《计算机实践教学论文：针对实际应用的Linux实验教学研究》-毕业论文.docVIP

w 计算机实践教学论文： 针对实际应用的Linux实验教学研究 摘要:针对高校操作系统教学中存在重理论轻实践的状况,在分析产生原因的基础上,本文提出将Linux实验教学引入操作系统教学体系中的观点。实践证明,教授Linux有利于激发学生学习操作系统的兴趣,培养学生的系统管理能力和程序编写能力,教学效果良好。 　　关键词:操作系统;Linux;实践教学研究 　　 　　操作系统课程是普通高校本科计算机及相关专业的核心基础课程,在整个计算机的学科体系中起着承上启下的作用,具有相当重要的地位,也是绝大多数国内外大学的计算机及相关专业研究生入学考试的重点科目之一。 　　由于操作系统是最复杂的一类系统软件,涉及较多软硬件知识,理论性和实践性较强,具有概念多、较抽象、涉及面广、整体实现思想和技术难于把握等特点,因而这门课的教学难度较大。同时,课程教学理论与实际脱节,实验环节比较薄弱,大部分学生对操作系统的学习仍停留在理论层面上,因此有必要在操作系统教学过程中结合具体操作系统,加强实验课的教学。 　　1操作系统课程教学现状和问题 　　国内高校的操作系统教学,大致可分为三种情况:①操作系统课程除了讲授原理外,没有实践课程;②操作系统有实践课程,但实验停留在模拟层面,比如使用Windows环境下的API编写模拟程序,这与内核的实现以及操作系统应用关系不大,不利于学生深入理解操作系统原理。③国内的少数高校,比如北京大学、浙江大学、上海交通大学等,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。 　　国内高校在操作系统原理教学部分与国外高校相差不大,但在操作系统的实践部分,国内高校与国外高校在教学内容和教学手段上都有较大差别。国外大学都要求学生实现一个操作系统或者操作系统某一个主要功能部件。 　　造成国内众多高校在操作系统的教学中重理论轻实践、实践教学不尽如人意的主要原因来自两个方面: 　　1) 主观原因。实践方面的教学如果深入核心,要求学生掌握实现细节,这是复杂的,而且对于大多数本科学生而言是困难的,因为操作系统是最复杂的系统软件。 　　2) 客观原因。我们大多数高校的实验环境以PC为主,PC上主流的Windows操作系统不公开技术细节,不开放源代码,很难深入内核开展实践。早期的操作系统教材在原理讲解这一环节往往沿用国外教材中的实例,以传统的Unix为主,而目前大多数高校根本没有Unix的实验环境,学生连见都没见过,更不可能谈得上对理论的理解。 　　造成这样的结果就是: 　　1) 课程理论性太强,内容抽象,不能激发学生学习的兴趣,学完之后,学生不能真正的理解操作系统原理,只能应付一些考试; 　　2) 缺乏实践性环节,学生的动手能力和创新能力得不到有效的培养,在以后的实际工作中也不能活学活用,无法满足未来工作岗位的应用需求。 　　2实验教学的改革 　　2.1操作系统课程的教学安排 　　Linux的出现与兴起为大多数高校开展操作系统的实践教学提供了一条可行之路。Linux是现代优秀的操作系统[1],它源自Unix,源代码公开,由众多的爱好者共同开发维护,可以通过网络及时获取相关资料,学习并阅读它的代码对于理解和掌握现代操作系统的设计思想、实现技术有很大的帮助[2]。它的操作方法基本与Unix相同,有了Linux基础,为学生以后在其他服务器上工作提供了便利。并且,Linux是免费的,不存在版权问题,它对硬件要求低,可以安装在PC机上,也可以使用虚拟机或仿真软件,维护也很方便,特别适合学校实验机房。 　　同时,Linux是一种可移植性很强的操作系统,无论是掌上电脑、个人计算机、小型机,还是中型机都可运行Linux,Linux占据着越来越大的市场份额,在服务器和嵌入式系统方面,Linux可以作为Web服务器、Ftp服务器、邮件服务器、路由器、交换机等众多设备的支撑平台。因此,市场对掌握Linux技术的人才有大量的需求[3],所以教授Linux对学生就业也有现实意义,这也是我们不选用Minix、Nachos等教学用操作系统的主要原因。 　　因此,我们将Linux引入教学体系,在原先讲解操作系统原理的基础上,加上Linux实践课程,即将操作系统课程分为原理和实践两个部分,整个课程体系最好能保持在一个学年内教授完毕。 　　在第一学期,讲授操作系统原理课程,以理论教学为主,主要完成操作系统的基本概念、原理和整体实现技术的讲解,这是必需的,也符合国家教育部课程大纲的教学要求。通过本学期课程的教授,使得学生能够从整体上理解和掌握操作系统的基本原理和技术,有能力应对研究生入学考试。 　　在第二学期,讲授Linux操作系统课程,以实践教学为主。Linux应用层面的技术与操作系统原理虽然关系不大,如She