以大学计算机操作系统为题的论文

篇一

《关于计算机操作系统课程教学中的思考》

[摘要] “计算机操作系统”是计算机专业的核心课程,由于教学内容的原理性较强、

知识体系繁杂,在课程教学中存在着很多困难和障碍。针对该课程的特点并结合作者的教

学实践,本文提出了在教学中存在的问题以及改进方法。

[关键词] 操作系统实验设计教学

引言

操作系统是计算机系统中最核心和最底层的软件,是计算机系统的指挥和管理中心。

它不仅是沟通用户与硬件间的接口,使用户能利用其提供的命令和服务,方便、灵活的控制

和使用计算机,摆脱直接使用硬件的困难和繁琐,而且是沟通其他软件与硬件平台的接口,

因此,操作系统是现代计算机系统中必不可少的重要系统软件。

“计算机操作系统”是各高校计算机相关专业本科生重要的专业主干课程,是一门理

论性和综合性比较强的学科,但在其教学过程中受学科本身的限制存在着很多问题,比如说

内容太过于理论化;教材内容更新很慢;实验教学与理论教学脱轨等等很多问题。根据笔者

的调查发现,学生普遍反映,学习了操作系统,只是掌握了一些简单的基本理论,而对其源代

码一无所知;用人单位普遍反映,对于计算机专业的本科生,不能根据某种需求灵活运用操

作系统原理对核心源代码进行使用、修改和扩展,更谈不上创新;也不能将其基本原理运用

到工作中去。所以对计算机操作系统教学改革的作用重大,意义深远。

1 计算机操作系统课程教学存在的问题

经过多年的教学实践,发现高等院校校计算机专业的“计算机操作系统”课程,在教学

过程中存在以下几个问题。

1.1 原理讲解难

“计算机操作系统”核心原理可以划分为多个层次,既有系统结构设计策略,又有核心

模块的设计思想,还有不同形式的技术实现方法。所以该课程包含了很多重要关键的设计

策略、处理机制和实现算法,在计算机科学领域的飞速发展过程中,各种策略与方法的出现

都受到了当时技术发展条件、应用需求趋势的约束。如果在讲授的过程中,单纯的讲解这

些技术,而忽略了当时的发展背景,就变成了算法和代码的简单灌输,学生只能是生搬硬套、死记硬背,既不能激发学习的主动性,也无助于提升学生的系统分析设计能力,所以就导致

教师的讲授难。

“计算机操作系统”受学科本身的限制,不仅结合了高级语言程序设计、数据结构、

计算机组成原理、接口与外设、计算机体系结构等多种不同门类的计算机专业知识,而且

还有课程本身的知识点,知识点很多,如果学生在知识基础不完备、缺乏系统性学习的情况下,很难深刻理解操作系统的原理,学生在学习过程中不能明确重点,由此导致学习效率和

质量下降。最终只能的效果只能是事倍功半。很多学生戏言“操作系统课程就是计算机专业的政治课”,其实这充分说明了深入浅出讲解“操作系统原理”的困难程度。

1.2 实验设计难

任何一门计算机课程的讲解,都与实践操作离不开。对于操作系统这门课程而言,情况更是如此。但由于课程本身枯燥的理论,导致了很多学生根本无法提起对实验的兴趣。笔

者曾经对本系上过这门课程的本科学生做过一个调查:发现对实验课感兴趣的只占到了32%,有相当一部分同学对实验课不感兴趣,而进一步调查后发现,原因也只有两点:如果实验课

程的内容是让学生模拟设计一个操作系统的话,根本无法完成;而如果是模拟教材的各种设计策略、实现算法的话,又仅仅是一个程序的运行,感觉与操作系统本身联系不是很大。从而无法极其学生的兴趣。

由此可以看出,对实验课程教学这一块,不仅仅是本身实验设计的难,而且更是选择什

么样的实验内容。

2 对操作系统课程教学的改进方法

2.1 教学方法的改革

2.1.1 使用多媒体和网络技术

在操作系统教学过程中,常常碰到许多抽象的理论,如进程的同步和互斥机制、内存的页式存储管理、设备的驱动实现等,由于在实际使用操作系统软件时很难观察到软件的控

制过程,使得学生对诸如进程同步、进程死锁、虚拟存储器、设备控制表等理论知识感到

难以理解和记忆。借助计算机多媒体技术就能使这些软件控制过程变静为动,变透明为直观,用动画的形式给学生以生动的启示,正确引导学生深入认识事物的本质,提高学生对枯

燥理论的学习兴趣,从而大大提高课堂教学效率。

在教学中采用网络教学平台,可以充分体现交互式学习。不仅能方便教师在网上实施

教学,教师可以将教学目标、教学内容、习题等存放在服务器中,方便管理,而且可以引导

学生自主学习和主动学习,学生可以根据自己的需要进行学习。更能够实现互动学习,通过网络教学平台,学生可以获得疑问的解答,得到学习的动力,教师也可以了解学生的当前学

习状况,激励学生的学习。在网络教学活动中建立起一个有效的交流环境,能够使得分布在不同地方的师生方便的交流,从而能够有效的提高教学活动的质量。也使得网上教学从简

单的教学信息发布变成一个充满交互与交流的虚拟学习社区。

2.1.2 鼓励学生参与课堂教学

计算机从诞生到现在,一直处在飞速发展阶段,同样,操作系统原理的知识在不断更新,

许多问题目前的解法也未必就是最好的,笔者曾经尝试过,在课堂教学中除了在尽量把现有

内容讲具体、讲清楚、讲生动的前提下,鼓励教师与学生大胆地讨论一些问题的创新性的

解法。比如,内存管理策略、系统安全对策等。尽管学生的一些想法或解法可能并不实用,

但这种教学方式赢得了学生的普遍欢迎和支持,极大地活跃了课堂气氛,也提高了学生学习

操作系统的积极性。

2.1.3 教学语言的通俗化

大量引用源于生活的和系统理论研究中的生动有趣的例子,特别是直接源于生活的例子。比如,在介绍进程这个抽象而重要的概念及进程间通信的难点问题时,使用了在家烹饪、到医院看病、开运动会、下象棋等许多生活中的例子;而在介绍分页内存管理策略时,又使

用了宾馆管理客房的例子。学生在理解和掌握操作系统原理中的一些重要而抽象的概念以

及难点问题时就变得容易了,也增加了学习的乐趣。

另外,在讲授各章节内容时尽量前后联系,以求融会贯通。操作系统是个复杂的、涉及

面很广的系统软件,现在的教材大都按操作系统资源管理功能进行章节安排,这些章节的内

容往往有很多联系,而学生自己学习时意识不到这一点,对一些问题理解不深甚至偏颇,对

操作系统缺乏整体认识,因此需要老师的提醒。比如,设备分配与进程管理的联系、文件使

用与设备管理的联系、系统安全性与其他各章的联系等。

2.2 教学内容的改革

2.2.1 教材的选择

操作系统课程总体教学目标是培养具有扎实的计算机操作系统理论功底,了解最新的

操作系统设计技术,为动手编写系统程序能力的人才打基础。所以选择相应的教材至关重要。

目前国内大学采用的教材一般分为三类:第一类是由国内大学的教授编写的,比较符合

中国传统的教学思想,但内容跟不上新技术知识的发展;第二类是引进国外具有权威性的教

材的翻译版,这类教材的好坏还部分取决于翻译者的英文水平和专业水平;第三类是引进国

外最新的具有权威性的英文原版教材。如果学校的师资水平比较高,学生能力又比较强,采

用最后一类教材进行双语教学,对学生的学习是十分见好。选用具有权威性的国外一流大

学的计算机科学教材,内容先进实用,不仅使学生学到基本理论,而且注重结合前沿技术,使

学生在以后工作中得以实用,而且还可以提高学生的英语水平。笔者建议采用由高教出版

社出版,美国西尔伯斯查兹、高尔文、加尼编写的操作系统概念一书。

2.2.2 实验的设计

基于学生层次不同,我们可以设计不同的实验内容,比如说: