操作系统理论知识
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操作系统理论知识范文第1篇
关键词:操作系统;课堂教学;教学实施
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
操作系统是计算机系统的核心和灵魂,是最为基础的软件系统,构造极为复杂。“操作系统”课程是计算机相关专业的专业核心课程,通过该课程的学习不但要求学生掌握操作系统的基本理论和知识,具有剖析、设计和实现操作系统的基本能力,而且应该培养学生的软件开发能力、技术创新能力、科学作风与综合素质等。因此,计算机科学与技术专业的学生必须要学好这门专业课程。
由于操作系统理论性与实践性结合紧密,涉及学科抽象、理论、设计3个形态,与理论模型、算法设计、软件系统、工程实现、程序设计、领域应用等密切相关,具有理论性强、概念抽象、难以理解掌握,设计技巧高、实现机制精妙、代码量庞大,技术发展迅速、知识更新快、内容广泛且与多个方向交叉等特征,因此“操作系统”教学有相当难度。
多年来,我们积极开展“操作系统”课程建设,跟踪计算机科学与技术的新趋势、新技术、新方法,不断更新教学大纲、理论教材、实验教材、电子教案、教学方法、实验环节,革新课堂教学和实验教学的内容和手段,改进考核评分办法、探索加强能力培养的途径,组建和培养教学师资梯队,开发数字化网络支撑平台,多方位、立体化推进“操作系统”课程教学质量的提高。
教材建设是课程建设和人才培养的核心,本文以作者编著出版的理论课教材《操作系统教程》(第4版)为背景,结合教材的总体规划与建设,围绕“操作系统”讲什么?怎么讲?介绍多年来在“操作系统”课堂教学上的心得体会,以期抛砖引玉。
2操作系统理论教材的规划与建设
2.1教材建设历史
南京大学是国内最先开展操作系统研究与教学的单位之一,我校自1973年为计算机专业本课生开设“操作系统”课程开始,到2009年为止,30多年间,共出版操作系统教材7本。1980年出版《操作系统原理》(人民邮电出版社),1987年出版《分布式操作系统》(国防工业出版社),1989年出版《操作系统教程》(高教出版社)获1992年国家级优秀教材奖,1995年出版《操作系统教程(第2版)》获1997年江苏省二类优秀课程奖,2003年出版《操作系统教程(第3版)》获2004年江苏省优秀课程群奖,2008年出版《操作系统教程(第4版)》被评为2008年教育部精品教材。
2.2 《操作系统教程(第4版)》教材建设思路
操作系统是计算机领域最活跃的分支之一,尽管其基础理论与技术已基本成熟,进入二十世纪九十年代后,随着计算机技术突飞猛进,操作系统新概念、新技术、新方法层出不穷。“操作系统”课程一方面要适应这种发展的趋势,即时更新教学内容;另一方面,也必须抓住操作系统最基本的原理和技术,注重基础理论知识教学。
《操作系统教程(第4版)》(以下简称“第4版”)以“科学性、系统性、先进性、实用性”为教材编著指导思想,从理论、抽象、设计3个形态的高度来组织教学内容,将整个教材划分成十个知识单元:(1)概念与原理;(2)进程和线程;(3)同步、通信和死锁;(4)处理器管理和调度;(5)存储管理与虚拟存储器;(6)设备管理;(7)文件管理与虚拟文件系统;(8)安全与保护;(9)结构与设计、典型操作系统实例;(10)网络与分布式操作系统。教材安排布局和内容组织紧密围绕十个知识单元,有系统、有层次、有广度、有深度地展开全书内容。
第4版教材总体规划与建设过程中,着重考虑了以下几点:
(1) 既要涵盖传统操作系统的基本概念、技术和方法,又要融合现代操作系统的最新技术发展和应用。
(2) 注意理论联系实际,相关概念或原理内容,精选现代操作系统实例作剖析与对比,有益于学生深入理解基本概念和原理,牢固掌握设计与实现的技术和方法。
(3) 强调四讲:讲概念、讲原理,讲方法、讲编程。
以并发进程知识点为例,表1为进程通信知识点及层次安排,给出了自底向上构筑操作系统中“并发问题”解决方案的知识框架。从程序并发执行出现的与时间有关的错误问题出发,逐层深入、逐步展开与阐述,讲解并发程序设计从低级通信原语到高级通信原语,从面向指令的低级程序设计到面向语言的高级程序设计转化的过程,体现了操作系统并发性解决方案自底向上的构筑过程和不同层次。在每个层次上,不但讲概念和原理,也讲具体方法和用来求解经典同步问题的编程(伪代码)例子,使学生容易掌握这些重点与难点,既有利于学生正确理解概念和原理,又能培养学生的动手实践能力和分析解决问题的能力。
(4) 归纳综合、总结提高,从对概念和技术的散碎的感性认识,上升到系统的、理论的高度。资源管理是操作系统最重要的功能之一,目前所见国内外教科书都会讨论这些内容,但鲜有系统地论述的。第4版教材作了尝试与探索,归纳综合资源管理有关知识点,进行系统深化和总结提高。首先,给出资源管理的三种技术:复用技术、虚化技术和抽象技术,阐述每种技术的定义、用途和用法。其次,讨论操作系统中三种最基础抽象:进程抽象、虚存抽象和文件抽象,于是可面向进程而不是处理器、面向虚存而不是实存、面向文件而不是磁盘,也就是不直接面向硬部件进行处理,这样一来操作系统资源管理工作就会变得简单与有效。至此,就能从理论高度掌握资源管理技术,为教好学好操作系统打下良好基础。
(5) 注重基础知识,加强技能训练。确保基础理论和知识在课程中的地位,只有掌握理论和知识,才能为创新能力培养打好基础,这一点在第4版教材编写中予以关注。全书编写200多道应用题,作为实践和技能训练的内容之一。通过让学生多做各种类型应用题达到强化技能训练的目的,也是加强能力培养的一个重要方面。
(6) 注意与实验课教材的衔接。充分体现操作系统理工紧密结合,理论与实践紧密结合的特点。课堂教学以传授理论和知识为主,实验教学以操作和实验为主,理论可在实验中得到检验并指导实践,实验有利于对理论的理解并促进理论的发展。另外编写配套实验教材《Linux操作系统实验教程》,两本教材相辅相成完成“操作系统”教学任务。
3 “操作系统”课堂教学实施中的有关问题
操作系统理论知识范文第2篇
关键词：高职高专；操作系统；教学改革
操作系统是计算机系统中最核心最基础的软件，是计算机系统的灵魂。计算机提供给用户的所有应用与服务都是在操作系统的基础上完成的。《操作系统》作为计算机学科中一门重要的承前启后的专业基础课程，其概念抽象、涉及知识面广，因此同时具有较强的理论性和实践性。为了使《操作系统》的教学目标与高职高专学校的计算机人才培养目标方向一致，适应市场经济条件下社会对计算机专业人才规格的需求，高职高专《操作系统》课程的教学应遵循“理论够用，注重实践”的原则，摆脱本科《操作系统》的教学模式，在教学模式、教学内容、实践环节、评价机制等方面进行改革。
1 教学内容改革
《操作系统》的教学内容主要包括操作系统的工作原理、组织结构、实现技术和理论算法等。要想在有限的学时中将这些内容完整的讲完是不可能的。因此应认真合理的安排适合高职高专学生的教学内容才能达到激发学生学习兴趣、消除“无用论思想”的目的。
目前看来，一部分高职高专院校的计算机应用专业、计算机网络专业、以及信息管理专业已在其人才培养计划中将《操作系统》课程的课程性质修改为选修课程。但各学校的计算机软件专业仍然将其作为一门重要的专业必修课程保留，因此本课程在教学内容、教材选择、教学模式以及评价机制等方面都应突出各专业人才培养特点。教学内容的安排可以从以下几方面考虑：
1.1 压缩原理性教学内容，加强前沿实例讲解
为了激发学生的学习兴趣，培养学生对操作系统的原理的分析能力，教学内容设置应增加实例教学的比重，适当减少理论性教学内容。目的在于让学生在学量实例的过程中就可以轻松理解操作系统是如何管理计算机系统资源的，与此同时学生也会对繁杂的基本概念有了清晰的认识和深刻的印象。
1.2 注重与相关课程的衔接
操作系统在整个计算机系统中处于核心地位，因此本课程与其他计算机课程如《程序设计语言》、《数据结构》以及《JAVA程序设计》之间都存在着或多或少的联系，教学内容方面应注意与前驱后继课程的衔接，一方面可以让学生更好的理解整个计算机体系结构，另一方面使学生充分认识其在计算机专业技术领域中的重要地位。
1.3 体现不同专业教学内容的差别
本课程在教学内容的设置上应该存在明显差异以突出不同专业特点和人才培养目标。如，对于选修课程，应该围绕操作系统的发展历史、未来趋势、实际应用等进行内容编排，目的在于教会学生如何利用软件去配置系统和解决系统常见问题等。而对于软件专业的学生，应突出各种经典算法如银行家算法、进程调度算法等部分的讲解，并设置上机时间供学生编写调试算法程序，以提高软件专业学生的编程能力和系统软件开发的综合能力。
1.4 加强实践环节提高动手能力
为了让学生更好的理解和掌握课程内容，实践教学是一个非常重要的环节，针对操作系统的教学内容和各专业学生的实际特点，实践内容可选择学生比较容易上手，又能掌握操作系统运行原理的方式，即实验带有强烈的验证色彩。
2 教材选取
作为教师教学和学生学习的重要理论依据，教材的合理选取尤为关键。《操作系统》课程的教材选择一定要遵循高职高专的教育原则，在高职高专计算机教材系列中选择理论实践紧密结合、写作方式由浅入深、循序渐进、层次清楚、步骤详尽的课本作为课程教材。除此之外，各高职高专院校还可以结合本校的学生特点和人才培养目标，组织具有一定教学经验的成员编写适合本校学生的《操作系统》理论教学材料以及相关实训手册。选择更加形象易懂、适合学生阅读的操作系统相关书籍作为参考教材，以激发他们的学习兴趣和积极性。
3 教学方式改革
3.1 教学模式改革
在教学中遵循“强调教师为主导、始终学生为主体”的原则，采用“层次模块化”的教学模式，逐步改变学生被动接受知识的局面，提高教学效果。其中，教学模式的层次划分为硬件平台层和核心层。硬件平台层是指计算机系统中的各种硬件所构成的教学模式平台层，是学习操作系统的必备基础知识。在每次讲授新课前，有必要对硬件知识进行回顾复习。核心层是层次模块化教学模式的主体，也是操作系统的核心。
3.2 教学方法改革
3.2.1 案例教学法
结合Windows、Linux等实际操作系统，构造典型的案例库，对操作系统的工作原理和各项管理功能进行讲解，使学生有直观形象的认识，摆脱对这门课空洞枯燥的印象。
3.2.2 换位思考教学法
教学过程中应摒弃为了教而教，为了学而学的思想和方法，应引导学生从普通用户、程序员以及操作系统的设计者等不同角度出发，换位思考，全面认识评价操作系统的设计目标和工作原理。
3.2.3 自学探究教学法
改变传统的以教师为主体的“灌输式”教学法，通过提供一些系统内核源程序和指导性框图来帮助学生自己分析实例操作系统中相应功能模块。
3.2.4 类比教学法
在课堂讲授中，将实际应用和生活中人们熟悉的事物与枯燥、抽象的概念理论进行类比，有助于学生直观形象的理解理论知识，激发学习兴趣。
4 课程考核方式改革
4.1 作业形式改革
学生的作业内容可根据各专业特点设置，除了完成教材课后习题外，增加课题式作业，以论文、报告或作品的形式上交。简单课题作业学生独立完成，复杂作业则需要学生组队完成。
4.2 考核形式改革
《操作系统》所涉及的知识面很宽，传统的理论考核模式不能客观全面的反映学生的知识能力和技术水平。因此，除了常规的理论考试成绩，学生平时完成的作业和上机实训的情况也应作为一部分计入期末总评成绩。
5 结束语
本文结合多年从事《操作系统》课程的教学经验，从教材选取、教学内容、教学方法和考核方式等方面提出了高职高专《操作系统》课程的教学改革方案。通过实际应用，课程教师和学生一致反映所选教材更加通俗实用，学生课堂学习气氛较以前有很大改善，更多的学生对操作系统产生了浓厚的兴趣，并且认为自己通过一学期的学习不仅理论知识更加扎实稳固，而且实践综合能力也得到了很好的锻炼和提高。
[参考文献]
[1]付明柏.专科学校操作系统理论与实训教学模式探讨[J].科技文汇，2009.
[2]李琳娜.操作系统课程教学改革研究.信息系统工程，2010：9.
操作系统理论知识范文第3篇
关键词:操作系统;任务驱动;教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
操作系统是计算机系统最核心、最基础的系统软件。操作系统的原理及实现方法是从事计算机专业的人员必须掌握的基本知识。在CC2004中,“操作系统”是计算机科学与技术专业 和软件工程专业的主干课程。因此,教授好“操作系统”课程,是计算机科学与技术专业和软件工程专业必须做到的基本要求。同时,“操作系统”又是一门理论性较强的课程,一些应用型本科院校的学生对该门课程的重要性认识不足,因此,如何把操作系统理论与实践相结合,设计出一种能够引起学生兴趣的教学方法,是摆在“操作系统”教学人员面前的一个课题。
随着计算机软件技术和硬件设备的不断发展,计算机操作系统的发展已经今非昔比。随着操作系统的发展,课程内容也在不断更新充实,在教学中,如何把握课程的发展方向,课程重点是什么,学生应该理解和掌握的内容是什么,如何把所学理论知识应用到实践中去,都是课程建设中应该思考的问题。
2 “操作系统”课程特点
根据笔者的教学经验,认为“操作系统”课程在教学过程中有以下特点:
(1) 专业知识涉及面广,知识结构分散
“操作系统”课程所需要的基础知识面较广,必须具备“高级语言程序设计”、“数据结构”、“计算机组成原理”、“计算机体系结构”等多门课程的计算机专业知识。学生在知识结构不完备,缺乏系统性训练的情况下,要学好操作系统是不容易的,一些学生只求考试获得通过。因此,只能采取死记硬背的学习方式,学习效果较差,教学质量无法得到保障。
“操作系统”课程涉及到处理器管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理和用户接口等五个专题,每个专题的知识结构相对独立,专题与专题之间的联系不太密切。这造成了教师在授课中难以把握重点,学生学习没有条理性等问题。
(2) 实践环节薄弱,理论难以联系实际
研究型大学的实践环节,可以以剖析操作系统的内核,编制部分操作系统模块为目标;但在应用型本科院校,学生如果以上述目标作为实验环节是有困难的。学生的基础知识不够扎实,研究能力不够强,这些都导致了“操作系统”课程的实践环节相对薄弱。一些学生学习完操作系统后,死记硬背了一堆理论知识,却不知道这些知识将怎样应用。学完课程不久,所背理论知识也就遗忘殆尽。
(3) 理论性强,概念抽象,不易理解
“操作系统”课程主要讲授操作系统原理,算法设计及实现方法。课程理论性强,概念抽象,既有系统结构设计策略,又有核心模块的设计思想,内容庞杂,涉及面广,对于这样的课程,学生的学习积极性不高。
3任务驱动教学模式研究
3.1理论依据
任务驱动教学法是一种建立在建构主义基础上的教学方法。它强调教学活动应该通过设计一项重大任务或问题以支撑学习者积极的学习活动,帮助学习者成为学习活动的主体。设计真实的、具有挑战性的、开放的任务环境和问题环境,诱发、驱动并支撑学习者探索,提供机会并支撑学习者同时对教学内容和教学过程进行反思与调控。
所谓“任务驱动”是学习者通过完成教师布置的任务,将自己所学的知识与技能能够真正内化。其中任务蕴含了学习者应该掌握的知识与技能,也蕴含了学习者需要的能力训练要求。而且学习者完成任务的过程应该是一个不断提出问题、解决问题的过程。学习者的学习过程必须与任务的主题相结合。
3.2教学实践
由于“操作系统”课程在计算机领域有举足轻重的作用,学生能否学好该课程,对其未来发展有重大影响。因此,采用新的,能够引起学生对操作系统兴趣的教学方法,是我们在课程建设中要重点解决的问题。
我们希望,通过本门课程的学习,学生不但能够掌握操作系统的基本理论、设计思路及实现方法,还要培养自主学习的能力和终身学习的思想,为其今后的发展打下良好的基础。
基于上述想法,我们在“操作系统”课程的课堂教学中推行“任务驱动”教学法。通过与推行改革之前的教学方法比较,采用“任务驱动”教学法后,学生对理论知识的掌握明显优于以前,自主学习能力逐渐培养起来,更加具有研究开拓,不断进取的思想和能力。
4任务驱动教学法的应用
任务驱动教学法实施一般可分为任务设计、分析探索和效果评价等3个阶段。
4.1任务设计阶段
在“任务驱动”教学法中,任务的提出是前提条件,是整个教学环节的核心。任务设计的好坏,直接决定着教学效果的成败。因此,任务设计是“任务驱动”教学法的第一步,也是整个教学环节的关键。
教师要站在稍超前于学生智能发展水平的高度上,提出有利于学生掌握技能、获取知识的有意义的任务,设计的任务应能激发学生的学习兴趣。教师在实践教学中若能创造一种真实的问题情境,无疑能提高学生的求知欲。
任务的设计要有明确的目标,只有任务明确、编排合理方能达到预期的效果,教师要在学体目标的框架下,根据学生认知规律把知识点分成一个个相对容易完成的小任务。这些任务与任务之间不是孤立的,而是互相联系、相辅相成的,通过小任务由简单到复杂,循序渐进地完成。任务设计应注意学生的个体差异,分别提出恰当的基本目标、发展目标。基本目标通过努力人人都应达到,而发展目标则可以鼓励学有余力的同学继续追求,从而培养学生积极探索、勇于开拓的精神。
根据学生的认知水平及课堂教学的不同阶段,任务的形式一般有三种:
(1) 第一种形式:任务要求非常明确,有统一的模式,学生根据教师布置的任务,只需完成一两个知识点的任务即可。如在存储管理中给学生讲授了固定分区的思想之后,要求学生设计出固定分区管理的数据结构。这种形式比较适合于教学的初级阶段。
(2) 第二种形式:任务的一部分内容是教师明确要求的,另一部分允许学生自由发挥。如在讲解了连续分区存储管理之后,分析连续存储管理方式的缺点,要求学生设计一种离散存储管理方式,方法不限,给学生留有发挥的余地。这种形式比较适合于教学的第二阶段。
(3) 第三种形式:教师只给出任务的原则性的要求,大部分内容由学生自由发挥。如给学生介绍在大型系统中,对读盘的速度要求很高,要求学生对信息传输所花时间进行分析,找出主要矛盾,并设计一种或几种调度算法优化读盘速度。这种形式适用于学有余力的同学发展其积极探索、勇于开拓的精神。
4.2分析探索阶段
分析任务是任务驱动法中必要的环节。教师对任务进行适当的分析,有利于学生在探究学习中少走弯路,减少盲目性。一般来说,任务给出后,教师不要急于讲解,应该先让学生讨论、分析任务,搜集相关的资料,分析完成任务需要做哪些事情,存在哪些问题。如果完成任务的知识没有学习过,即含在任务中的新知识点,这也是任务所要解决的问题。
教师对任务分析之后,就是学生自主探索的阶段。这是学生学习知识技能的阶段,在这一过程中,教师尽量不要直接告诉学生如何去解决面临的问题,可以进行适当的启发,给出合理建议,提供学生所需的资料,也可以参与其中讨论。教师设计的任务可以由学生个人完成,也可以分小组完成。“任务驱动”教学法的任务是使学生成为学习主体。
4.3总结评价阶段
由于学生认知水平及时间的限制,学生完成了任务并不等于完成了知识技能的建构。还必须对任务完成情况进行分析评价,对学生设计的方案进行总结反思,分析其完成任务过程中的得失。
评价的第一阶段是教师参与学生的总结性讨论,对存在问题进行分析,对不完善的地方做相应的修改,如有必要,可以在班级集体交流中进行讨论,从而培养学生的科学精神。
评价的第二阶段是教师对学生完成任务的方案及实施方法给予评价和总结。评价的内容包括:学生是否完成了对新知识的理解、掌握和熟练应用,以及学生自主学习的能力,同学间相互协作的能力和创造性,解决问题的能力如何等等。教师的评价应注意保护学生的自尊心和信心,充分肯定其优点,使学生体验到成功者的快乐,以保持良好的学习势头。
评价活动主要是学生和学生之间以及学生与教师之间的交流,也是一个合作学习的机会。在这样一个合作性的集体中,具有不同知识结构、不同思维方式、不同风格的学生,可以在交流过程中互相启发、互相补充,在相互交流中产生新的认识。而教师也可从学生的一些创意作品中得到启发,达到教学相长的效果。任务评价活动使教师和学生在某种程度上都得到了发展。
教师对学生的评价不仅是学生成果的静态评价,还包括学习过程的动态评价。通过教师的点评帮助学生总结完成任务的过程和方法,促使学生反思自己的思路和行为,把所学的知识和技能消化。
5结束语
通过教学改革,“操作系统”课程已经由原来学生不愿意听课,只求能够过关的课程,变成了最爱上的课程之一。学生在课程的学习过程中,不但学到了操作系统的基本知识,而且学会了科学思考问题的方法,考试成绩及能力培养双丰收,经过几年的实践,“任务驱动”教学法在“操作系统”课程的教学中取得了明显的成效,使“操作系统”这样一门原来大家都认为难教的课程,成为最受学生欢迎的课程之一,受到了同行的肯定和学生的积极参与。
目前,我们正在研究如何深化教学改革,把改革成果推广到专业教育的各个层面,为专业教学水平的提高做出我们应有的贡献。
参考文献:
[1] 吕品.《操作系统原理》课程“互动式”教学研究与探索[J].安阳师范学院学报,2006(4):26-28.
[2] 李卓玲. 应用型本科计算机专业培养方案的制定策略与实施[J].沈阳工程学院学报:社会科学版,2006,2(4): 35-36.
[3] 张明新.《计算机组成原理》课程在高等师范院校中的教学改革探讨[J].淮北煤师院学报,2007(3):33-37.
操作系统理论知识范文第4篇
关键词:操作系统;实验教学;分层体系结构
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
我校是一所以经济、管理类学科为主,法、工、文、理等学科协调发展的多科性大学。信息管理学院的计算机科学技术与信息管理专业开设了“操作系统”课程。近几年来,学院围绕着培养创业型人才的办学理念和专业课程建设的指导思想,在该课程的实验教学环节进行了诸多实践改革尝试和理论研讨。
“操作系统”是一门理论性很强的课程,教材原理性内容相对抽象,难以理解,因而必须辅以实验环节加深学生对理论知识的消化,进而深刻理解操作系统的本质,从而在未来的工作中利用所学到的知识解决实际的问题。为此,我校“操作系统”课程组围绕“大学计算机实验教学主要包括原理验证性实验、综合性实验和创新性实验三个环节”的指导思想进行了深入剖析,努力寻找一个适合我校实际情况的“操作系统”实验课程方案。本文将结合我校实际教学情况,探讨操作系统分层次实验教学方案。
2我校“操作系统”教学现状
虽然在以往“操作系统”课程的教学中我们取得了不少经验,但尚存在诸多不足,很多地方有待进一步的研讨及改善,针对实验环节存在的问题有以下几个方面。
(1) 理论课与实验性课程相对独立
长期以来,在专业课程的设置中,我们将“操作系统”课程教学分成两门课,一门是“操作系统”,属于专业必修课,在大二下学期开设,没有配置实验教学课时;另一门是“Linux操作系统”,属于专业选修课,在大三上学期开设。对于前者,教师在课堂内主要讲授操作系统原理相关内容,学生只在课余自行做一些验证性实验来消化理解部分理论知识。对后者,以Linux为实例全面介绍操作系统的管理功能进行教学,主要介绍Linux实现原理并配置32学时的实验课时,但实验内容未做系统规划,实验体系结构不完整,并缺少层次性。要求学生完成的只是一些基础验证性及简单应用性实验,无法让学生全面理解操作系统的本质。
(2) 专业课程设置学时不足
由于学校采用学分制,为了让学生能在前三年修满基本学分(使得学生在四年级时专注于毕业论文、实习和找工作),我校在制定教学计划时将大部分课程安排在前三学年,这种压缩式的安排对专业课程形成了冲击,使得教学计划中的专业课课时数不得不挤压(一部分课程压缩了实验课时)。同时,由于学生每学期所修课程较多,难以有时间和精力来完成复杂的综合性实验,而具有创新性的、工程项目式的设计性实验更是无法开展。
(3) 实验设置缺乏层次性
实验设置没有考虑实验对象群体的差异性以及实验内容上的循序渐进、难度逐渐增加的层次性,对学生创新能力的培养不利,未能体现素质教育的宗旨。主要内容停留在对主流操作系统(Windows和Unix/Linux) 的命令使用、系统配置管理等验证性实验,以及编写程序来模拟实现操作系统中的一些数据结构及算法。所有学生做相同实验,实验难度相同,学有余力的学生缺少激励,其潜能得不到挖掘。这些内容虽然对学生了解操作系统框架结构、去除操作系统的神秘感是有所裨益的,但对学生深入理解系统内核整体结构、内核的运作机理、系统综合设计能力的培养没有太多帮助。
(4) 专业课程设计缺少相应的内容
虽然针对高年级学生也开设了“专业课程设计”课,但学院对专业培养的目标定位在培养应用性人才上。学生选修课程设计时大部分并不选择操作系统这一方向(大部分学生选择应用软件的开发,如相对简单一些的MIS系统开发,这是一个不争的事实)。学生学习“操作系统”的目的停留在运用好操作系统,使得计算机系统的软、硬件资源利用率能最大化,以及维护系统的平稳运行等上面,而不去考虑将来如何去设计、开发和修改操作系统功能。
3我校“操作系统”实验教学内容分层体系的构想
针对我校“操作系统”教学目前的现状,“操作系统”课程组提出了从课程设置和实验内容上进一步改革课程体系、内容的方案。
教学计划的制定以“素质教育、能力培养”为指导思想,内容上要体现“以人为本,因人而异”。在“操作系统”教学大纲中增加实验环节内容,增加教师全程指导的课内实验课时。实验的体系结构从内容的选择、层次结构、实验平台三个角度来考虑。
(1) 实验内容的选择
在选择实验内容时,从操作系统的基本原理出发,将实验内容组织成四部分:验证性观察性实验、算法模拟性实验、利用系统调用进行应用性综合性实验和创新性设计性实验。
① 验证观察性实验主要包括:利用操作系统的shell命令完成系统的一些管理工作、利用系统提供的一些工具观察程序运行期间系统如何进行管理及调度(如Solaris中的MDB和DTrace工具)。通过这些实验学生可以体会系统的管理过程,加深对原理性内容的理解。
② 算法模拟性实验主要包括:利用C或C++程序设
计语言来模拟实现操作系统的部分功能(如进程的调度和内存分配),指导学生阅读分析Linux操作系统相应功能的开放源代码并进行分析比较,总结实验的得与失。将抽象的概念消融在具体的代码实现中,让学生加深对现代操作系统的认识理解和运用。
③ 应用性、综合性实验主要包括:利用操作系统提供的系统调用接口来编写并发程序,让学生选做一些网络应用程序,数据库应用、管理程序,或某些设备的驱动程序。通过这些实验将学生学习过的其它计算机课程知识与操作系统理论知识紧密联系起来,达到对计算机部分领域知识的融会贯通。
④ 创新性、设计性实验主要包括:对部分有能力的学生,鼓励、帮助他们大量阅读、分析操作系统源代码,使得他们掌握操作系统的整体结构和设计思想,安排他们尝试编写代码来替换或扩充具体操作系统的功能,甚至组织兴趣小组来试着构建一个简单、但功能完备的小型操作系统。
(2) 实验层次的划分
根据上面确立的实验内容,将试验划分成三个层次,内容由浅入深,并按层次组织实验对象单位,实验难度按层次由上向下逐渐增加,参与不同层次的实验对象所要求掌握的知识结构也有所不同,具体如图1所示。
第一层实验内容相对简单,实验安排在大二下学期“操作系统”课内实验计划中,全体专业学生都要选修。此时学生对程序设计语言工具掌握驾驭不足,可由课任教师负责指导、助教辅助组织实施。
第二层实验安排在大三上学期的“Linux操作系统”课内实验计划中,有兴趣选修的学生数量相对较减少,可将学生分组选题开展实验,由课任教师直接负责并组织实施。
第三层的实验难度大,留到大四学生有充足时间时开展,实行导师负责制。由导师出题,将学生组织成课外科研小组,结合当前主流操作系统开展研究性活动。对有一定价值的研究课题可直接转入到毕业设计范畴。
(3) 实验平台的选择
实验平台的选择应结合目前操作系统的发展趋势,并充分考虑学生将来的就业口径。
我们的专业是设置在财经院校的框架下,将来有很多的学生可能就业在金融业、电信业、保险业、商业等行业,这些行业选择用的操作系统是我们选择实验平台应优先考虑的,另一个因素是系统源代码是否开发、网络上的互动学习社区是否丰富。综合考虑这两点,我们选择了Linux和Solaris作为实验平台,而且它们都提供了交互式多任务的终端,易于学生观察分析现代操作系统的多线程机制。值得欣喜的是,它们还同属一个家族,学习的负担不至于太重。
特别值得一提的是Solaris提供的两个工具DTrace和MDB。
DTrace是一个内置于Solaris 中的全面的动态跟踪工具。它可用于检查用户程序以及操作系统的行为。允许用户查看系统,以便了解其工作方式、在软件的多个层之间跟踪性能问题或找出导致异常行为的原因,方便地动态检测系统。
MDB 命令用于调试内核和其他软件程序。它可在交互方式或在脚本中调试实时用户进程、用户进程核心转储文
件、内核崩溃转储、实时操作系统、目标文件和其他文件。
4分层实验体系的优势及实现保障
通过逐层渐进式的试验,可以逐步引导、激发学生的学习热情,调动他们进行积极思维并进行创新的能力。
分层实验体系是从人们对事物的认知规律提出来的,是一种立方体化的教学方案,它贯穿大学的三个年级,在知识点上给学生不间断的刺激并逐步加深,同时它还联系了计算机的多门学科,有助于学生形成良好的知识结构,达到多学科的融会贯通。
通过部分班级的教学实践证明,这种方法有助于学生通过实践环节理解抽象概念,培养他们对实际操作系统进行综合分析的能力、锻炼他们的工程实践动手能力,激励他们进行创新思维不断进行科学探索的热情。
分层实验体系的构建需要多方面的支持,不仅需要硬件设备上的投入,还需要一个支持课程建设的良好软环境。
首先,需要学校和学院的支持,包括资金和师资两个方面的投入以及相应保障建设的制度(如实验室管理制度、教学与科研的互动制度)。
其次,课程建设不是一蹴而就,它是一个长期过程,应建立一个稳定而充满热情的、朝气蓬勃团结协作的课程教学梯队。
再次,教与学是相辅相成、教学互长的,应考虑到学生的力量,让他们也积极参与到课程建设中来,变被动学习为主动学习,不断吸收采纳学生的优秀实验案例,利用现身说法对后续选课学生能起到带动作用。
最后,完善网络教学平台,通过它为学生提供丰富的课程资源及一个学习交流环境,营造一个良好的学术研究讨论氛围。
5结束语
操作系统理论知识范文第5篇
关键词：操作系统；课程实践教学；教学改革
操作系统作为一门课程一直是计算机类专业的核心课程，在2007年出版的《高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程》一书中被列为7门公共核心课程之一。操作系统作为一个最庞大最复杂的系统软件，涉及到计算机系统的许多软硬件方面的知识，如硬件组成、接口原理、数据结构、程序设计等。这门课程的主要内容包括：操作系统概述、操作系统原理、并发性、调度与分派、内存管理、设备管理、安全与保护和文件系统。操作系统课程的具体实施由理论教学和课程实践教学两大部分。课程实践教学包括：课内实验、独立实验和综合课程设计。这门课程总的特点是系统性、理论性、实践性强。
这门课程的教与学历来都是非常具有挑战性的，再加上近年来很多国内高校普遍大幅削减课程的总学时，使得任课教师在教学内容的选择、内容深度的把握、理论与实际系统的联系、动手能力的培养方式等问题上很难拿捏。客观上造成了操作系统课程难教难学。
我们认为一个基本的解决思路是加强实践教学环节。唯有通过实践，才能使学生更具体、实在的感受到理论知识的意义和作用。唯有通过实践，才能使学生把抽象的概念和具体的实现形式联系起来。也唯有通过实践，才能培养学生的系统观念和实际动手的能力。所以实践环节的加强和完善是解决问题的必由之路。不仅如此，课程实践教学环节不仅限于扮演服务于理论教学的角色，它还具有独立的功能，即培养学生的系统观念和创新实践的能力。
本文将探讨农林院校的操作系统课程实践教学所面临的困难、实践教学内容改革、实践教学的组织实施的改革。
1农林院校的操作系统实践教学面临的困难
1.1理论课程内容带来的挑战
操作系统课程作为一门原理性的理论课，其基本任务是让学生了解和掌握操作系统的基本结构和基本原理及其基本实现方法。在有限的教学时间和教学资源条件下，不可能让学生通过这门课程学习具体的操作系统原理甚至实现细节。这样会让学生陷入大量烦琐的实现细节的大海中，不能自拔。更不能帮助学生有效掌握一般性原理，培养学生的系统观念和系统能力。
所谓系统观念就是考虑全局、把握全局，能够按照分层模块化的基本思想，站在不同的层面上去把握不同层次上的系统：多考虑系统的逻辑，强调设计。
所谓系统能力是指对计算机系统的认知、分析、开发与应用能力，也就是要站在系统的观点上去分析和解决问题，追求问题的系统求解，而不是被局部的实现所困扰。
上述特点决定了它的实践环节也具有先天的挑战性。也正因为如此，传统的操作系统课程大多侧重理论，淡化具体实现。也就造成了该课程与其他一些有密切关系的基础课程脱节。例如，与计算机组成原理、数据结构及程序设计等课程割裂。这使得学生不能融会贯通，理解困难。
如何恰当地在基本理论和具体实现方法之间取得一个平衡，是操作系统课程内容选择面临的主要挑战之一。目前有一些操作系统教材在尝试增加一些具体操作系统的内容。但是增加哪些具体实现方面的内容，以及哪些高校适合使用这种类型的内容，还是一个没有形成共识问题。需要各个学校根据自己的具体情况作出选择。
另外，这门课程在不同类型的高校中实际覆盖的内容是不同的。比如理工院校与农林院校、重点院校与一般院校、本科院校与职教院校。它们在实际教学内容的取舍上有显然的差异。操作系统理论课程内容上的这些问题直接影响到操作系统实践教学环节。内容的取舍、理论与实际系统的结合方式都无不决定着实践环节的内容。我们认为，作为农林院校中的计算机专业，需要在调整专业定位的背景下，选择合理的操作系统理论课程内容，然后才能决定合理的实践教学内容。
1.2实验类型选择困难
从实验类型上来说，根据认知的渐进原则，可以分为使用性、验证性、设计性和综合性实验。使用性仅仅学会如何使用具体操作系统，这类实验是必要的，但远远不够。验证性实验也不足以让学生真切地理解理论原理，仅对操作系统的重要功能做一些模拟程序设计，对学生的动手编程能力和系统思维能力有一定的考验。而比较深入的设计性和综合性实验则能够比较全面地训练学生的系统观念和系统能力，但是显然不是所有的高校都能够这样做。
目前，多数高校的操作系统实践教学内容就是学习使用特定的具体操作系统或者针对操作系统的重要功能做一些模拟程序。只有少数重点高校，要求学生阅读Linux或者Minix的源代码，并针对内核实现安排一些实践练习。作为农林院校中的计算机专业，需要各个院校根据自己的学生、教师资源的具体情况确定合适的实验类型。
1.3农林院校软硬件条件的局限
农林院校中的计算机学科与其他理工院校相比，存在着天然的巨大差距。由于某些观念和现实因素的影响，计算科学还很难完美的融入到国内的农林院校中去。首先是计算科学在农林领域中的应用效益和前景还没有充分的挖掘和体现出来；其次是农林院校中计算机学科普遍不受重视；第三是农林院校中高素质的计算机学科队伍难以建立；第四是农林院校中计算机学科的生源比其他理工院校差。这些因素对于农林院校中的计算机学科来说都是致命的。
尽管科学的发展，特别计算科学到各个领域的深入应用，决定了农林院校必须发展出有自己特色的计算机学科。但是在目前的情况下，这些因素使得农林院校在计算机学科方面的资源投入非常少。甚至有的学校的办学条件只能保证最基本的运行。在这样的情况下，操作系统实践教学的软硬件实验条件非常有限。
所以，在农林院校组织实施比较完整的、成体系的操作系统实践教学必然是困难重重。也正因为如此，才出现农林院校的操作系统课程重理论讲授，轻实践教学的现象。
2操作系统实践教学的内容改革
按照IEEE-CS和ACM的课程规范CC-2005[1]，及教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会2006年的规范[2]，操作系统课程内容一般包括：操作系统概述、操作系统原理、并发性、调度与分派、内存管理、设备管理、安全与保护、文件系统。这是一个一般的指导意见，不同的学校可以根据自己的实际情况，确定知识的深度和广度。
作为农林院校中的计算机专业，我们认为应该选择并发性、调度与分派、内存管理、文件系统等部分作为教学重点，并且每部分侧重于介绍基本概念、基本过程和原理的思想，淡化部分细节。把设备管理、安全与保护作为高级专题介绍。
与此相适应，操作系统实践教学的内容也需要做适当调整。由王志英等制定、教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会2008年的《高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范》[3] (以下简称《规范》)，拟订了操作系统课程实验大纲和操作系统综合课程设计大纲。其中课程实验大纲提出了7个实验，6个必做，1个选做。本着实践首先服务于理论教学、理论联系实际的原则，根据农林院校的办学实际，我们认为操作系统课程实验拟订以下6个实验比较合理：1) Linux的安装与使用；2) 实现一个新的系统调用；3) 进程的同步与通信；4) Linux内存分配的模拟；5) Linux进程调度的模拟；6) 信号和定时器(选做)。
《规范》中还拟订了5个综合课程设计项目，其中2个选做。本着培养学生系统观念、培养学生创新实践能力的原则，根据农林院校的办学实际，我们认为操作系统综合课程设计拟订以下4个项目比较合理：简单Linux字符设备驱动程序的实现；增加系统内核模块；内核源码分析(选做)；同步事件原语的应用(选做)。
3操作系统实践项目的类型安排
实践教学中的项目可以分为3种类型：验证性、设计性和综合性。验证性实验是基础，必要的验证性实验是不可缺少的，学生可以通过验证性实验，掌握操作系统的基本原理。设计性实验和综合性实验可以充分发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣和热情。不仅可以巩固基本原理的知识，还可以培养学生的系统观念和创新实践能力。
根据农林院校的办学实际，我们认为在操作系统实践教学中，无论是课程实验还是综合课程设计都要体现以验证性实验为基础，适当的安排设计性项目，配备必须的综合课程设计项目的思路。这样可以构造一个基本成体系的课程实践环节。
4操作系统实践教学组织实施的关键问题
4.1课时安排
国外著名高校操作系统实验教学的特点是：1)实验课程的课时和学分占全部课程的1／3以上；2)实验教学完全面向具体工程，培养学生的动手能力和创新能力；3)实验教师有丰富的工程实践经验；4)实验教学计划是动态的，依据实际工程需要修改。这种办学水准是国内比较好的学校都不容易做到的。[4]
目前国内普遍在大幅度减少课程的总学时，实践环节也不例外，甚至有的减少到平均1学时做1个实验项目的程度。我们认为这极不合理。即使实验任务的安排通过课程网站公布，不占课时，学生利用课外的时间完成实验项目，教师利用实验课时来集中解决问题，实验课时也会显得十分不足。普通的实验项目在执行过程中应该安排一次集中实验课，任务快结束的
时候也应该安排一次集中实验课。对于综合性实验，在实施过程中至少应该多安排一次集中实验课。因此，对于操作系统课程的实验学时至少应该在平均每个实验项目4学时的最低水平。而且对综合性实验项目还应该更多，至少每个项目6个学时。这样的实验课时安排已经是非常紧凑的了。
作为农林院校，还应该考虑多提供一些教师的集中指导时间，所以在课时安排上应该更加宽裕一些。
4.2实验指导教师
操作系统课程的实验任务对指导教师的业务水平的要求比较高。根据《规范》及近年来教学界的讨论结果来看，实验的环境多倾向于选择具体的操作系统特别是开源操作系统，如Linux。这要求指导教师要精通开源操作系统的知识。而这方面是农林院校最为薄弱的地方，也是最大的障碍之一。因此农林院校中的计算机学科需要树立一种把教学与教师的成长结合起来的观念。鼓励教师开展开源操作系统方面的研究和工程实践，鼓励教师多参与企业的工程项目，使教师和实验指导人员的工程实践能力得到快速的充实和提高。
4.3课程实践教学网站
课程实践教学网站是一个有效的实施工具。建立一个开放的、可互动交流、实时讨论的平台，可以缓解课时减少带来的困难。也可以及时解决实验过程中遇到的问题。而且还可以建立起学生间的热烈讨论环境。因此这是实施课程实践教学的一个重要手段。对于农林高校，这是一个无需显著增加额外投入，却又可以有效解决问题，显著提高实践教学质量的工作。甚至可以考虑把这项工作制度化，对所有课程作出明确的要求。
5结语
随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》的深入研究和出台，高校办学自逐步放开，办学的多样性会越来越受到尊重。课程教学的软硬件环境会有一个大的改善。相信不同类型院校的操作系统实践教学也会呈现出百花齐放的局面。
参考文献：
[1] ACM／AIS/IEEE―CS. Computing Curricula 2005[0L/S]. [2010-06-24]. http：//／education/curric―vols/CC2005-March06
Final.pdf．
[2] 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 计算机本科专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006．
[3] 教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会. 高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范[M]. 北京:清华大学出版社,2008.
[4] 刘乃奇,蒲晓蓉,刘丹,等．电子科技大学“计算机操作系统”精品课程建设[J]．计算机教育,2006(7):17-20.
Discussion of Operating System Curriculum Practice in Agriculture College
LI Ziqiang
(School of Information and Engineering, Sichuan Agricultural University, Chengdu 610101, China)
操作系统理论知识范文第6篇
关键词：操作系统原理； 多核； 龙芯多路处理器； 实验
0 引 言
操作系统是计算机科学与技术专业必修的一门基础课程，其培养目标是使学生掌握操作系统的基本原理和系统级开发能力，并通^对操作系统运行机理的认知全面提高学生的计算机素养，使学生建立起对操作系统的直观认识，为今后从事相关工作打下坚实基础[1]。
操作系统实验教学不但需要学生理解操作系统的概念、原理与方法，还需要提高学生的系统编程能力，只有这样才能让学生真正理解操作系统的精髓[2]。传统的操作系统课程实验主要基于不同内核的开源系统完成[3]，例如哥伦比亚大学使用Linux系统进行实验，MIT使用ATHENA开源系统作为实验平台[4]，清华大学使用XV6（UNIXV6的X86版）的扩展设计型方案开展操作系统实验[5]。这些实验内容在一定程度上满足了学生对操作系统运行机理的理解，提高了学生对操作系统运行机理的认识。
然而，随着多核技术的不断发展，基于多处理器的分布式计算环境已经成为云计算和大数据平台的主流[6]。传统的单核或单CPU上的操作系统实验不能满足学生在多处理器环境下系统内核运行机制的认知需要。为了更直观地加深学生对这两部分知识的理解，需建立计算机组成原理、汇编语言、C语言、操作系统等连贯的知识体系。文献[7]对操作系统内核的伙伴算法提出改进，采用了反转的思想，但其方法过于繁琐，不适于课堂实验，实验结果无法通过直观的方式展现。文献[8]使用Heartbeat作为基础的心跳检测模型，但该方法不能直观反映进程迁移状况，实验效果不明显。龙芯多路处理器的实验系统是由龙芯3A处理器构成的4单元对称多处理平台，通过HT总线互联为CC-NUMA架构，可以模拟多路处理器平台。利用该实验平台，可以设计符合现有主流多处理环境的操作系统实验教学方案。
1 基于龙芯处理器的实验教学改革
1.1 由浅入深，多层次掌握Linux操作系统
在实验方案中我们选择Linux 2.6.30版的稳定内核作为实验环境的操作系统内核。由于大部分学生对Linux系统接触不多，更缺乏在Linux系统上独立开发程序的能力，因此要采用从浅入深、层层深入的实验教学模式。
（1）第一层次，熟练掌握Linux操作系统命令和Shell编程，设计Linux基础实验，在掌握Linux基本工作方式和使用方式的前提下，使学生熟练完成Tomcat、NFS、LVS、DNS、FTP等常用服务搭建，配置Hadoop、Spark、Storm集群，熟练撰写Shell脚本，提高学生在Linux应用层的开发能力。
（2）第二层次，熟练掌握Linux进程、线程的创建方式以及通信方式，熟练使用如fork、exec、wait等API函数，分析其运行机理。另外，利用多路处理器平台构建分布式并行计算环境，设计KMP算法的OpenMP实现和计算π值的OpenMP这两个设计性实验。两个实验既考查了学生的数学逻辑能力，又提高了学生的并行编程能力，同时加深了学生对进程、线程、内存管理的理解，使学生掌握并行计算、高性能计算等系统层开发技术，更好地理解和掌握进程通信的基本方法。
（3）第三个层次，针对多路处理器环境，优化Linux系统的内核模块，对Linux进程迁移和共享内存进行优化。实验引导学生自主阅读Linux源代码，并根据相关需求进行源代码的优化，提高学生阅读代码的能力，激发学生的自主创新能力。
通过上述的实验过程，可以大大激发学生的学习兴趣，使学生对开源软件、系统层开发有深入的理解，另外采用分组合作模式，也增强了学生团队协作的能力。第三个实验通过复杂的内核模块设计，引导学生走入内核开发的神秘殿堂，全面提高学生在多路处理器环境下进行系统层软件开发的能力。
1.2 化难为易，从主观和客观两方面进行引导
（1）在学习的主动性方面，要潜移默化地消除学生的畏难情绪，在第一层次上下功夫。该部分以讲解为主，通过大量的网络服务配置、Shell脚本编写，结合操作系统的原理性知识，布置大量的实践练习，并有意识地从应用及工程实践角度，用案例的方式对实验内容加以多角度描述，从而使学生明确实验目的并激发其学习兴趣。
（2）在客观上化难为易，分层次引导。从第一层次的操作系统应用层提高开发能力，第二层加强系统层进程、内存管理及并行程序设计，第三层内核模块实验通过设计性的进程迁移和内存优化内容培养学生的创新能力、独立分析问题、解决问题能力。表1为3个层次培养过程及目标。
（3）针对不同层次，设计完全不同的讲授方式，具体见表2，有针对性地分析并提出解决方案，以帮助学生全面提高自身能力。
另外，在整个实验的过程中，培养学生独立分析问题、解决问题的能力，尤其是在第二、第三层次，引导学生通过分析，自行寻找解决方案并验证。
3 改进的实验教学实例
本文使用的实验环境为龙芯多路处理器系统，包括4个处理器，每个处理单元包括一颗龙芯3A 四核处理器、 DDR2内存以及RTL8110千兆以太网卡芯片，实验平台见图1。
1）基于Linux并行程序设计。
实验目的是使学生掌握Linux系统上的进程管理、进程通信以及并行编程的基本理论和方法，使用OpenMP技术实现KMP字符串匹配算法，从而达到理解多核编程和KMP算法并行实现的目的。KMP算法是一种改进的字符串匹配算法。实验中假设文本是一个长度为n的数组T [1…n]，模式串是一个长度为m≤n的数组P[1…m]，字符串匹配是指找出文本串T中与模式串P所有精确匹配的子串的起始位置，KMP算法的时间复杂度为O（strlen（T）+strlen（P））。
实验要求学生能够在Linux下使用GCC编译器或make工具完成KMP算法，查找模式串P[1…m]在文本串T [1…n]中的所有匹配位置，并在龙芯实验平台上编译、运行、调试此OpenMP并行程序，观察不同处理器核数对性能的影响。对长度为100 000 000的文本串、长度为100的模式串进行匹配，期望运行结果至少达到表3的数值。
可以直观看到，程序开启1～4线程时，运行时间随线程数的增加同比例减小。增大运算规模，降低SMP模式下各内核访问主存I/O资源的时间比例，采用4～16线程运行本程序，运行时间同样随线程数的增加同比例减小。
另外，可使用OpenMP编程技术实现π值的计算，从而达到理解多核编程和并行分解法计算π值的目的。
本实验计算π值利用割圆法计算，如公式（1），公式每计算一项可以得到1.4位的十进制精度。在循环叠加的运算过程中，开设THREAD_NUMS数量的线程，以线程数为间隔，每个线程计算对应分量，最后累加所有分量，得到π值，并使π值满足设定的精确度。实验的运行结果见表4。
通过龙芯多路处理器平台，可以看到随着处理器路数的增多，其处理能力逐渐变强，大致随着线程数量以2的幂次方增长，整体运行时间呈等比例减小，预期实验结果见表4。以上两个实验可提高学生在Linux环境利用并行编程方式解决实际问题的能力。
2）共享内存优化。
为了更好地提高学生在分布式环境下数据处理分析的能力，在系统层对操作系统内存管理进行优化是目前提高性能的主要因素。因此，在实验中应采用延迟策略或其他策略进行算法优化Buddy的实例，能培养学生使用相关的阅读代码工具（如Sourceinsight等）进行辅助阅读代码。同时应重点分析内存管理模块的代码，提升学生对系统的理解。运用学过的数据结构和算法基础对伙伴算法进行优化，提升了学生整体的数据结构和算法设计能力，从而真正使学生对操作系统的内存管理机制有深入的理解。
3）进程迁移优化。
本实验要求针对现有的故障检测技术进行分析，对已有应用层检测方法进行改进，使故障检测技术能够在单独的网络协议层运行，将原有的进程迁移算法做进一步的优化，利用Linux内核的dev_add_pack函数将心跳检测器接收函数注册到数据链路层，得到新的算法。改进算法可以让源节点直接将地址空间传送到目的节点，不经过文件服务器。在发送缺页时，直接向源节点请求调页，一旦整个地址空间传送到目的节点，将彻底消除对源节点的剩余依赖性；同时，引入一个virtual进程，负责进程迁移通信的处理。
本实验同样需要阅读Linux源代码，并在故障检测模块和进程迁移模块中进行相关算法的优化，主要提升学生用科学的思想进行问题分析，并根据相关文献进行算法的优化，最终提高学生综合解决问题的能力。
4）Linux内核的定制。
在源代码中针对以上两个模块进行优化后，需要重新编译优化后的内核，以此构建一个能够满足应用的新Linux内核。该部分首先需要学生能够掌握Linux内核启动的顺序，学生可根据自身能力选择是否进入源代码阅读Linux的启动流程；然后，通过相关指令生成配置文件，同r根据自己的需要对内核进行定制；最后通过编译，生成自己定制成功的操作系统。
在实验中，学生需要自主寻找内核编译过程的方式，理解操作系统运行原理，并通过前面学到的Linux命令执行编译，这样可以提高学生活学活用的能力，将理论知识与实际操作相结合，增强自主学习的能力。
5 结 语
该实验改革方案在东北林业大学计算机科学技术专业2013级、2014级进行了推广教学，实验内容得到不断地丰富和完善。学生通过3个层次的训练，在操作系统考试中成绩普遍有所提高。在今后的教学实践中我们还会进行一些优化和调整，如加强模拟实验专题与实际环境的相似度，利用龙芯多路处理器平台在设备管理和系统调用的实验方面进行一些新的尝试，以便更加全面地覆盖操作系统理论知识。
参考文献：
[1] 孙述和， 谢青松， 董付国. 操作系统实验教学研究与探索[J]. 计算机教育， 2010（1）： 93-96.
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[6] 张玉宏， 张玉， 程红霞. 操作系统课程设计的实践教学尝试[J].计算机教育， 2015（14）： 19-20.
操作系统理论知识范文第7篇
为了给学生创造更好的学习条件，学校通过对同等院校考察调研，结合我校实际情况建立教学实训一体室，进行教学实训一体化教学，将课堂搬进实训室，在教学中使理论教学实训教学能同步进行，使一些枯燥的知识变得简单明了，通过动手操作加强学生对理论知识的理解记忆，避免了传统的先理论后实训教学，理论教学时学生对一些操作难易理解，实训教学时与理论教学间隔太久，还要重复给学生讲理论知识而占用学生动手操作时间。理论实践配合多媒体等手段大大提高了教学效果。
2加强实训室建设
完善的实训条件和充足的实训教学基地是实训教学质量的有力保证，我校口腔专业除建设一体室外，同时还对技工室、铸造室、修复室等实训室进行扩大，引进最先进的仿生头模操作系统，烤瓷炉，铸造机、打磨机等，使许多设备达到每人一套，如颌架、打磨机、熔蜡器、技工钳、雕刀等发放给每位学生，方便学生对实训项目的反复练习操作，避免以前在有限的学时内学生没完成自己作品或完成不够好，但无法弥补。设备的增加提高了学生动手操作能力，提高了学生作品质量。
3辅导答疑、开放实训室
口腔医学技术专业由于操作性强，有些学生很难在老师的一次示教中完全掌握整个实训内容，而老师受到时间、教学任务的限制，往往无法顾及每一个学生的操作情况，从而影响整体教学质量，所以每周安排专业教师，利用课余时间进班对学生疑问进行解答，对学生操作进行指导，定期开放实训室，方便学生更好的掌握一些机器设备的操作，更好的理解和记忆实训要点，实训操作技巧，提高学生的操作水平。
4实训教学过程改革
示教阶段缩短、学生练习改为（初步练习、强化阶段、考核评价阶段）。示教阶段控制在15－20分钟，教师边演示边讲解操作要点，讲解时突出重点，尽量给学生流出充足的时间练习，改变以前的教师演示将近1学时，学生来不及操作已下课，使许多实训项目学生无法较好完成，学生初步练习就是先熟悉该项操作的步骤过程，能按要求做下来，不要求精确，带教老师指出不足之处；强化阶段该阶段是前阶段的延伸，在前阶段操作基础上进行反复练习，使同学们进一步掌握操作步骤要点，操作达到正确、熟练，对操作有较大提高，作品尽量精确；最后留出20分钟进行考核评价，每位同学拿出自己作品，教师点评打分，该成绩记入学生期末成绩，并随机抽1－2名学生，对本次课口述并操作，进一步了解学生对本次课掌握情况，进行小结。
5考试模式改革
实验实训课考核是开放的、发散的、自由的，不拘一格，是检测实验实训教学质量和反映学生实际动手能力的必要手段，为理论考核所不能代替，所以期末考试在传统理论考试基础上增加实训考试，以前理论占100％，改为（理论60％加实训考核30％加平常考核10％）理论考试部分本门课的重点知识，教学大纲要求掌握的基本概念，基本理论等。实训考核30％含平常每次实训课结束考核10％，期末实训课考核20％，期末实训考核对本期所有实训项目随即抽两题，进行口述并操作，教师根据完成情况打分。平常成绩，平常该生的一些表现，上课回答问题情况、仪表、纪律情况进行记分。最后将所有成绩合并为该生此门课成绩，考试模式的改革，调动了一小部分不爱学习学生的积极性，调动了学生上实训课的积极性、提高了学生动手能力，促进专业的发展。
6总结
操作系统理论知识范文第8篇
关键词：会计电算化；基本要求；教法说明
中图分类号：G423 文献标识码：A doi:10.3969/j.issn.1672-3309（x）.2012.03.35 文章编号：1672-3309（2012）03-77-02
一、课程的性质与任务：
会计电算化专业课程是专业主干课。会计电算化的知识与技能已经成为当今时代每个会计人员的必备素质之一。为使教育与社会发展相适应，开设《会计电算化》课程是非常必要的。开设该课程前导课程有基础会计、计算机基础、财务会计、成本等，后续课程有财务管理、管理会计、财务报表分析等。
学习该课程要求学生应当具有计算机和会计方面的基础知识。主要从理论和技术方法上，全面讲述会计电算化、会计数据的综合运用、电算化会计信息管理、内部控制和审计等基本问题。通过一套典型行业的系统化会计实验数据，从建账和系统初始化开始，完成设账、凭证输入、审核记账、编制会计报表到财务分析的主要会计业务计算机处理的全过程。
二、教学基本要求
知识教学目标。本课程以传授会计电算化必备的理论知识和基本操作技能为主要目的。要求学生掌握会计电算化方面的基本概念和基本知识，理解实现会计电算化的意义、步骤和方法。比较熟练地运用教学软件进行操作，在会计电算化的知识和操作技能方面达到或者超过国家对会计电算初级人员培训的要求。
技能教学目标。1、掌握会计电算化的基本概念；2．掌握会计核算软件的基本功能和数据流程；3．学会用友财会教学软件的使用，如账务处理、往来账、工资、固定资产和报表等；4．了解会计软件维护的基本原理和内容；5．了解会计电算化的实现过程。
三、教学条件
本课程每周6课时，以正常18个教学周计算，该课程总课时108课时，其中理论学时36课时,实操课时计划安排72课时，实操在机房有电脑教室完成，理论课时建议在多媒体完成，能起到更好的互动效果和实践教学效果。教学内容及要求如下：
第一章会计电算化概述。 理论教学主要内容：1. 会计电算化的含义。2. 会计电算化的基本内容。3. 会计电算化的意义。4. 国内外会计电算化的发展。教学要求:1. 理解会计电算化的含义。2. 掌握会计电算化的基本内容。3. 应当掌握5个方面的意义。4. 掌握单位会计电算化实现过程的主要内容。
第二章账务处理系统。理论教学主要内容:1. 账务处理软件的概述.2. 账务处理软件的初始化功能。3.账务处理软件的凭证输入功能.4. 账务处理软件的登账、结账功能。5.账务处理软件的输出功能。 教学要求: 1.熟悉并掌握账务处理软件的内容、特点和在整个会计软件中的核心地位以及与其它会计软件的关系；2.了解账务处理软件与其它各软件之间数据传输的几种情况；3.熟悉账务处理业务的手工流程与电算化流程之间的区别与特点；熟悉建账前准备工作的基本内容。
实践教学主要内容:1. 初始设置(建账日期、凭证种类、系统人员权限、部门、职员、客户、供应商、外币、会计科目、凭证类别增加修改、外币汇率及摘要等)；2. 录入凭证、审核、记账，结账练习；教学要求:1. 熟练地进行操作员增加，建立账套，修改账套，掌握设置基础档案，像部门、职员、客户、供应商、外币、会计科目、凭证类别，掌握期初余额的输入试算平衡.2. 掌握凭证输入，凭证审核和凭证记账结账过程，特别是出现错误情况下如何修改，熟练地运用教学软件进行登帐与结帐。
第三章往来账款核算理论教学主要内容: 1．往来账款核算模块概述。2．往来账款业务核算的手工流程。3．建立往来账的准备工作。4．往来户管理。5．往来账款余额初始化及数据输入。6．往来账款核销.7．查询往来账款.8．输出催款通知单及往来账。教学要求: 1.熟悉并掌握往来账款模块的概念、内容、特点和在整个会计软件中的地位。掌握核销往来业务，按照自定义条件查阅，浏览往来对账单，利用账龄分析表对设置为往来核算科目的往来款项余额进行账龄结构分析。2.掌握与其它部分会计软件的关系。
实践教学主要内容:1. 进行往来账前的准备工作。2往为账户的管理。3.往来账款余额初始设置及数据输入。4.往来款核销和查询往来账款。教学要求: 熟悉往来账业务核算流程，了解合同管理、历史合同数据输入、新增合同、合同审批、合同查询及兑现以及合同报表查询等。
第四章报表处理软件理论教学主要内容: 1.报表处理软件概述。2.报表处理。3.报表软件的其它要点。教学要求:1. 掌握表的概念及本质；2.理解表的分类和表的分解以及通用报表的处理原理；3.熟悉会计报表处理模块的一般方法及主要内容。
实践教学主要内容:1. 通用报表的处理方法和步骤。2.在表内数据生成定义，编制公式，常用函数的表间运算。教学要求: 比较熟练地使用所学软件完成一般报表的编制、汇总、核对查询与打印。
第五章工资管理系统理论教学主要内容：1.工资业务的手工处理与计算机处理的区别。2．工资核算软件的初始设置。3．工资核算软件的主要功能。教学要求：1.掌握工资系统初始设置。2.掌握工资数据的录入。3.掌握工资计算公式定义，工资变动数据录入。工资分摊设置。4.了解工资数据的输出。
实践教学主要内容：1.基础信息设置。2.日常处理。3.期末处理。教学要求: 掌握工资管理系统的操作流程。
第六章固定资产管理系统理论教学主要内容:1. 固定资产系统初始设置。2.固定资产的增减变动。3.固定资产的折旧处理。教学要求: 1．掌握固定资产核算业务的手工与计算机处理。2．掌握固定资产核算软件的初始设置。3．掌握固定资产核算软件的主要功能。
实践教学主要内容:1. 固定资产基础设置。2.固定资产日常处理。教学要求: 掌握固定资的操作流程。特别掌握部门设置，设置部门对应折旧科目，资产类别设置，录入资产卡片，固定资产变动处理，固定资产制单处理，单一和合并处理。
第七章会计电算化的工作环境理论教学主要内容: 1.计算机基础知识.2.计算机硬件系统.3.计算机软件系统.4.计算机网络.5.计算机系统的安全保护.教学要求:1. 了解计算机的相关的概念与组成。了解计算机的定义与分类。熟悉计算机的主要性能指标。了解计算机应用的基本情况，特别是在信息处理方面的应用。2. 掌握硬件系统和软件系统之间的关系。了解计算机硬件 系统的组成部分和功能。了解程序设计语言的作用和分类。熟悉计算机网络的含义。3. 掌握计算机安全隐患和保护。了解因特网的含义和主要服务。熟悉电子邮件和服务，网址的表示方式。了解黑客的含义和防范黑客入侵的主要措施。
第八章会计电算化基本要求理论教学主要内容：1.法规制度。2.核算软件的要求。3.岗位及权限。4.替代手工记账的要求。5.档案的管理。教学要求:1.了解会计法和其他法规。掌握这些法规制度对会计软件的基本要求和在会计数据输入功能，会计数据输出功能和会计数据处理功能3个方面对会计软件的要求。2. 掌握会计核算软件的要求。3. 掌握会计电算化岗位和权限的要求。掌握企业开展会计电算化后的工作岗位设置要求以及这些岗位的基本职责。掌握会计电算化会计档案的管理要求以及计算机替代手工记账的基本过程及要求。
第九章计算机的基本操作理论教学主要内容:1. Windows操作系统。2.汉字输入法。3.文字处理软件。4.表格处理软件。教学要求: 1.了解Windows操作系统。掌握计算机启动和关闭的方法，了解运行会计核算软件的方法，熟悉桌面环境上放置的常用工具和快捷方式的使用方法。掌握任务栏和开始菜单的使用方法。2.能用一种方法输入汉字。3.掌握文字和表格处理软件。熟悉WORD窗口的构成和功能，掌握新建，打开，保存文档的操作方法，熟悉文字内容的录入编辑和排版操作。熟悉表格的建立和编辑方法，了解表格数据计算功能。
学时分配如下：
四、教法说明
1、本教学大纲是适用于高职高专层次，相应的用友软件为U890的并且为广东省会计电算化考试用友通用教学软件。
2、随着市场经济的不断发展，会计软件也在不断丰富和变化，因此尽量将会计软件（用友）最新变化、最新形成的理论共识、使用的新快速方法的内容纳入教学计划。
3、教学中要突出重点，精讲多用电脑操练。要让学生真正理解电算化理论，并通过实操教学，培养学生运用所学理论灵活利用电脑解决实际手工作账问题的能力，并且顺利通过财政局会计电算化考试的能力。
4、应鼓励学生自主学习、广泛阅读、勤于用电脑操练，注重培养学生的学习能力、分析问题和解决问题的能力、创新能力。
五、考核方式及评分办法
1.考核方式。闭卷考试，采用理论加机房实操方式。
2.考核比例及要求。（1）平时成绩占30%（通过上课回答问题、考勤、作业等来体现）；（2）期末考试成绩占70%。
总之，会计电算化课程标准研究对高职来说体现“理论够用，重在实践”，培养具有创业意识、创新精神和良好职业道德、掌握现代会计电算化须具备的基础理论和操作技能的高素质人才。
参考文献：
[1] 李霞.会计电算化教程[M].北京：首都经济贸易大学出版社，2010.
[2] 陈世文.会计电算化实训[M].广州：华南理工大学出版社，2010.