胡一之

摘要:本文針對(duì)“操作系統(tǒng)”課的特點(diǎn),針對(duì)教師學(xué)生認(rèn)為該課難教難學(xué)的現(xiàn)狀,探討如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、以提高教學(xué)質(zhì)量的方法。

關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);教學(xué)質(zhì)量;積極性

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

1引言

“操作系統(tǒng)”課程特點(diǎn)是:理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、理解掌握有困難;學(xué)科內(nèi)容廣泛,與多個(gè)方向交叉;知識(shí)點(diǎn)多綜合性強(qiáng),靈活性大。因此無(wú)論教師還是學(xué)生都普遍認(rèn)為該課難教難學(xué)。以往,在教學(xué)中教師單純側(cè)重于“教”字,而忽略了“學(xué)”字,盡管為此付出了許多,但教學(xué)效果不盡人意。

實(shí)際上教學(xué)是雙邊活動(dòng),老師和學(xué)生是互動(dòng)的。既要注重“教”,更要注重“學(xué)”,因?yàn)閷W(xué)生是主體。本文探討如何根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn),認(rèn)知規(guī)律,與“操作系統(tǒng)”課程的特點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀積極性,使學(xué)生對(duì)該課產(chǎn)生較濃厚的學(xué)習(xí)興趣,變被動(dòng)學(xué)為主動(dòng)學(xué),變難學(xué)為易學(xué),變枯燥無(wú)味為生動(dòng)活潑,變教師的注入式為師生互動(dòng)式。通過(guò)在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,以提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。達(dá)到提高“操作系統(tǒng)”課的教學(xué)質(zhì)量之目的。

2方法

2.1端正學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

學(xué)習(xí)與識(shí)記的效果離不開(kāi)目的任務(wù)明確與否,會(huì)直接影響人的學(xué)習(xí)記憶的自覺(jué)性、積極性主動(dòng)性及計(jì)劃性。要想使學(xué)生學(xué)好“操作系統(tǒng)”課,就必須端正學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。通過(guò)上好“概論”課,達(dá)到這一目的。

為了使學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)這門(mén)課有一個(gè)了解,從一個(gè)簡(jiǎn)單的例子開(kāi)始該課的教學(xué):在字處理Word中,實(shí)現(xiàn)將H盤(pán)中的課程表.doc文件,復(fù)制到E盤(pán)上名字仍為課程表.doc文件。大家知道,在Windows 2000下,用戶很容易實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。只要在“我的電腦”中,打開(kāi)H盤(pán),用鼠標(biāo)右鍵單擊文件課程表.doc的圖標(biāo)后,在出現(xiàn)的菜單中,選“復(fù)制”。再打開(kāi)E盤(pán),單擊鼠標(biāo)右鍵,在菜單中選“粘貼”。即可完成兩個(gè)文件復(fù)制的操作。用戶所要做的,只是“點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)”而已。而在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部。首先,需使H盤(pán)的驅(qū)動(dòng)器工作,找到你所需要找的文件“課程表.doc”。然后,將其讀入內(nèi)存(緩沖區(qū))中,再在E盤(pán)上找到可以存放該文件的存儲(chǔ)空間。最后,將內(nèi)存中的源文件作為目標(biāo)文件寫(xiě)到E盤(pán)上。在這個(gè)過(guò)程中,姑且不考慮具體實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié),只從功能上大致分析一下。磁盤(pán)工作,由設(shè)備管理負(fù)責(zé),文件的讀寫(xiě),由文件管理負(fù)責(zé),緩沖區(qū)以及盤(pán)空間的分配,由存儲(chǔ)管理負(fù)責(zé),各管理程序的運(yùn)行和協(xié)調(diào),由處理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為什么用戶操作能夠“彈指一揮間”,如此輕松?只因有Windows 2000操作系統(tǒng)的存在,復(fù)雜的工作均由操作系統(tǒng)“不聲不響”、“默默無(wú)聞”、“毫無(wú)怨言”地完成。若是沒(méi)有操作系統(tǒng)的存在,所有的工作都由用戶自己做,可想而知難度該有多大啊?在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,離了操作系統(tǒng),用戶幾乎是寸步難行。由此可見(jiàn)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心和靈魂,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必不可少的組成部分,它也是計(jì)算機(jī)教學(xué)的核心內(nèi)容是計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心課程。正因?yàn)檫@樣,它被作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)考研全國(guó)統(tǒng)考課之一,占150分中的35分。再結(jié)合就業(yè)問(wèn)題,近年來(lái)普遍認(rèn)為:計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生不好找工作。其實(shí)筆者認(rèn)為,由于計(jì)算機(jī)的普及會(huì)使用計(jì)算機(jī)的人多了,但真正鉆進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部,對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)了如指掌的人,能承擔(dān)起系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)的人并不多。作為計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生,你為什么要去爭(zhēng)有關(guān)計(jì)算機(jī)方面的較低層次的那杯羹呢。而“操作系統(tǒng)”這門(mén)課,恰恰是打開(kāi)通向計(jì)算機(jī)領(lǐng)域金字塔大門(mén)的金鑰匙。從計(jì)算機(jī)公司高薪聘請(qǐng)系統(tǒng)分析員等較高層次人才的事實(shí),就可見(jiàn)一斑。千里之遙,始于足下,你想躋身與計(jì)算機(jī)行業(yè)高薪人才中嗎?那你就從操作系統(tǒng)學(xué)起吧。

回過(guò)頭來(lái),再看看操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,究竟充當(dāng)一個(gè)什么樣的角色呢?通俗地講,它就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)高級(jí)“管家”,作為一個(gè)合格的管家,應(yīng)該想方設(shè)法地把這個(gè)“家”管好,讓“雇主”滿意。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,這個(gè)“管家”要管理:處理機(jī)、存儲(chǔ)器、設(shè)備、文件等各種各樣的系統(tǒng)資源,使其最大限度地發(fā)揮作用。最后,達(dá)到用戶有一個(gè)良好地工作環(huán)境,可以隨心所欲地指揮計(jì)算機(jī)為我所用。

最后,鼓勵(lì)學(xué)生現(xiàn)在使用計(jì)算機(jī)是“彈指一揮間”,今后在你們的努力下開(kāi)發(fā)出具有特殊功能的操作系統(tǒng),只要“說(shuō)一下”、“想一下”,計(jì)算機(jī)就可乖乖地按著你的想法為你服務(wù)了。盼望著這一天早日到來(lái),同學(xué)們行動(dòng)吧……

2.2遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律

端正了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是學(xué)好“操作系統(tǒng)”課的前提。但不等于所有的學(xué)習(xí)障礙都被掃清了,該課的特點(diǎn)依然存在。當(dāng)任課教師滿懷豪情地在課堂上滔滔不絕地講述“進(jìn)程”、“同步”、“互斥”、“P、V操作”時(shí),由于內(nèi)容抽象、難懂而學(xué)不懂時(shí),甚至放棄時(shí),教師的積極性也隨之被打消了。這就要求教師,一定要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,針對(duì)知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn),采用由形象到抽象,由具體到理論,由淺入深,由易到難,分散難點(diǎn),循序漸進(jìn)地教學(xué)方法,使學(xué)生具有持續(xù)的學(xué)習(xí)積極性,方可收到較好的教學(xué)效果。

比如,在講授用鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥問(wèn)題時(shí),以火車(chē)上的廁所為例:先要看一下廁所門(mén)上的把手標(biāo)識(shí)是“有人”還是“無(wú)人”。只要當(dāng)“無(wú)人”時(shí),你才能進(jìn)入廁所。而你一旦進(jìn)入廁所后將門(mén)鎖上時(shí),把手標(biāo)識(shí)也隨之由“無(wú)人”變成了“有人”,防止其他人進(jìn)入。當(dāng)你方便完后,打開(kāi)廁所門(mén)的同時(shí),標(biāo)識(shí)“有人”也變成了“無(wú)人”。形象地描述了用“鎖”實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥地進(jìn)入臨界區(qū)的全過(guò)程。并抽象出互斥模型為:

(1) 進(jìn)入?yún)^(qū):申請(qǐng)臨界區(qū)的互斥權(quán)。即:用來(lái)判斷臨界區(qū)中是否有其他進(jìn)程?有,未得到互斥權(quán),只好等待。無(wú),得到互斥權(quán),可進(jìn)入臨界區(qū)。

(2) 臨界區(qū):訪問(wèn)臨界資源。

(3) 退出區(qū):釋放了臨界區(qū)的互斥權(quán)。

在這個(gè)模型中,缺一不可。進(jìn)入?yún)^(qū)與退出區(qū)的位置也不可顛倒。

再比如,講授經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題中的典型問(wèn)題之一:生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題時(shí),用兩句話來(lái)概括問(wèn)題的關(guān)鍵。即:保證不出現(xiàn),“供不應(yīng)求”和“供大于求”。由于生產(chǎn)者和消費(fèi)者是互相獨(dú)立的主體,要想解決供需矛盾,可在生產(chǎn)者進(jìn)程與消費(fèi)者進(jìn)程中,利用兩種機(jī)制,一個(gè)叫做等待機(jī)制,一個(gè)是喚醒機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)它們之間的相互等待和相互喚醒即達(dá)到“同步”。在這里假設(shè)生產(chǎn)者將生產(chǎn)出的產(chǎn)品放在倉(cāng)庫(kù)里,消費(fèi)者到倉(cāng)庫(kù)里取出產(chǎn)品去消費(fèi)。這樣一來(lái),二者之間需要解決兩對(duì)矛盾。首先,生產(chǎn)者在生產(chǎn)產(chǎn)品之前,要判斷一下,可供放置產(chǎn)品的倉(cāng)庫(kù)是否還有空閑的位置?若有,則可繼續(xù)生產(chǎn)(用等待機(jī)制P操作實(shí)現(xiàn))。生產(chǎn)者每生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品,放入倉(cāng)庫(kù)時(shí),產(chǎn)品數(shù)量計(jì)數(shù)值加1和判斷有無(wú)等待產(chǎn)品的消費(fèi)者?若有,需將其喚醒(用喚醒機(jī)制V操作實(shí)現(xiàn))。沒(méi)有空位置,生產(chǎn)者要等待。其次,消費(fèi)者到倉(cāng)庫(kù)去取產(chǎn)品之前,也要判斷一下倉(cāng)庫(kù)里此時(shí)是否有可供消費(fèi)的產(chǎn)品?若沒(méi)有,消費(fèi)者等待。有產(chǎn)品便可取走去消費(fèi),(用等待機(jī)制P操作實(shí)現(xiàn)),還要看看有沒(méi)有等待倉(cāng)庫(kù)空閑位置的生產(chǎn)者,有的話也需要喚醒(用喚醒機(jī)制V操作實(shí)現(xiàn))。從中可得到應(yīng)該設(shè)置一個(gè)表示倉(cāng)庫(kù)是否有空閑位置的信號(hào)量,還要設(shè)置一個(gè)表示倉(cāng)庫(kù)中是否有可供消費(fèi)的產(chǎn)品的信號(hào)量。根據(jù)需要利用“P、V操作”來(lái)實(shí)現(xiàn)兩類(lèi)進(jìn)程的同步。

2.3培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力

“操作系統(tǒng)”課中的概念多,繁雜,也是影響學(xué)習(xí)效果的原因之一。為了培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,引導(dǎo)學(xué)生找出問(wèn)題的共性和特性。通過(guò)掌握共性,再利用比較得出特性,可大大減少知識(shí)的記憶量。

如在講進(jìn)程控制塊的定義時(shí),“進(jìn)程控制塊(PCB)是進(jìn)程存在的標(biāo)志,其內(nèi)容為系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程進(jìn)行管理所需要的全部信息?！敝灰獙⑸鲜龆x中帶有下劃線的名詞做一個(gè)替換,就可得到線程控制塊、作業(yè)控制塊、文件控制塊等被管理對(duì)象的控制塊的定義。這是它們的共性。而特性可從各對(duì)象的定義中尋找答案。如線程是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的執(zhí)行流。一般認(rèn)為,進(jìn)程是資源的分配單位,線程是CPU的調(diào)度單位。因此,線程控制塊的內(nèi)容一定與所屬進(jìn)程控制塊的內(nèi)容相關(guān)。它的內(nèi)容較少,因?yàn)橛嘘P(guān)資源分配等多數(shù)信息已經(jīng)記錄于所屬進(jìn)程的PCB中,剩下的是有關(guān)CPU調(diào)度的信息,如標(biāo)識(shí)信息、狀態(tài)信息、調(diào)度參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)信息、鏈接指針。舉一反三,善于比較和鑒別,就會(huì)使學(xué)習(xí)變得輕松起來(lái)了。

在講授進(jìn)程三種基本狀態(tài)時(shí),啟發(fā)學(xué)生既然進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)可分成系統(tǒng)態(tài)和用戶態(tài),那么其余的兩種狀態(tài)是否可以一分為二或一分為三呢?三種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換圖中,哪條邊應(yīng)該有?哪條邊不應(yīng)該有?為什么?讓學(xué)生們課后去討論。在講到作業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖時(shí),又把前面講過(guò)的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖拿來(lái),與之比較,從中找出進(jìn)程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度之間的聯(lián)系和區(qū)別。眾所周知,學(xué)生們?nèi)狈碚撀?lián)系實(shí)際的能力。而理論聯(lián)系實(shí)際的能力是解決問(wèn)題能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。實(shí)際的系統(tǒng)與理論中所介紹的內(nèi)容,往往都有一定的差別。這一點(diǎn)一定要和學(xué)生說(shuō)清楚。應(yīng)該在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)方法。結(jié)合Windows的線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,指出由于Windows操作系統(tǒng)是多處理機(jī)操作系統(tǒng),因此,在它的轉(zhuǎn)換圖中要體現(xiàn)出來(lái)。其中的“備用”狀態(tài),就是一種特殊的就緒狀態(tài),是已經(jīng)分得處理機(jī),但暫時(shí)還需等待的狀態(tài)。

2.4培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

筆者認(rèn)為教學(xué)中突出重點(diǎn),梳理所講述的內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和良好學(xué)習(xí)方法,有時(shí)要比傳授一般性知識(shí)內(nèi)容更重要。

比如在講操作系統(tǒng)類(lèi)型時(shí),它有10多種。引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)掌握三種基本的操作系統(tǒng)類(lèi)型,即:多道批處理系統(tǒng)、

分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)。其它類(lèi)型可看成是基本類(lèi)型的“混和運(yùn)算”,或在基本類(lèi)型基礎(chǔ)上增添某些功能,便可得到另外的類(lèi)型。如通用操作系統(tǒng),是基本操作系統(tǒng)的“混和運(yùn)算”。而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),可看作在基本操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,添加了網(wǎng)絡(luò)管理功能。即:網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)=基本操作系統(tǒng)+網(wǎng)絡(luò)管理。

又如操作系統(tǒng)的各大管理名目繁多,不易為學(xué)生所掌握,引導(dǎo)學(xué)生將其分為兩步:(1)為被管理對(duì)象建立一個(gè)某某控制塊、根據(jù)被管理對(duì)象的特點(diǎn),利用相應(yīng)的算法,實(shí)現(xiàn)其管理目標(biāo)。(2)如在管理中出現(xiàn)各種無(wú)法解決的問(wèn)題,就會(huì)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序,去解決。

類(lèi)似的例子很多,不在此贅述?？傊P者是想通過(guò)這種方法,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三、變復(fù)雜為簡(jiǎn)單的自學(xué)能力。正如常言所說(shuō),授人以魚(yú),不如授之以漁。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述教學(xué)方法的改進(jìn),學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本課的積極性顯著提高。表現(xiàn)在上課出勤率高,課堂的學(xué)習(xí)氛圍濃烈,認(rèn)真思考,師生教和學(xué)的活動(dòng)同步,變一言堂為多言堂,生動(dòng)活潑。不僅使學(xué)生能輕松愉快地學(xué)好這門(mén)功課。同時(shí)也使教師在學(xué)生的信息反饋中受益匪淺。

參考文獻(xiàn):

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