，可以進(jìn)一步引導(dǎo)其提出其它教材中未提到的頁面置換算法，從而為后續(xù)的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)踐奠定理論基礎(chǔ)。 

（三）善用比喻類比和動(dòng)畫 

操作系統(tǒng)課程中有一些晦澀的理論和算法，直接講解很容易停留在抽象層面。此時(shí)采用恰當(dāng)?shù)谋扔?、類比或形象的?dòng)畫，學(xué)生會(huì)比較容易理解和消化。而對(duì)于一些操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和管理的算法的描述則可以借助Flash動(dòng)畫直觀而形象，學(xué)生表示很受用。此外，吸引學(xué)生參與到相關(guān)Flash動(dòng)畫制作工作當(dāng)中，將激發(fā)起極大學(xué)習(xí)興趣和積極性。 

（四）習(xí)題講解同步，并引入實(shí)際操作系統(tǒng)平臺(tái)案例分析 

每講完一個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)就輔助一定習(xí)題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽思考，勇敢出錯(cuò)。然后針對(duì)學(xué)生出的典型錯(cuò)誤，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)剖析，讓學(xué)生對(duì)抽象理論有深刻的理解并學(xué)會(huì)拿來解決實(shí)際問題。對(duì)于核心知識(shí)點(diǎn)，引入具體操作系統(tǒng)平臺(tái)案例深入分析，讓學(xué)生可以觸及進(jìn)程管理、內(nèi)存分配機(jī)制等內(nèi)核，使學(xué)生對(duì)研究開發(fā)嵌入式系統(tǒng)、交互系統(tǒng)等有了清晰認(rèn)知。 

二、實(shí)踐教學(xué)改革：強(qiáng)調(diào)實(shí)踐出真知，同時(shí)強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量，實(shí)現(xiàn)知識(shí)和能力互長 

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的“切入點(diǎn)”。實(shí)踐教學(xué)的廣泛性和立體性使其在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力過程中具有不可替代的作用。我們?cè)跅盍炔扇?ldquo;重基礎(chǔ)、重實(shí)踐、重創(chuàng)新的多方位教學(xué)模式”啟發(fā)下，根據(jù)獨(dú)立學(xué)院的實(shí)際學(xué)情，提出了以實(shí)驗(yàn)（包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)）和項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)為核心的實(shí)踐教學(xué)模式，確保實(shí)踐內(nèi)容的可操作性和連貫性、漸進(jìn)性。 

（一）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：以一個(gè)具體的操作系統(tǒng)（Linux）為例進(jìn)行與課程知識(shí)點(diǎn)直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，如基于Linux命令的進(jìn)程創(chuàng)建，讓學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)馬上進(jìn)行實(shí)踐操作，有利于知識(shí)的鞏固和洞察操作系統(tǒng)的具體行為，進(jìn)而深入理解操作系統(tǒng)的精髓。 

（二）設(shè)計(jì)性仿真實(shí)驗(yàn)：與具體平臺(tái)無關(guān)，如銀行家算法模擬，重點(diǎn)在于通過實(shí)驗(yàn)掌握核心算法，并為后續(xù)的綜合性實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)做準(zhǔn)備。 

（三）綜合性實(shí)驗(yàn)：引入開源的Linux系統(tǒng)內(nèi)核分析，布置對(duì)內(nèi)核進(jìn)行修改的綜合性實(shí)驗(yàn)，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的興趣和主動(dòng)性，又訓(xùn)練學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力。 

（四）項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)：最后在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生在開源代碼基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的小型操作系統(tǒng)，從而大大提升應(yīng)用實(shí)踐能力。 

此外，實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)了若干思考題，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)相關(guān)理論，以進(jìn)一步提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。并針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)和能力的參差不齊，提出了分層次教學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求分為最高目標(biāo)和最低要求，規(guī)定所有學(xué)生必須都完成最低要求內(nèi)容，而對(duì)達(dá)到最高目標(biāo)的學(xué)生有加分獎(jiǎng)勵(lì)。為實(shí)現(xiàn)新形式下應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，協(xié)同合作能力培養(yǎng)不可或缺，在實(shí)踐教學(xué)上體現(xiàn)在：在上機(jī)過程中，由于學(xué)生太多，在鼓勵(lì)同學(xué)們優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的基礎(chǔ)上分了組，從而可以優(yōu)先對(duì)組長指導(dǎo)，然后由組長指導(dǎo)學(xué)生；同組同學(xué)相互探討解決在實(shí)踐設(shè)計(jì)過程中遇到的各種問題和程序錯(cuò)誤。當(dāng)問題較普遍的時(shí)候，當(dāng)堂或者下一次課的講授中集中說明講解。課后學(xué)生上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告（設(shè)置提交期限，超過期限將扣分甚至不得分）。在實(shí)踐教學(xué)中依然遵從了學(xué)生為主體，老師引導(dǎo)和協(xié)助的建構(gòu)主義理念。 

三、評(píng)價(jià)方式改革：過程性評(píng)價(jià)為主的多元一體評(píng)價(jià)方式，激發(fā)學(xué)生更大的積極性和進(jìn)取心，化知識(shí)獲取為能力提升 

改變傳統(tǒng)以單一的試卷形式進(jìn)行的總結(jié)性、知識(shí)性考核方式，探索以能力為導(dǎo)向的過程性評(píng)價(jià)機(jī)制，淡化期末考試。采用平時(shí)考核與期終考核相結(jié)合、知識(shí)評(píng)價(jià)與能力評(píng)價(jià)相結(jié)合的課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式。采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，引導(dǎo)和推動(dòng)學(xué)生循序漸進(jìn)地完成教師設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容，促使學(xué)生從被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的知識(shí)探索者，構(gòu)建各自的知識(shí)樹，并使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步訓(xùn)練和養(yǎng)成良好的紀(jì)律性、溝通合作的技能、多元思維方式等綜合素質(zhì)和能力。 

我們采用概念闡釋到位的經(jīng)典外文教材及譯本，講述過程中注重采用實(shí)例分析，避免含混不清的一般性敘述；完整的實(shí)驗(yàn)講義和明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，將實(shí)踐教學(xué)落到實(shí)處，真正實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合；教學(xué)內(nèi)容由淺及深、層進(jìn)式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)更好的貼合了我們實(shí)際學(xué)情。我們課程團(tuán)隊(duì)通過多種教學(xué)手段相互補(bǔ)充，集課堂、實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)于一體，初步形成了多維立體化教學(xué)模式：“課內(nèi)教師教學(xué) + 課外學(xué)生小組學(xué)習(xí)+創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)踐”，“常規(guī)教學(xué) + 實(shí)驗(yàn)教學(xué) + 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”，“課上多媒體教學(xué)為主/板書為輔 + 啟發(fā)引導(dǎo)為主/講授為輔 + 現(xiàn)場(chǎng)習(xí)題和案例集中剖析”及 “課后作業(yè)練習(xí) + 上機(jī)實(shí)踐+ 畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目演練”。這些探索和改革顯著改善了教學(xué)效果。 

參考文獻(xiàn)： 

第7篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞 Seminar教學(xué)方法 嵌入式系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

Seminar可以翻譯為研討課，是在歐美國家常見的一種教學(xué)模式。在Seminar教學(xué)模式中，學(xué)生針對(duì)某一要解決的課題組成小組，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查研究并且學(xué)生之間、教師和學(xué)生之間可以自由進(jìn)行學(xué)術(shù)探討，從而達(dá)到“學(xué)有所獲、教學(xué)相長、日學(xué)日進(jìn)”的教育目的。①Seminar教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)在于：一方面它可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的精神，提高學(xué)生分析和解決問題的能力；另一方面也有利于促進(jìn)教師的教學(xué)水平、科研能力的提高和知識(shí)面的拓寬。

嵌入式系統(tǒng)課程涉及電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等諸多專業(yè)知識(shí)，專業(yè)性強(qiáng)，包括操作系統(tǒng)、微機(jī)原理、編程語言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和單片機(jī)設(shè)計(jì)等課程內(nèi)容。②要想比較牢固地掌握嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)和技術(shù)，學(xué)生往往需要經(jīng)歷基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)的觀摩演示以及親自動(dòng)手操作等幾個(gè)過程。要想最終成為一名合格的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)人才，還需要在此基礎(chǔ)上經(jīng)過進(jìn)一步的實(shí)踐鍛煉，掌握解決實(shí)際問題的技巧，并積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于這樣一門綜合性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。③在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程中，一般都有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，學(xué)生只需要根據(jù)指導(dǎo)書中給出的實(shí)驗(yàn)步驟，利用教師給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，按部就班地操作就能獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲荒艹浞值丶ぐl(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。為了能夠進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的思路，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，我們?cè)趥鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了若干綜合性實(shí)驗(yàn)。同傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比，綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，一改過去傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)爻梢?guī)的實(shí)驗(yàn)方法。并且我們?cè)诰C合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入Seminar教學(xué)方法，讓學(xué)生針對(duì)某一綜合性實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行自由研討，培養(yǎng)學(xué)生從問題需求開始， 掌握如何獨(dú)立設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方法，取得了良好的教學(xué)效果。

1 Seminar教學(xué)方法實(shí)施過程

1.1 Seminar題目的選擇

Seminar教學(xué)方法旨在對(duì)某一課題進(jìn)行研究討論，因而選擇的題目不宜太過簡單，要具有一定的綜合性和適當(dāng)?shù)碾y度，同時(shí)也要考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)和水平，題目的制定也要基于學(xué)生所學(xué)過的知識(shí)和已經(jīng)完成了的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)之前，要求學(xué)生已經(jīng)在理論課上學(xué)完了相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并且完成了相關(guān)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。舉例來說，在嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們常做的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有三個(gè)：（1）LCD接口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)在LCD上顯示某種色彩、繪制簡單圖形的編程；（2）觸摸屏應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，掌握ARM處理器與觸摸屏的驅(qū)動(dòng)控制器的接口電路和操作編程；（3）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)，掌握步進(jìn)電機(jī)控制原理，編寫步進(jìn)電機(jī)相關(guān)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、停車、調(diào)速?；谶@三個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，要求用觸摸顯示屏實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制和工作狀態(tài)顯示。該綜合實(shí)驗(yàn)需要通過學(xué)生自己的分析研究，構(gòu)建一個(gè)實(shí)用的系統(tǒng)，即用到了以前學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)，又具有一定的綜合性，非常適合采用Seminar教學(xué)方法。

1.2 Seminar題目的布置

一般在上課前一周， 對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行布置，主要包括對(duì)將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)課的題目、人員和實(shí)驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行簡要介紹和安排，提供給學(xué)生相關(guān)的科技文獻(xiàn)和資料，要求學(xué)生認(rèn)真閱讀，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行思考，每個(gè)學(xué)生都要準(zhǔn)備至少一個(gè)可行方案，以備課堂上作為小組的備選方案進(jìn)行討論。也可以給出幾個(gè)難度、類型近似的多個(gè)可選題目，供學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)際進(jìn)行選擇。在此階段教師可以安排一個(gè)統(tǒng)一的答疑時(shí)間對(duì)他們的疑問進(jìn)行解答。

1.3 針對(duì)實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行研討

我們進(jìn)行Seminar實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地點(diǎn)為嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，總共有10套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行分組，一般3～4人一組，每組一套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， 有利于相互探討并設(shè)計(jì)方案。該實(shí)驗(yàn)室既可以進(jìn)行小組討論，也可以在討論好方案后直接進(jìn)行實(shí)施驗(yàn)證。為了讓每個(gè)學(xué)生都能參與，在課程開始前小組成員要自行進(jìn)行分工，做到各司其職。課程開始后，教師在課堂上隨時(shí)可以參與到學(xué)生們的研討過程中，可以和學(xué)生一起分析、解決問題。 教師如果發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生不積極發(fā)言或不愿一起參與方案的設(shè)計(jì)時(shí)，可以對(duì)他們進(jìn)行提醒或者向他們提出問題。教師如果發(fā)現(xiàn)有的小組討論離題，可以幫助他們回到原題。由于Seminar這種教學(xué)模式具有多向互動(dòng)性，它可以全方位調(diào)動(dòng)起一個(gè)小組里所有成員參與實(shí)驗(yàn)課程的積極性，有利于將發(fā)散性思維轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)，能夠促進(jìn)學(xué)生獨(dú)創(chuàng)精神的形成。Seminar 教學(xué)模式和一般的課堂討論有很大的區(qū)別， 它致力于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立科研能力并將其落實(shí)到課堂的研討交流中，它在強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的自學(xué)能力和科研能力的培養(yǎng)的同時(shí)，也注重激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。

1.4 研討結(jié)果的實(shí)施

Seminar討論好的實(shí)施方案正確與否，需要進(jìn)行驗(yàn)證，這也就是實(shí)驗(yàn)操作過程。這一過程主要包括學(xué)生編寫、調(diào)試和運(yùn)行程序并記錄實(shí)驗(yàn)過程。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行指導(dǎo)并掌握全班同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的總體情況。在這個(gè)過程中，小組成員之間也在進(jìn)行研討式學(xué)習(xí)：在小組內(nèi)部如果發(fā)現(xiàn)同組同學(xué)出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，就會(huì)在小組內(nèi)部討論并改正，遇到操作上的問題也可向同組的同學(xué)請(qǐng)教。實(shí)驗(yàn)的最終順利完成需要每個(gè)小組成員相互配合和共同努力。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程中，每個(gè)小組成員根據(jù)預(yù)先的分工，保證完成自己的實(shí)驗(yàn)操作。由于小組成員在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程中一直在交流和探討，所以研討結(jié)果的實(shí)施過程實(shí)際上是Seminar研討過程的繼續(xù)。

1.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)

實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，每組學(xué)生中要選出一名學(xué)生，代表本組向全班同學(xué)匯報(bào)本次的實(shí)驗(yàn)情況。報(bào)告內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、程序的編寫、調(diào)試和運(yùn)行以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。無論報(bào)告任何主題，報(bào)告人首先要對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行簡單介紹，然后著重介紹自己小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方案，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)。然后指導(dǎo)教師可以根據(jù)學(xué)生的發(fā)言，在課堂上引導(dǎo)全班同學(xué)針對(duì)某個(gè)或某幾個(gè)相關(guān)問題進(jìn)行討論性的發(fā)言。教師的作用就是引導(dǎo)討論的進(jìn)程，掌握和調(diào)控課堂有限的時(shí)間。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)結(jié)束后學(xué)生需要上交一份有關(guān)本次實(shí)驗(yàn)的報(bào)告。同傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告不同，該報(bào)告要求以小論文的形式進(jìn)行撰寫。這種以小論文為形式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要包括以下內(nèi)容： 論文的題目、前言部分、設(shè)計(jì)方案及方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析、結(jié)論。論文題目一般情況下就是實(shí)驗(yàn)的題目。 前言部分一般介紹對(duì)題目的認(rèn)識(shí)以及對(duì)題目的探討過程，類似于綜述。設(shè)計(jì)方案及方法一般是指學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)研討過程中所確定的實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案和具體方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析主要包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析說明。結(jié)論部分是學(xué)生們對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)及研討過程所做的總結(jié)，主要?dú)w納總結(jié)自己在實(shí)驗(yàn)中的收獲和經(jīng)驗(yàn)。

1.6 Seminar成績的評(píng)定

一般情況下， “Seminar”模式實(shí)驗(yàn)課的總成績可以通過以下4個(gè)分項(xiàng)成績加權(quán)求和獲得：（1）Seminar實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備得分。主要包括是否對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提前預(yù)習(xí)，對(duì)題目的理解是否正確，是否查閱了相關(guān)文獻(xiàn)等。（2）Seminar實(shí)驗(yàn)研討得分。主要包括是否積極參與實(shí)驗(yàn)方案的研討，對(duì)教師或同學(xué)的提問是否能夠準(zhǔn)確回答，是否提出了關(guān)鍵性的問題以及是否提出了準(zhǔn)確合理的解決方案。（3）Seminar實(shí)驗(yàn)實(shí)施得分。主要包括實(shí)驗(yàn)步驟是否準(zhǔn)確無誤，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確有效。（4）Seminar實(shí)驗(yàn)報(bào)告得分。這部分分值取決于學(xué)生最終所提交的以小論文為形式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量，具體可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中方案是否合理，結(jié)果是否正確，分析是否透徹，以及是否有自己獨(dú)到的見解進(jìn)行評(píng)分。

2 教學(xué)效果分析

與傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比，綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更復(fù)雜，涉及到更多知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生分析問題和解決問題的能力提出了更高的要求。Seminar 教學(xué)方法的引入，改變了嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)由教師作為主導(dǎo)的傳統(tǒng)，將傳統(tǒng)教學(xué)上的“單向傳導(dǎo)模式”改變?yōu)椤半p向互動(dòng)模式”。 Seminar這種多向互動(dòng)的交流方式，可以全方位調(diào)動(dòng)所有參與者的學(xué)習(xí)熱情，有利于學(xué)生形成獨(dú)創(chuàng)性見解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和主動(dòng)性。在Seminar實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中還要注重培養(yǎng)學(xué)生以口頭和書面形式對(duì)知識(shí)進(jìn)行傳遞的能力，注重提高學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納整理的能力以及展示成果和表述觀點(diǎn)的能力。另外，Seminar這種教學(xué)形式還為學(xué)生提供了合作交流的機(jī)會(huì)，通過在課堂引入合作精神，有利于提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。從最終實(shí)驗(yàn)效果來看，將Seminar教學(xué)模式引入嵌入式系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程既能夠優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，又有助于提高學(xué)生分析和解決問題的能力以及協(xié)同學(xué)習(xí)的能力。同傳統(tǒng)的按部就班式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，學(xué)生能夠獲得更大的收獲。

注釋

① 林培錦.Seminar在大學(xué)本科教學(xué)中的價(jià)值及應(yīng)用[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào)，2010.32（1）：32-36.

第8篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)02-0368-02

Teaching Reform of Operating System Principles Course Combining with Experiment

ZHANG Jun

(Hulunbeir College, Hulunbeir 021008, China)

Abstract: To applied undergraduate college and academy, operating system principles course is a professional core course in computer sci? ence and technology major, which emphasizes that theory and practice should combine closely with each other. In this paper, replication experiment of operating system course is firstly discussed in order to improve students’ profound understanding of operating system knowl? edge. Then comprehensive design experiment teaching is carried out and implemented gradually. At last several typical examples of design experiment have been listed.

Key words: operating system; replication experiment; design experiment

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，位于裸機(jī)和其它系統(tǒng)軟件之間，它是這樣一些程序模塊的集合-----它們管理和控制著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作流程，以便有效地利用這些資源為用戶提供一個(gè)功能強(qiáng)大、使用方便和可擴(kuò)展的工作環(huán)境，在用戶和計(jì)算機(jī)之間起到接口的作用。操作系統(tǒng)是目前最復(fù)雜、技術(shù)含量最高的軟件，在計(jì)算機(jī)專業(yè)軟、硬件課程的設(shè)置上起著承上啟下的作用，其中的許多設(shè)計(jì)思想、技術(shù)和算法都可以推廣和應(yīng)用到大型的、復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及其它領(lǐng)域。因此，其教學(xué)目標(biāo)應(yīng)重在培養(yǎng)學(xué)生理解和掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本工作原理、設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)系統(tǒng)軟件和大型應(yīng)用軟件的意識(shí)和能力，同時(shí)還要讓學(xué)生了解現(xiàn)代操作系統(tǒng)的新思想、新技術(shù)和發(fā)展研究動(dòng)向。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)比較重要，對(duì)理解操作系統(tǒng)的理論知識(shí)和具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)，體驗(yàn)該課程的抽象思維方法，培養(yǎng)規(guī)范的系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)能力，都具有十分重要的意義。本文就呼院操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程分析了從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過度，并提出了解決操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)困難的一些設(shè)想。

1呼院操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程改革的必要性

1.1操作系統(tǒng)課程教學(xué)的特點(diǎn)

1）操作系統(tǒng)原理教學(xué)以課堂講授為主，形成了一種“灌輸式”的教學(xué)方法，對(duì)啟發(fā)式、討論式和研究式的教學(xué)方法采用的比較少，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新能力不強(qiáng)。

2）操作系統(tǒng)原理教學(xué)內(nèi)容理論性過強(qiáng)，實(shí)踐性較弱，這樣的教學(xué)形式不利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生缺少自己動(dòng)手分析具體操作系統(tǒng)實(shí)例的能力，課程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)幾乎沒有，學(xué)生參與研究性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)少，不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的興趣。

3）操作系統(tǒng)原理教學(xué)手段過于單一，僅局限于課程教學(xué)、多媒體教學(xué)、案例教學(xué)等少數(shù)教學(xué)手段，沒能充分利用實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.2我?，F(xiàn)狀

近幾年呼院計(jì)算機(jī)系都招收高職類的本科生，由于學(xué)生的類別是高職，所以操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)只是開設(shè)一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)和閱讀大量的現(xiàn)成源代碼。例如：了解Windows XP的系統(tǒng)信息與注冊(cè)表；winXP任務(wù)管理器的使用；FAT32與NTFS文件的區(qū)別等。隨著學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的不斷提高和學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)需求的增加，只是開設(shè)這些簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)并不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程的需要，再加上操作系統(tǒng)課程理論教學(xué)本身的束縛，使得我們必須開設(shè)一些綜合設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，利用學(xué)過的程序設(shè)計(jì)語言自己編一些程序，來配合完成操作系統(tǒng)理論課程和實(shí)驗(yàn)課程的進(jìn)一步強(qiáng)化。

2操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程改革與初步分析

2.1從課堂講授的“灌輸式”向?qū)嶒?yàn)室的“互動(dòng)式”轉(zhuǎn)變

“互動(dòng)式”教學(xué)就是在教學(xué)過程中讓學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)環(huán)境而完成教學(xué)的方式。它培養(yǎng)了學(xué)生的參與意識(shí)、動(dòng)手能力和思維能力，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能對(duì)以前學(xué)過的語言進(jìn)行鞏固和復(fù)習(xí)，是一種良好的教學(xué)方式。它符合素質(zhì)教育所提倡的“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的教學(xué)思想，使學(xué)生由被動(dòng)變主動(dòng)。

結(jié)合本校大學(xué)生自身的特點(diǎn)，采用“打比方-案例式-討論式”的模式，充分發(fā)揮其“學(xué)為主體”的作用。例如，在講授某個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容時(shí)，可讓同學(xué)先預(yù)習(xí)，再由老師通過案例提出一些問題，學(xué)生帶著這些問題去討論研究，然后在實(shí)驗(yàn)室解決，從而將遺忘部分補(bǔ)足。而后，由老師就該內(nèi)容做總結(jié)，提出重點(diǎn)部分和難點(diǎn)部分要求學(xué)生掌握，并請(qǐng)學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)心得，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使其進(jìn)一步透徹掌握該內(nèi)容。最后，提出思考題和作業(yè)題給學(xué)生練習(xí)。經(jīng)過這樣一套程序下來，盡管教師沒有逐條講授，但學(xué)生掌握的程度卻比平常高。同時(shí)還可以鼓勵(lì)學(xué)生參與課題研究。通過把與課程內(nèi)容有關(guān)的科研課題進(jìn)行分解，在授課過程中提出，讓學(xué)生自愿結(jié)成小組進(jìn)行資料搜集和研究，充分發(fā)揮協(xié)作精神，促進(jìn)教學(xué)相長。

2.2從以“理論”為中心向以“實(shí)踐”為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變

操作系統(tǒng)原理是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，它來自于客觀需要，現(xiàn)正運(yùn)行在各種不同類型的機(jī)器上。操作系統(tǒng)中的概念在實(shí)際操作系統(tǒng)中體現(xiàn)，操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)在實(shí)際操作系統(tǒng)中實(shí)施。因此，要加強(qiáng)該門課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。根據(jù)該門課程的特點(diǎn)，通過開拓思維、研究實(shí)例和實(shí)際實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生從理論中來，到理論中去，再進(jìn)一步升華為理論的創(chuàng)新能力。

1）建立“案例－原理－實(shí)踐”的教學(xué)模式。根據(jù)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，摒棄過去只注重書本內(nèi)容的教學(xué)方法，引進(jìn)實(shí)際工作的案例。通過案例分析，促使學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，從現(xiàn)實(shí)的角度看待問題、分析問題、解決問題，不再局限于書本上的條條框框。而穿插于案例分析之中的原理介紹，使學(xué)生潛移默化地學(xué)會(huì)運(yùn)用原理。對(duì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的親身實(shí)踐，使得學(xué)生把所學(xué)轉(zhuǎn)化為所用，并在所用中不斷加深與把握對(duì)操作系統(tǒng)的理解，避免高分低能的現(xiàn)象。

2）建立“與生活聯(lián)系起來”的深入淺出講解模式。由于操作系統(tǒng)的許多原理本來就來源于生活。如進(jìn)程同步與生活中約會(huì)、乘車的類似性；緩沖區(qū)與超市、圖書館的類似性；層次結(jié)構(gòu)與人類上層建筑、人際關(guān)系的類似性等。通過把這些人類生活中常見的機(jī)制引入到教學(xué)中進(jìn)行類比分析，使枯燥的操作系統(tǒng)原理變得生動(dòng)有趣，再結(jié)合著一些編程語言來實(shí)現(xiàn)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3）采用“模擬”教學(xué)法，為學(xué)生提供一個(gè)在仿真模擬環(huán)境中創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)上，可以通過和一些企業(yè)合作，使用最新的軟件工具，搭建項(xiàng)目實(shí)踐的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)上進(jìn)行創(chuàng)新，提出自己的見解和設(shè)計(jì)，并在實(shí)驗(yàn)室加以驗(yàn)證，從根本上和底層次上深化對(duì)操作系統(tǒng)的理解和掌握。

4）以“趣味性”激起學(xué)習(xí)的興趣。通過第一線精英的現(xiàn)身說法，講解在設(shè)計(jì)過程中遇到的具體問題和采用的具體解決方法，將操作系統(tǒng)的原理在實(shí)踐中進(jìn)行分析，促使學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的角度分析和解決問題。穿插于案例分析之中的原理介紹，使學(xué)生潛移默化地學(xué)會(huì)運(yùn)用原理、把握精髓、深入淺出，使學(xué)生真正清楚操作系統(tǒng)的奧妙，從而提高學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)的興趣。

2.3建立“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)到“綜合設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)的過度

作為普通本科院校，操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程按深度分為五個(gè)層次，即：使用級(jí)（指如何使用操作系統(tǒng)，包括對(duì)命令、系統(tǒng)調(diào)用和系統(tǒng)文件的使用）、觀察級(jí)（指通過使用級(jí)的接口，從外部觀察操作系統(tǒng)的內(nèi)部工作過程和結(jié)構(gòu)）、系統(tǒng)管理級(jí)（指系統(tǒng)或設(shè)備的安裝、配置和性能調(diào)整）、源碼閱讀級(jí)（指少量源代碼閱讀）和實(shí)現(xiàn)級(jí)（指實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作系統(tǒng)某些模塊的子功能）。而我校由于知識(shí)體系的局限性只開設(shè)了前四個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)級(jí)還沒真正落實(shí)和研究，而綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)必不可少，所以在此基礎(chǔ)上開設(shè)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)迫在眉睫。開設(shè)綜合設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具有很好的程序設(shè)計(jì)語言功底和邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力也是教師現(xiàn)在最主要的職責(zé)。

3科學(xué)地組織設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容

操作系統(tǒng)的功能分為處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理和用戶接口五個(gè)模塊，由此設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容如下：

3.1處理機(jī)管理模塊

該模塊包括進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程互斥、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、進(jìn)程死鎖子模塊。其中比較典型的同步算法有生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題、讀者與寫者問題、哲學(xué)家進(jìn)餐問題、司機(jī)與售票員問題、圖書館管理問題、父親分水果問題等等。還有進(jìn)程的創(chuàng)建（fork）、進(jìn)程撤銷、進(jìn)程掛起、進(jìn)程激活、進(jìn)程阻塞、進(jìn)程喚醒等原語的實(shí)現(xiàn)都可以作為設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)題目。

3.2存儲(chǔ)器管理模塊

該模塊包括分區(qū)、分頁、分段、段頁式存儲(chǔ)管理方式，而現(xiàn)代操作系統(tǒng)主要以動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配方式來實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)，讓學(xué)生模擬一些替換存儲(chǔ)空間的算法，對(duì)該算法編程來實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作。其中經(jīng)常使用的算法有FIFO，LRU等。

3.3設(shè)備管理模塊

該模塊包括緩沖區(qū)隊(duì)列的管理，磁盤設(shè)備的管理等。因?yàn)镮/O設(shè)備的低速與CPU設(shè)備的高速之間的速度不匹配，使得CPU的大量時(shí)間處于等待狀態(tài)，降低了CPU的利用率，所以設(shè)置緩沖區(qū)可以很好的解決這個(gè)矛盾。在此知識(shí)結(jié)構(gòu)中可以實(shí)現(xiàn)編寫一個(gè)簡單的鍵盤驅(qū)動(dòng)程序模塊等。

3.4文件管理和用戶管理模塊

該模塊包括文件存儲(chǔ)空間的管理，文件的相關(guān)操作命令。用戶管理模塊包括命令接口和系統(tǒng)調(diào)用。這兩個(gè)模塊知識(shí)簡單，屬于操作類，所以在這就不用設(shè)置綜合設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。

4結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用向縱深方向進(jìn)一步拓展，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程的重要性日益凸顯，然而傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)原理教學(xué)模式重視理論知識(shí)的教授、忽略實(shí)踐的重要性、教學(xué)手段單一等缺陷，致使學(xué)生無法深入掌握操作系統(tǒng)原理的精髓，因此積極探索操作系統(tǒng)原理教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)改革具有十分重要而深遠(yuǎn)的意義。本文從三個(gè)角度提出了相應(yīng)的改革措施，即從“灌輸式”教學(xué)模式向“互動(dòng)式”實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ睫D(zhuǎn)變，增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力和編程能力；從以“理論”為中心向“理論與實(shí)踐并重”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力；從“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)到“綜合設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，以期對(duì)操作系統(tǒng)原理教學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母镉兴鶈l(fā)，使學(xué)生充分利用所學(xué)知識(shí)和技能，認(rèn)識(shí)到操作系統(tǒng)課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中的重要地位和作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]范輝.操作系統(tǒng)原理與實(shí)訓(xùn)教程[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]王振邦.高職操作系統(tǒng)原理課程教學(xué)改革初探[J].計(jì)算機(jī)教育,2007(18).

第9篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 22-0021-04

1引言

操作系統(tǒng)課程是一門內(nèi)容豐富，包含許多概念、方法、算法的課程，解決好理論與實(shí)踐相結(jié)合的問題是提高操作系統(tǒng)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。例如，如果在講解同步機(jī)制前先指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并發(fā)運(yùn)行的多線程程序，當(dāng)他們直接觀察到由于缺乏同步機(jī)制導(dǎo)致程序結(jié)果出錯(cuò)的情景，就會(huì)激發(fā)出對(duì)解決方案的學(xué)習(xí)熱情。國內(nèi)外許多大學(xué)針對(duì)操作系統(tǒng)課的實(shí)踐環(huán)節(jié)提出了豐富的多層次的實(shí)驗(yàn)方案，下面分別從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、考核方法與標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行分析介紹。

2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

對(duì)于操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在很大程度上決定了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和難度以及效果，所以我們下面主要按照實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或?qū)崿F(xiàn)層次劃分項(xiàng)目的類型。

1.1教學(xué)用操作系統(tǒng)

這類實(shí)驗(yàn)又可以分為基于模擬器的和直接運(yùn)行于裸機(jī)上的實(shí)際OS源代碼?；谀M器的有伯克利的OPS、Toy、Nachos、MPX、OPS、上海交大開發(fā)的MOS操作系統(tǒng)等。直接運(yùn)行于裸機(jī)上有MINIX、XINU等。基于模擬器的系統(tǒng)是面向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的，會(huì)設(shè)置一些便于的調(diào)試與項(xiàng)目管理的特征。例如，OPS系統(tǒng)允許學(xué)生周期地查看系統(tǒng)的狀態(tài)信息，包括設(shè)備表、PCB池、事件隊(duì)列等。學(xué)生也有機(jī)會(huì)修改模擬參數(shù)[1]。OPS的項(xiàng)目產(chǎn)生器能自動(dòng)生成模板文件，包含過程頭和所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)聲明，只由學(xué)生完成過程體。

作為一個(gè)教學(xué)用操作系統(tǒng)，Nachos的目標(biāo)不是展示一個(gè)成功的操作系統(tǒng)，而是提供一個(gè)便于擴(kuò)展的框架。例如它的文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了所有必要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只是在很多方面做了一定的限制，可將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)置為消除某些限制。

MINIX是一個(gè)雖小但完整的教學(xué)用操作系統(tǒng)，可運(yùn)行于實(shí)際的機(jī)器硬件上。與基于模擬器上的系統(tǒng)比，它可以給學(xué)生更切實(shí)的感受。包含有3000行注釋的12000行源代碼使整個(gè)系統(tǒng)較為容易閱讀和理解，MINIX“小”到學(xué)生可以理解它的主體部分，“大”到足夠讓學(xué)生體會(huì)到一處小小的修改會(huì)影響到表面上看起來不相關(guān)的函數(shù)里。學(xué)生項(xiàng)目可以是修改調(diào)度器或增加新的文件系統(tǒng)等。但是從教學(xué)的角度看，上萬行的代碼仍過于龐大，并且MINIX的“完整”也限制它的擴(kuò)展余地。所以近年來出現(xiàn)了面向“簡單、真實(shí)、容易理解的”的雛型操作系統(tǒng)，例如瑞士ETHZ大學(xué)的Topsy、美國馬里蘭大學(xué)的GeekOS，以及北京大學(xué)的PTOS等。

除了用于操作系統(tǒng)課的教學(xué)，近年來隨著嵌入式系統(tǒng)的興起，教學(xué)類操作系統(tǒng)正由于規(guī)模小而受到越來越多的關(guān)注。

1.2通用操作系統(tǒng)內(nèi)核

由于Linux操作系統(tǒng)是開放源碼的，所以這類實(shí)驗(yàn)通常以Linux作為目標(biāo)平臺(tái)。此類實(shí)驗(yàn)較早的提倡者是Gary Nutt［2］，他提出的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容被許多學(xué)校沿用、發(fā)展，在美國有10多所大學(xué)采用修改Linux內(nèi)核的實(shí)驗(yàn)［3］。分析Linux源代碼能鍛煉學(xué)生分析大型軟件代碼的能力，對(duì)高質(zhì)量代碼分析、理解的過程也同時(shí)是一個(gè)學(xué)習(xí)好的編程風(fēng)格和設(shè)計(jì)思想的過程。所以雖然它們是操作系統(tǒng)類的實(shí)驗(yàn)，但從某種程度上也是軟件工程類的實(shí)驗(yàn)。

基于Linux的修改內(nèi)核實(shí)驗(yàn)通常包含如下幾類內(nèi)容：

Linux內(nèi)核編譯與配置方法

在分析閱讀源代碼基礎(chǔ)上修改調(diào)度算法

實(shí)現(xiàn)新的同步原語

增加系統(tǒng)調(diào)用

增加可動(dòng)態(tài)加載模塊

驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

1.3仿真實(shí)驗(yàn)

這類項(xiàng)目通常采取仿真實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)中的一些典型技術(shù)，如進(jìn)程調(diào)度算法，但實(shí)現(xiàn)中涉及的資源和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是虛擬的，實(shí)現(xiàn)程序并不需要對(duì)實(shí)際資源進(jìn)行真正的訪問。國內(nèi)大多數(shù)高校都設(shè)置這類的實(shí)驗(yàn)[2]。這類實(shí)驗(yàn)不需特定的支撐平臺(tái)，教師避免了安裝和配置支撐平臺(tái)軟件的工作，學(xué)生避免了花在熟悉實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方面的時(shí)間，通常調(diào)試也更容易一些。而且教師可選擇更廣范圍的OS概念來分配項(xiàng)目。學(xué)生可以在任意計(jì)算機(jī)上使用任意程序設(shè)計(jì)語言來編程實(shí)現(xiàn)。

這類實(shí)驗(yàn)最大的缺點(diǎn)是通常只要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)孤立的模塊，無法體現(xiàn)操作系統(tǒng)系統(tǒng)各模塊之間復(fù)雜的聯(lián)系，只關(guān)注于某一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上相當(dāng)于簡化了問題。設(shè)想一個(gè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度算法的模塊，如果只是實(shí)現(xiàn)一個(gè)單獨(dú)的調(diào)度策略，而不是像一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)中那樣會(huì)綜合運(yùn)用多個(gè)策略；如果簡化系統(tǒng)的狀態(tài)為只是運(yùn)行與就緒；如果不考慮響應(yīng)信號(hào)會(huì)影響狀態(tài)轉(zhuǎn)換；如果系統(tǒng)調(diào)度的時(shí)機(jī)只是運(yùn)行完與時(shí)鐘中斷；如果不考慮實(shí)現(xiàn)定時(shí)喚醒機(jī)制；如果不考慮核心數(shù)據(jù)的保護(hù)等等；這樣的一個(gè)實(shí)現(xiàn)與實(shí)際系統(tǒng)中的復(fù)雜性不可同日而語，對(duì)輔助學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)理論的效果很有限。

所以，為了能夠真切體會(huì)操作系統(tǒng)作為一個(gè)大型系統(tǒng)軟件的復(fù)雜性，仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容的選擇與設(shè)計(jì)很重要。我們認(rèn)為操作系統(tǒng)內(nèi)核中的底層功能模塊不適合做這類實(shí)驗(yàn)的題目，因?yàn)榭紤]到實(shí)現(xiàn)的效率，通常很難將它們孤立地設(shè)計(jì)。反之，高層功能模塊因?yàn)楸緛砭驮O(shè)計(jì)為系統(tǒng)可靈活配置與擴(kuò)展的部分，與其他部分處于較松散的連接方式。這樣既能體會(huì)操作系統(tǒng)針對(duì)某一功能的設(shè)計(jì)思想，又避免糾纏于硬件相關(guān)的細(xì)節(jié)。例如，用戶空間的文件管理器就是這樣的項(xiàng)目[4]，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)通過系統(tǒng)調(diào)用使用內(nèi)核中文件物理組織和設(shè)備管理模塊，項(xiàng)目的內(nèi)容聚焦在文件和目錄的管理方面。

1.4系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)是指編寫與操作系統(tǒng)緊密相關(guān)的程序，這些稱為系統(tǒng)軟件的模塊可看成是操作系統(tǒng)的部分。為了編制這些系統(tǒng)程序，需要詳細(xì)考察操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的相關(guān)資源和服務(wù)，所以此類編程實(shí)踐能促使學(xué)生對(duì)系統(tǒng)調(diào)用和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的深入理解。為強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與操作系統(tǒng)教學(xué)的緊密聯(lián)系，美國斯坦福和加州伯克利大學(xué)沒有設(shè)置單獨(dú)的操作系統(tǒng)課，而是操作系統(tǒng)和系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)課。UNIX類操作系統(tǒng)的命令解釋器的實(shí)現(xiàn)就是這類項(xiàng)目。在理論課程中只介紹命令解釋器所處的層次與功能，正好可以在實(shí)驗(yàn)中講解它的實(shí)現(xiàn)方法，使學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)fork、exec、wait等系統(tǒng)調(diào)用設(shè)計(jì)上的精妙之處。

用戶空間的線程庫的實(shí)現(xiàn)也是這種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在理論課程中通常只介紹用戶級(jí)線程與內(nèi)核級(jí)線程的不同，而對(duì)用戶級(jí)線程怎樣在內(nèi)核不察覺的情形下進(jìn)行切換，學(xué)生往往感到困惑。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)既可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解線程的概念，內(nèi)容本身也可以歸類為對(duì)內(nèi)核調(diào)度機(jī)制的仿真。怎樣既不失去仿真的“真”，又能夠控制實(shí)現(xiàn)的難度，通過提供支持庫實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU寄存器的處理是一個(gè)比較好的方案[6]。這樣學(xué)生在實(shí)現(xiàn)線程庫時(shí)就可以不用匯編語言，在沒有簡化問題的前提下，只采用高級(jí)語言就能完成項(xiàng)目。

1.5系統(tǒng)體驗(yàn)

這類實(shí)驗(yàn)是在指定的操作系統(tǒng)下進(jìn)行，側(cè)重于系統(tǒng)的管理及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。與仿真實(shí)驗(yàn)一樣，項(xiàng)目內(nèi)容局限在用戶空間，側(cè)重點(diǎn)在于操作系統(tǒng)的使用。這類項(xiàng)目的內(nèi)容通常有shell命令、shell程序、進(jìn)程通信、線程與同步等內(nèi)容。這類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)主要是開發(fā)特定操作系統(tǒng)之上的高級(jí)應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序會(huì)充分利用操作系統(tǒng)的各種支持，是運(yùn)行效率高的應(yīng)用程序。生產(chǎn)者消費(fèi)者問題、讀者寫者問題等就是這類的項(xiàng)目。在教學(xué)中，指明這類典型問題與實(shí)際應(yīng)用問題直接的聯(lián)系，才能使學(xué)生明了這些實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)意義，是提高學(xué)生興趣的關(guān)鍵。

3課程設(shè)置以及輔助教學(xué)環(huán)境建設(shè)

近年來，許多大學(xué)加大了操作系統(tǒng)相關(guān)課程的教學(xué)力度，例如北京大學(xué)14周的“操作系統(tǒng)實(shí)習(xí)”課在2005年以前為選修課，2005年開始為本科生必修課。2007年起美國加州圣地亞哥大學(xué)新設(shè)置了“操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)”課，與“操作系統(tǒng)原理”和“操作系統(tǒng)實(shí)習(xí)”一起構(gòu)成了系列課程。

現(xiàn)在，開放源碼的操作系統(tǒng)不僅僅是爭得了一席之地，而且成了商業(yè)產(chǎn)品的有力競爭者。所以操作系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象也更多地轉(zhuǎn)向了此類能提供高質(zhì)量產(chǎn)品級(jí)源碼的系統(tǒng)。此類系統(tǒng)由于功能的完整，導(dǎo)致系統(tǒng)龐大不適合在虛擬機(jī)上運(yùn)行，所以許多大學(xué)都設(shè)置了專用的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。但是由于修改操作系統(tǒng)內(nèi)核的實(shí)驗(yàn)有可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，為了避免系統(tǒng)崩潰，指導(dǎo)教師會(huì)專門指導(dǎo)編譯內(nèi)核時(shí)相關(guān)設(shè)置的方法，但是這種預(yù)防的方法是無法保證一定不會(huì)發(fā)生系統(tǒng)崩潰，而且由于修改內(nèi)核需要超級(jí)用戶的權(quán)限，這可能引起其他安全問題。例如機(jī)器上的所有文件的所有權(quán)和完整性都可能受到威脅。這意味著相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)由于不穩(wěn)定與公開性無法共享使用。當(dāng)系統(tǒng)無意中受到破壞時(shí)，應(yīng)當(dāng)有快速修復(fù)的方法。一個(gè)超級(jí)用戶可能有意無意地以大量發(fā)送數(shù)據(jù)包的方式影響網(wǎng)絡(luò)通信，造成拒絕服務(wù)攻擊。所以有必要研究相應(yīng)的管理方法。

一個(gè)比較全面的解決方案是這樣的[7]：

設(shè)置專人管理專用的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，他同時(shí)是操作系統(tǒng)課的助教。

實(shí)驗(yàn)用機(jī)通過一個(gè)服務(wù)器才能訪問網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器上設(shè)防火墻。服務(wù)器在WPI網(wǎng)上，實(shí)驗(yàn)用機(jī)在內(nèi)網(wǎng)里。

實(shí)驗(yàn)用機(jī)的快速恢復(fù)系統(tǒng)腳本程序制成可啟動(dòng)CD?；謴?fù)方式應(yīng)有多種選項(xiàng)。

每一個(gè)實(shí)驗(yàn)組指定一臺(tái)計(jì)算機(jī)，他們有root 權(quán)限。每個(gè)機(jī)器設(shè)三類賬戶：教師賬戶，本組賬戶和客人賬戶。

為防止有人用軟盤啟動(dòng)其他組的計(jì)算機(jī)，設(shè)置BIOS使機(jī)器的啟動(dòng)順序?yàn)橛脖P、CD-ROM，并用密碼保護(hù)BIOS設(shè)置。

每個(gè)學(xué)生在服務(wù)器上設(shè)置一個(gè)賬戶，用于備份項(xiàng)目代碼以及在實(shí)驗(yàn)室以外訪問實(shí)驗(yàn)機(jī)。

為避免通過網(wǎng)絡(luò)竊取密碼，只允許安全的方式(SSH、slogin、scp)連接服務(wù)器。

每個(gè)學(xué)生都能在其他實(shí)驗(yàn)用機(jī)上啟動(dòng)所屬機(jī)器的X會(huì)話。這樣組中多人可同時(shí)工作。

因?yàn)橄喈?dāng)部分的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難度大，所以師生之間、學(xué)生之間的討論、交流信息非常重要。許多課程建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)環(huán)境以適應(yīng)這種需要，通常以學(xué)習(xí)交流論壇(BBS論壇)和新聞組的方式。

4評(píng)分方法與標(biāo)準(zhǔn)

學(xué)生獨(dú)自完成較大的項(xiàng)目有困難，應(yīng)當(dāng)組織3~4人團(tuán)隊(duì)共同完成。這樣既可以布置工作量大、難度大的項(xiàng)目，又可以鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。團(tuán)隊(duì)中，理論強(qiáng)與動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)可以相互間學(xué)習(xí)交流，互取所長。這種“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”方式最主要的缺點(diǎn)是不容易保證評(píng)價(jià)的公正性，如果教師想鑒別出“搭車”的學(xué)生，只能通過平時(shí)的交流和設(shè)置答辯環(huán)節(jié)。有的學(xué)校采用類似民主評(píng)議的方式，讓學(xué)生相互評(píng)估對(duì)項(xiàng)目完成的貢獻(xiàn)大小。

這種當(dāng)面評(píng)價(jià)的方式也許不適合國人愛照顧面子的習(xí)慣，所以有的大學(xué)不把自評(píng)的內(nèi)容放在報(bào)告中，而是直接以郵件的形式發(fā)給教師。為實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的公正性和便于助教操作，應(yīng)給出具體的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。例如，可參考表1制作實(shí)驗(yàn)評(píng)估表。

5結(jié)論

實(shí)驗(yàn)對(duì)理解操作系統(tǒng)課的內(nèi)容很重要，有豐富的各種層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與環(huán)境供教師依據(jù)學(xué)生的水平進(jìn)行選擇。如果選擇做有可能使系統(tǒng)崩潰的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)有專門的實(shí)驗(yàn)室并且采取可靠的管理措施。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程中與學(xué)生的交流和對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的量化評(píng)價(jià)能夠督促學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)，獲得好的實(shí)驗(yàn)效果。

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[7] Mark Claypool, David Finkel, Craig Wills. An open source laboratory for operating systems projects. ACM SIGCSE Bulletin archive Volume 33 , Issue 3, September 2001.

作者簡介

劉曉燕(1963-)，女，博士，副研究員，主要研究方向： Linux 操作系統(tǒng)的研究和分析，知識(shí)工程，

張巖(1965-)，男，在職博士生，副教授。主要研究方向：生物信息學(xué)、信息集成。

通信地址：哈爾濱市南崗區(qū)西大直街92號(hào)哈爾濱工業(yè)大學(xué)318信箱150001