張然

摘 要 “操作系統(tǒng)原理”是一門理論和概念都比較抽象的課程。為了讓學員更好地理解操作系統(tǒng)設計原理，實驗教學環(huán)節(jié)的開設顯得尤為重要。本文以“操作系統(tǒng)原理”的實驗教學環(huán)節(jié)作為出發(fā)點，進行了探討和實踐，提出了優(yōu)化課堂效果的教學方法，為相關課程教學的改革提供參考。

關鍵詞 操作系統(tǒng) 實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

計算機操作系統(tǒng)是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的首次擴充，其它系統(tǒng)軟件和應用軟件都依賴于最下層操作系統(tǒng)的支持，所以它是最重要的計算機系統(tǒng)軟件，其基本原理和技術是計算機專業(yè)人員必須掌握的基礎知識。與其相關的《操作系統(tǒng)原理》課程則是高校計算機相關專業(yè)的專業(yè)骨干課程。該課程的教學目的在于使學員掌握操作系統(tǒng)的基本概念、原理、方法和技術，為其它專業(yè)課的學習打下基礎。

但是，“操作系統(tǒng)原理”的理論性和概念性都很強，造成學員在學習過程中總是總是覺得似懂非懂，很難做到融會貫通，因此，在課程的整體規(guī)劃中應增設實驗教學環(huán)節(jié)，盡可能提高學員的學習積極性，幫助學生進一步了解操作系統(tǒng)的概念和理論，從而加深對現(xiàn)代操作系統(tǒng)的認識和理解，熟悉操作系統(tǒng)的安裝和環(huán)境、進程描述、控制和調度、存儲管理、輸入/ 輸出管理、文件系統(tǒng)等。培養(yǎng)他們的系統(tǒng)設計能力和分析問題、解決問題的能力。

筆者在長期的實際教學中，發(fā)現(xiàn)操作系統(tǒng)的實驗課程存在著各種各樣的問題，有些問題在各個高校都較為普遍，這引發(fā)了筆者對于這門課程實驗教學的深入思考。本文從實驗課的內容層面劃分、內容設置和實施過程三個方面對“操作系統(tǒng)原理”實驗教學進行分析，并提出自己的看法。

1“操作系統(tǒng)原理”實驗教學的內容層面劃分

操作系統(tǒng)涉及的內容較多，相對應的實驗層面有深也有淺，主要有以下四個層面，各層面依次由淺到深遞進。

1.1觀察與使用層面

選擇一個實際的操作系統(tǒng)（一般為 Windows操作系統(tǒng)）作為實驗環(huán)境，讓學員觀察操作系統(tǒng)運行某個功能的具體現(xiàn)象，來體會操作系統(tǒng)原理的設計內容。這種方式只能看到系統(tǒng)的外部運行情況。為了讓學員真正理解操作系統(tǒng)的內在原理，可以在使用層面的基礎上增加部分編程的實驗內容。

1.2算法模擬層面

選取課程中一些典型算法，如進程并發(fā)、頁面置換等，讓學員在理解該算法的基礎上使用編程語言來進行模擬實現(xiàn)。此類實驗有利于學員加深對操作系統(tǒng)理論的理解，但體會不到實際操作系統(tǒng)與計算機硬件之間的交互。

1.3源碼閱讀級層面

通過對現(xiàn)有操作系統(tǒng)部分內核源代碼的閱讀，深入理解操作系統(tǒng)的設計原理。

1.4系統(tǒng)設計層面

這個層面主要用于國內一流高校，如清華、人大等研究型大學，主要方法是讓學生自主設計一些小型操作系統(tǒng)，進行擴展型實驗。這種實驗方式可以提高學員的自主能動性，但其工作量與難度很難把握，可能導致大部分學員無法完成而影響教學效果。

2“操作系統(tǒng)原理”實驗教學的內容設置

我院計算機科學與技術專業(yè)選擇在學員大四上學期開設“操作系統(tǒng)原理”課程，共50課時。選用的教材是西安電子科技大學出版社出版的《計算機操作系統(tǒng)》（第四版），該教材主要側重基本概念及原理，以課堂教學為主。為了加深學員對課程的理解和掌握，我們設置了大約8到10個課時的實驗課。以往的實驗課程的設置主要集中在利用 Windows 操作系統(tǒng)提供的接口進行系統(tǒng)調用編程以及算法模擬，經過多輪教學之后發(fā)現(xiàn)，效果并不理想。只有少部分真正感興趣的學員能夠學到東西，大多數學員反饋回來的信息是實驗內容過于零散、抽象，學員希望能夠把這些零散的實驗內容整合到一個完整的操作系統(tǒng)中。因此，我們對該門實驗課的教學內容進行了改革，對具體內容做了調整。在最新的設置中，充分考慮了知識體系的關聯(lián)性與完整性，實驗內容也遞進的展開。

通過理論課與實踐課的結合，學員先學習理論知識，進而模擬實現(xiàn)其中的算法，最后，進行完整操作系統(tǒng)的實驗，實現(xiàn)了“抽象理解—感性認識—理性理解”的學習認知過程。

3實驗課程的實施過程

在實驗實施前，教員要先確定本次實驗的具體內容，并收集整理相應的實驗素材；其次，按照具體的實驗內容撰寫實驗指導書，指導學員如何進行實驗以及對實驗過程中將用到的數據結構進行簡要說明，并將相關代碼發(fā)給學員；然后，根據實驗指導書介紹，指導學員理解實驗所需的相關知識并完成實驗任務；最后，教員驗收學員實驗成果。

在此過程中，值得注意的是，在學員實驗期間，需要教員積極引導其進行閱讀和思考。令外，在每次實驗結束時對學員的實驗成果進行評價，并將其實驗成績體現(xiàn)在學員的最終成績中。

4結語

“操作系統(tǒng)原理”課程實驗教學的設置，不僅加強了實驗環(huán)節(jié)中的設計與應用，還進一步促進了學員對操作系統(tǒng)知識的理解與掌握，提高了學員解決問題及實踐動手能力。

我們結合學院學員的特點，從實驗教學設置的層次、內容以及實施過程等方面進行論述，旨在充分發(fā)揮實驗教學應有的作用。

參考文獻

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