操作系统理论知识范文
操作系统理论知识篇
关键词:操作系统;
图形化;教学方式
中图分类号:文献标识码:
操作系统课程是理论性和实践性都很强的学科,也是计算机学科最为重要的专业基础课程之一。随着计算技术进入各个行业,
与信息技术相关的专业,如通信工程、软件工程、信息安全、自动化控制等,也将计算机操作系统列入到专业课程计划中。近年来操作系统在理论和技术上都有很多发展,
原来的课程内容和实践内容显得有些过时,教学内容与方法的改革就显得非常必要。“对用户友好”这一口号出现于上世纪年代,随着产业的发展,这一口号逐渐演变成时下最流行的“可用性”的概念[]。
图形化应用程序极大地方便了用户的使用,人们不用像时代那样要记一大堆枯燥的指令来操作计算机。
将图形化教学方式应用于操作系统教学中,向学生形象地展现操作系统的理论知识,不仅可以提高学生的学习兴趣,
还可以帮助学生更好地理解操作系统的知识。
传统教学中的不足
操作系统课程教学长期以来以理论教学为主,辅以少量的实验教学。
学生学习操作系统,往往局限于基本理论知识的掌握和一些典型算法的实践,很少有机会去了解操作系统的内部结构和实现技术[]。当前,开源软件日益深入人心,
开源操作系统软件已成为学生尤其是研究性学生学习、研究计算机基础支撑软件的首选,这为操作系统课程提供了更好的实验平台,但也提出了更高的要求。
对于学生而言,由于学习过程有很大的难度,
教学效果很难达到较为理想的水平。目前,
教学中存在的问题主要表现在以下几个方面:
()教学方法不够灵活,形成一种“灌输式”的教学方法,
对启发式、讨论式的教学方法采用得比较少,没有充分调动学生的主观能动性,忽略了学生的主体地位。
()教学内容理论性过强。由于该课程知识点多、概念性强而抽象,
一些教师在教学中又缺少理论与实践相结合的具体内容,
授课枯燥抽象,学生在学习过程中感到不易理解。实践性环节也薄弱。
学生缺少自己动手设计或解剖一个具体的操作系统实例的过程,
参与研究性学习的机会少,不能激发学生学习的兴趣。很多学生虽然学了操作系统课程,
但是由于没有亲手编写过操作系统源代码,没有看到操作系统是如何对资源进行分配与回收的过程,所以只掌握了一些的概念,而对操作系统的基本原理仍是似懂非懂,
学习效果不佳。
()缺乏一本好的教材。长期以来,国内操作系统课程的教材都是理论性较强,
内容抽象,内容较陈旧或较窄,缺乏与前沿技术的结合,
教材中的知识点多且杂,因此一本好的教材是重要的。作为一本好的操作系统教材,不仅要注重论述经典的操作系统原理,紧密联系当代流行的设计问题以及当前操作系统的发展方向,
又要做到基本原理与当代流行操作系统实例相结合。
图形化教学方式
.图形化教学方式的优势
开源操作系统在近几年发展迅速,它为操作系统课程教学提供了良好的实验平台,
使得学习者可以深入了解操作系统的内核,
观察操作系统的内部结构和系统运行的状态[]。但是由于其图形化应用程序开发方法及标准的不统一导致开发效率低、界面不友好,
教师无法高效地将操作系统知识教授给学生。
图形化教学方式是一种学习容易、成本低、效率高的教学方式,从教师和学生两个方面来看,其优点主要如下:
()有利于教师教授知识。
操作系统知识偏于理论化、复杂化,教师单纯的讲解,很难让学生快速地理解教师所讲述的知识,很多学生在尚未真正理解操作系统知识时便失去了兴趣,
没有正确地对待这么门课程,使得老师的讲解也兴趣索然。采用图形化教学方式,
教师可以将枯燥复杂的理论知识在图形化界面上形象地展示给学生,讲述与展示兼备,使得教师的讲解更加方便。
()有利于提高学生的学习兴趣,
促进学生自主学习。对于复杂知识的学习,学生很容易在未能深入了解时失去兴趣,放弃对该课程的学习。通过图形化方式,
使得学生可以更好地入门,不再只有枯燥简单的文字和命令,而是可以深入系统的内部观察系统真正的运行状态。有了良好的开始后,
学生才能更自主地深入学习操作系统知识。
.教学方式的实现
利用多媒体和计算机模拟技术,
将深奥、抽象的概念和原理用生动的图片或动画来表现,便于学生理解。或者采用提问式授课方式,在课堂中实现互动[]。也可以采取小组讨论的形式。
图形化系统不仅可以满足上述的教学目的还可以拓展更多的形势辅助课程讲解。
首先,
教师在需要讲解的内容中确定抽象的课程概念,
在图形化系统的辅助下,教师通过形象化即可表达抽象概念。
图形化系统可以由教师自行设计,也可以作为课程作业布置给同学,让学生在理解概念的前提下尝试具体化的过程更加有助于理解课程中的抽象概念。
如图所示。图形化系统的教学方式可以进行实际操作演示,例如在多媒体电脑上安装图形化系统软件,学生可以通过系统中提供的演示进行课程内容的学习与实际操作,为后面的上机实习和课程设计打下基础。
同时,图形系统的网络接口,丰富了课程的答疑形式。在课堂中教师与学生一起讨论问题,学生在课后产生疑问时,
可以通过图形化系统在网络中发送问题,老师可以及时解答学生的问题。
具体实现
操作系统课程以原理、概念和算法等基础知识为主,所以必须设置与之配套的实验课程。
计算机专业的学生不应仅仅是一个普通的计算机用户和一般程序员,更应该系统深入地学习计算机操作系统的原理、相关算法和理论,具备开发系统程序和进行系统分析的能力。以下将阐述基于操作系统中的图形化教学方式的实践[]。图形化教学方式可以将课程中的抽象概念具体化,
有助于教师的讲解与学生的理解实践。
.操作系统的优势
采用操作系统作为教学实例,
优势如下。
()作为一个开源的操作系统,
近几年发展迅速,由于其源代码公开,
学生可以仔细阅读、分析,
并与书中介绍的原理、方法进行比较,探究它是如何实现现在操作系统的常规功能的。剖析一个操作系统代码对于掌握操作系统设计与实现的精髓是大有裨益的。
()是一种多用户、多任务的操作系统,在大型公司和教育机构中有了越来越广泛的应用,
基于的应用程序也是未来的发展趋势之一。
()不再只能安装在公司的平台的计算机上,
现在的拥有了专门针对普通用户计算机的版本,它支持目前的大多数台式计算机,可以在学校的实验机房安装,教师也可以将机作为服务器进行教学工作。
()中多个调度程序可以并行操作,
每个调度程序拥有自己的调度算法和优先级别,
调度程序以内核模块的形式提供,被动态装入操作系统。提供这种可配置的调度环境便于学生更深入细致地了解操作系统的内核。
()在操作系统中,虚拟文件系统()框架允许多个文件系统配之在系统中,
该框架实现了几个基于磁盘的文件系统(文件系统、-文件系统、-文件系统等等)以及网络文件系统(、和)。学习的多文件系统,有利于学生全面深入地了解各个系统的文件系统。
()提供的工具,
用户能够动态检测操作系统内核和用户进程。使用,可以让学生更精确地掌握系统的资源使用状况,发现先前隐蔽的系统问题,
让学生更主动更明了地观察操作系统的内核。
()利用技术,
甚至可以在同一系统中同时运行和应用程序,使用户既可以保护在现有应用上的投资,又充分享受带来的创新体验。
以为学生学习操作系统课程的实验平台,
不仅可以教授学生经典的操作系统理论知识,同时由于其是开源的操作系统,
可以让学生更深入透彻地了解操作系统的内部结构和工作原理[]。
.图形化系统体系结构
()是一个构建到内的综合动态跟踪工具,可以让系统管理员、应用开发者、技术支持人员对系统内核和用户程序的行为进行采样、监控、诊断而不影响生产系统的运行。包含一种新的脚本语言,语言。
使用语言,用户可以很容易地编写一下用于动态启用系统探测器、收集信息和处理信息的脚本,用户可以方便地与他人共享其信息和故障排除方法。
通过,用户不再只是简单地使用这个操作系统,
更可以深入了解操作系统的内核,这在很大程度上可以让学生真正地理解操作系统,而不是死记硬背理论知识[]。
虽然有强大的功能,但是目前平台下工具还只局限于命令行操作,对于学生而言,如果对该操作系统平台或者命令行操作不熟悉,就无法享受这个工具带来的便利,
深入透彻地了解操作系统的内部原理。
通过图形化的界面,学生可以通过简单的操作快速地进行实验,认识并分析操作系统的内部结构。
由于图形化界面的简洁、可操作性,可以有效地提高学生学习操作系统课程的兴趣,使学生不再因枯燥复杂的理论知识而却步,
能更有效地调动起学生学习操作系统的积极性。系统框架如图所示。
.系统实现
图形化系统能有效地辅助操作系统课程教学,
该系统主要界面如图所示。
选择操作系统作为实验环境,
可以使用统运行状态,观察操作系统内核结构,
使学生不再只是听老师讲解理论知识,而能真正深入到系统内部,将所学的理论知识运用于实际操作。
操作系统内核本身相当复杂,深入了解其内部结构更是一个复杂的过程。
通过图形化界面,教师可以方便地向学生展示内核结构。
上图显示的是查询平台探针图形化界面。中有多个位置分散着指针探测器,可激活成千上万的探测器,记录所关注的位置指定的数据,如命中,
即可从该地址显示用户进程或系统内核的数据,从而了解系统。
但是的使用也有一定的难度,学生初学时掌握的知识较少,无法灵活地使用各种命令查看各种信息。
通过图形化界面,
即使学生对中使用的脚本语言尚未熟悉,
也可以通过系统提供的程序,实现对系统的跟踪。
通过图形化界面,教师可以更方便地教授知识,学生也不会因为不熟悉的使用而无法了解系统内部结构,
不会对初学的学生造成很大的困难,致使学生丧失学习的兴趣。当然图形化系统的学习也不单单局限在已有的系统上,该系统提供了相应的扩展接口。学生通过图形界面,
掌握足够的原理和知识后,
可以更深入地分析源码,展开研究,自己编写扩展该系统,
一方面,
将所学的知识应用于实际操作;另一面,扩展的图形系统又可以用于后续的操作系统课程教学,如此循环往复,
可以有效地促进学生学习该门课程,进一步提高教学质量。
结语
操作系统是一门抽象的课程,也是一个复杂的系统工程。掌握最新操作系统原理、提高对现代操作系统的实践能力,
依赖于教、学双方的不懈努力和教学方法的不断创新。通过图形化方式进行抽象概念的辅助讲解有助于在讲授理论原理的同时,加强实践环节,
为学生建立一个形象的知识架构,充分发挥学生的能动作用,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力,
真正培养学生在系统软件开发方面的综合能力。
参考文献
[]肖竟华,陈建勋。“计算机操作系统”教学改革探索与实践[]。高等理科教育,
,
():-。
[]宋广华。边学边干:操作系统课程教学改革的探索与实践[]。计算机教育,,():-。
[]陆庆,蒲晓蓉。“计算机操作系统”实验教学的改革与创新[]。计算机教育,
,():-。
[]季赛。“操作系统”课程教学改革的探讨[]。气象教育与科技,,():-。
[]王知非,
徐鹏。操作系统课程教学改革与实践[]。计算机教育,,():-。
[]赵毅,马捷。利用和+的应用的快速开发[]。计算机工程,
,():-。
操作系统理论知识篇
关键词:《操作系统》;
课程教学方法;
研究;实践
中图分类号:文献标识码:文章编号:-()--
概述
《操作系统》是计算机学习中比较重要的一门课程,对计算机专业其他学科的学习具有重要的作用,通过《操作系统》的学习,有助于学生对今后其他知识理解、认知以及储备,
对学生全面理解知识框架具有至关重要的作用,
也是我国新科改革的基本要求,
符合新课程改革中,
提升学生综合素质的基本规定。
《操作系统》作为计算机专业的核心课程,要求学生掌握操作系统的基本概念、基本原理、存储管理。
设备管理和文件系统。设计方法和实现技术,
具有初步分析实际操作系统的能力,并将理论与其实现技术相结合,为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础。该课程的任务是全面系统地讲述操作系统的设计和实现,包括操作系统各组成部分的概述,
互斥性和同步性,处理器实现,
调度算法,
《操作系统》知识涵盖多个学科,对全面发展学生综合能力具有一定的推动作用。不过,《操作系统》现实实践情况却不是很乐观,
据某机构对学生《操作系统》现实情况调研:很多学习较好的学生,对实践却束手无策,他们熟练背诵各种概念,
对理论非常熟悉,
却对现实实践缺乏认知,
这是我国素质教育方面的缺失,
在一定程度上影响着我国素质教育的整体发展。基于此类情况的存在,
本文以《操作系统》课程教学方法的研究与实践为研究对象,探讨目前我国《操作系统》现实课程教学方法存在的问题,提出解决目前问题的措施,进而从根本上促进我国素质教育的快速发展和进步。
《操作系统》课程教学方法存在的问题
《操作系统》在学习和授课的过程中,存在这许多的问题,
这些问题在一定程度上影响了教师的授课以及学生之间的学习,本文基于此情况,通过研究,提出了总结了《操作系统》课程教学方法存在的一系列问题,
下面,
本文针对这些问题做详细的论述,以便读者对《操作系统》课程教学方法存在的问题有一个比较清晰的认知。
)课程内容广泛,理论性较强
《操作系统》这门课涉及很多学科内容,有数学方面的排序算法、计算机应兴建等方面的知识,
需要学生有多方面知识储备,
才能学习起来熟练,然而,《操作系统》课程开设时间一般是大二上学期,刚进大二,没有其他科目的相关学习,
很难容易接受有关操作系统方面相关知识,这就导致很多学生很难学习下这门课程,很多学生就是因为刚开始学习难度较大,而放弃了对《操作系统》的相关学习。
在操作系统这门课程中,
有很多理论性较强的语言,需要学生深入学习方能理解,
这就更加阻碍了学生对其学习的兴趣,
加上很多学校强调分数,
轻视实践,许多学生为了取得比较高的分数,
死记硬背,尽管取得了较好的成绩,却不能有效理解《操作系统》这门课的精髓。
)缺乏实践环节
《操作系统》是一门理论性较强的学课程,需要学生花费很长时间去理解和学习它,其实,
在深入学习的过程中,
实践是最好的学习方法。然而,在我国高校授课教学中,由于硬件设施以及时间环境的原因,
实践是很多高校缺失的一个重要环节。除此之外,很多学校在讲解系统,
使得很多学生对系统不是很了解。正是实践环节的缺失,导致学生在学习的过程中,无法充分利用理论与实践进行有效结合,进而不能充分了解到《操作系统》对现实实践的帮助作用,
进而激起不起他们学习的兴趣和动力,从根本上无法解决学生对其学习的激情,这也是《操作系统》这门课程无法激起学生学习动力的根本原因。实践是检验理论最重要的方法,对进一步理解《操作系统》具有重要的帮助作用。
理论学习是实践学习的基本,
通过实践,
可对理论知识有一个根本的了解,进而对研究《操作系统》多方面学习提供多方面的实践作用。
通过上文的论述,可以看出,我国《操作系统》课程教课过程中存在着许多问题,这些问题在很大程度上影响了我国授课课程的进步和发展,阻碍我国新课程改革的进步,
严重影响我国新课程下的素质教育的实施,针对此情况的存在,本文通过文献综述以及调查问卷等方法形式,提出了一系列解决目前问题的措施,进而从根本上解决目前我国《操作系统》授课上存在的问题,
以便提高我国新课程的进步和发展。
优化《操作系统》课程教学方法的措施
针对目前我国《操作系统》课程教学方法存在的问题,本文提出了一系列有关优化《操作系统》课程教学方法的措施,
在一系列措施中,本文主要论述以下几点:
改变教学方法、激发学生学习兴趣以及增删课程等措施。
)改变教学方法
传统的教学方法往往是教师高高在上授课,
学生在下被动授课,针对目前教学方法,本文提出了改善目前教学方法的措施―改变教学方法,
教师可在平时授课时,加入一些教师与学生互动环节,教师在授课时,
让学生加入授课语境中,教师还可以在授课时,加入模型环节,在讲解操作系统时,教师可将操作系统通过实体模型的形式展现给学生,
将操作系统的组成部分,展现在模型里,让学生通过实际模型的形式展现给学生,
这样在很大程度上让学生对其有比较清楚的了解,让学生对其有一个比较清晰的认知。
)激发学生学习兴趣
《操作系统》是一门比较晦涩难懂的课程,需要学生有较大的学习兴趣才可以学好,
对于此,
本文提出了一系列激发学生学习兴趣的方式。教师在授课的过程中要学会带着情景去授课,
教师可在讲课前,讲述一些有关《操作系统》的故事或者运用情景,譬如,
教师可将操作系统中某一部分和生活中的案例结合起来,让学生对操作系统和生活实际应用联系起来,进而找出学习这门课的作用,让学生真正了解到这门课的用处。
)适当增删教程
操作系统课程中死锁这一知识点可以说是该课程的重点和难点,
内容比较晦涩,学生理解困难,不明白其中的真正含义,因此在讲解时要引导学生,
让学生积极思维,
不要因为一些晦涩难懂的术语就放弃学习,教师可以让复杂的知识简单化,
让学生易于理解。对于死锁,首先要解释死锁产生的原因,就是因为资源不足,如果资源充足,
就不会有竞争,不会引起死锁。
在对死锁概念的理解时,可以给学生设想一个场景,两个小朋友,
一个在玩小火车,另一个在玩小汽车,如果各玩各的就不会发生矛盾,但其中一个玩小火车的小朋友想玩小汽车,但又不放弃自己的小火车,
另一个想玩小火车,
但又不放弃自己的小汽车,两人打架,即死锁中的请求与保持,
最后导致死锁。
这样讲解生动,
形象,
将复杂的概念用简单的小故事将其转化
)加强实践环节
学生在学习《操作系统》课程时,如果能够进行一些实践演练,更深入的理解基本理论和技术知识,一定能够达到更好的学习效果。
对于计算机专业的本科生来说,
除了对操作系统比较熟悉,
应该对/系统也有一定的了解。通过《操作系统》课程的理论学习,教师可以鼓励学生,更深入的理解这些常用操作系统,引导学生在,
/)【系统中找理论原型,既理解了操作系统理论知识,又提高了实践能力,可谓一举两得。
另外,由于是开源操作系统,教师可以有选择的带领学生分析部分源代码。通过分析内核源代码,学生能够更深入的理解操作系统的工作原理,
全面提升学生的学习能力。对于专业水平较好的学生,教师可以鼓励他们利用课余时间,继续分析内核源代码,为其今后从事科学研究打下坚实的基础。
总结
本文以《操作系统》课程教学方法为研究对象,
在研究的过程中,主要按照提出问题―解决问题的写作过程进行论述,
在论述的过程中,本文以理论和实践相结合的方式,讲解了有关《操作系统》方面的知识,让学生对其有一个比较深入的了解,
通过理论和实践相结合的方式,找出学习《操作系统》学习的兴趣点,
进而通过这些兴趣点,让学生充分认知到学习这些知识的重要性,进而激发起学生学习的兴趣,
最终通过这些学习充分掌握《操作系统》的学习,从而让学生充分认识到学习《操作系统》对其学习其他学科的重要性。本文以课程学习为研究对对象,充分研究课程学习对学生发展的影响,进而提出一系列解决问题的措施,
从而促进学生充分的学习。
参考文献:
[]刘福江,
郭艳,郭际元,等。在专业基础课教学中的探索与实践[]。高等理科教育,()。
[]郝莉娟,刘大勇。高职院校操作系统课程的教学探索[]。职业时空,
()。
[]翟音。操作系统课程教学的研究与探讨[]。科技信息,()。
[]刘福江,
吴信才,郑贵洲,
等。“研究型学习”模式在研究型大学专业人才教育中的探索[]。测绘通报。()。
[]彭宗举,沈明裕赵一鸣。类比教学法在操作系统教学中的应用研究[]。高等理科教育,()。
[]郝继升。计算机操作系统原理课程的教学探索[]。教育与职业,()。
[]廖汗成。《操作系统》课程教学的探讨[]。科技广场,()。
[]连卫民。高职高专《操作系统》课程教学方法研究[]。科技资讯,
()。
[]张坤。“操作系统”课程的教学方法研究[]。高等工程教育研究,()。
[]刘福江,郭艳,
郭际元,徐战亚。在专业基础课教学中的探索与实践[]。高等理科教育,()。
[]郝莉娟,刘大勇。高职院校操作系统课程的教学探索[]。职业时空,()。
[]翟音。操作系统课程教学的研究与探讨[]。科技信息(学术研究),
()。
[]刘福江,吴信才,郑贵洲,郭际元。“研究型学习”模式在研究型大学专业人才教育中的探索[]。测绘通报。()。
[]彭宗举,
沈明裕赵一鸣。类比教学法在操作系统教学中的应用研究[]。高等理科教育,()。
操作系统理论知识篇
关键词:操作系统;课程教学;理论教学;
实验教学
中图分类号:文献标识码:文章编号:-()--
操作系统课程的地位
计算机操作系统是计算机及其相关专业的一门重要的专业基础课,是计算机及其相关专业主干课程之一。这门课的掌握程度,影响着计算机学习者的专业水平及发展方向。
操作系统是计算机系统不可缺少的重要组成部分,是计算机硬件功能的首次扩充,任何计算机的使用都离不开操作系统。鉴于操作系统本身的特性及其在计算机系统中的地位,
操作系统原理是计算机专业及其应用人员深入了解和使用计算机的必备知识,
是涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。在计算机专业软、硬件课程的设置上,
它起着承上启下的作用。
要学好这门课程,
既要求学生具有一定的计算机硬件知识,又要求学生具有软件技术的知识。操作系统对计算机系统资源实施全面管理,是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口,
所有用户都要在操作系统上使用计算机,都要得到操作系统提供的服务。
对于操作系统的使用、分析、设计和开发,历来是计算机学科的重要课题与任务。
因此本课程的教学目的是培养学生理解和掌握计算机操作系统的基本工作原理、设计技术及设计方法。通过本课程的学习,要求学生理解操作系统的基本概念和主要功能,
掌握常用操作系统(如、、)的使用和一般管理方法,理解它是如何组织和运作的,从而为以后的学习和工作打下坚实的基础。
操作系统课程的内容是各种类型操作系统的组成结构、设计思想、设计方法和理论的综合,所以该课程知识点多、概念性强而抽象。学生在学习的过程中往往感到不易理解,难于掌握。
操作系统课程教学中存在的主要问题
教学方法单一。教学方法主要是把学生集中起来,以课堂讲授为主,形成了一种“灌输式”的教学方法,对启发式、讨论式和研究式的教学方法采用的比较少。
教学内容理论性过强,
实践性环境薄弱。
这样的教学形式不利于对学生创新能力的培养。
学生缺少自己动手分析具体操作系统实例的过程,课程设计环节几乎没有,学生参与研究性学习的机会少,不能激发学生学习的兴趣。
国内的操作系统教材几乎都是纯理论性的,内容较陈旧,与计算机技术的快速发展不相适应。
教材中的知识点多而杂,导致学生只顾记忆知识点,而忽略了对问题实质的理解和掌握,忽略了对操作系统各部分内容之间关系的把握。
操作系统课程教学探索
通过近几年操作系统课程的教学实践,
笔者认为在该课程的教学中应注重以下几个方面的问题:
.合理选择教材
操作系统的教材种类繁多,
如何选择教材对于该课程的教学效果具有非常重要的意义。目前国内采用的教材可分为三种类型:一类是国内大学教师编写的教材,大部分偏重于操作系统理论的介绍;第二类是引进国外具有权威性的教材的翻译版,这类教材受翻译者的英文水平和专业水平的限制;
第三类是国外具有权威性的英文原版教材,
这类教材知识新实践性强。一般应采用第一类教材给学生用于理论学习,第三类教材中的实例程序部分给学生做课程设计,
再选用和作为讲解理论知识时的实例。
.完善教学内容与教学体系结构
操作系统在整个计算机系统中处于承上启下的作用,这便决定了操作系统课程与其他专业课程之间的紧密联系及彼此间教学内容的重叠性。作为一个大型的软件系统,操作系统的功能是通过定义一系列的数据结构并加以程序化的描述来实现的,这就要求学生在学习操作系统课程之前应具备程序设计语言(主要是汇编语言和程序设计语言)和数据结构的基础知识。
鉴于操作系统直接对计算机硬件资源进行控制并设置有相应的接口,故要求学生应预先修完计算机原理等硬件课程。在教学过程中,通过与计算机原理、汇编语言等相关课程主讲老师协商和分工,
进一步理顺这些课程与操作系统之间的衔接关系,调整授课时间,明确教学内容讲授的分工,从而为减少教学内容的不必要重复及加强前期课程的必要准备奠定基础。
操作系统课程也应与当前飞速发展的计算机操作系统的理论和技术保持同步。
在友好的人机界面和面向个人计算机平台战略的保证下,微软公司的系列操作系统占领了计算机操作系统的主要市场;以高效率、高可靠性、优良可移植性及开放源代码的系列操作系统在全球商用计算机操作平台的广泛使用。与此同时,伴随互联网技术的快速发展,
网络通信协议及其他支撑技术开始被嵌入到操作系统的底层。所有这些都要求操作系统的教学内容应进行适当的补充、调整和完善,而整个教学体系结构也需要进一步的整合与改进。在教学过程中,可将操作系统及计算机网络操作系统的体系结构和核心实现机理的内容加入到操作系统的教学内容中,
或专门开设网络操作系统与操作系统原理作为操作系统的后继课程在计算机及相关专业高年级讲授。
.积极探索理论教学方法
信息时代以计算机使用的广泛普及为主要标志,而在教学领域计算机技术也开始大显身手。
从电子教案到多媒体教学和远程教学,全方位展开对传统教学模式与教学手段的革新。操作系统课程的教学也应在这些方面有所作为。
由于电子教案在理工学科课程涉及数学或逻辑推导问题等教学内容的讲解过程中不太符合课堂教学的互动性原则,因而不利于学生对知有关诚信的作文识的接受,不利于达到教学目的。就操作系统课程而言,既包含普通的陈述性理论知识,
也包括一些复杂算法和计算过程,如关于死锁避免的“银行家算法”及实例推演。对于陈述性理论的讲解,
采用电子教案来改进教学手段是可行和可取的。对于复杂计算问题求解过程和复杂逻辑推导过程,如果仍然采取电子教案讲解方式并不妥当,
而宜保留传统的黑板教学手段进行讲解。只有这样才能贯彻教学目的和教学原则,从而更好地提高教师的教学水平及学生的学习质量。也就是说,操作系统课程在教学过程中应采取多样化的教学手段,
且在多样化教学手段实施过程中应注意分析和划定电子教案教学与黑板教学内容的分界线。同时,还应注意采取切实措施来提高电子教案的设计与制作质量,使其既符合课程教学大纲,又突出重点和难点;
既能充分地利用各种图表、图形等形象的形式,又能通过知识的信息编码过程浓缩知识要点。通过电子教案内容的动态化播放与讲解促进并调节学生的探究活动,激励学生的内在学习动力和求知欲。
此外,关于传统课堂教学过程中的原则及一切有利于提高学生学习质量的教学方法(如课堂提问与启发式教学)均应继承、吸收和完善。而作为课堂教学的必要补充,
还应积极研制和开发操作系统电子多媒体教学软件,建立功能强大的考试系统和试题库,从而全面推进本课程多样化教学手段的实施。
.加强实践教学环节,培养学生软件开发能力
操作系统课程实验是一个非常重要的教学环节,
对理解操作系统的基本理论,
掌握操作系统的具体实现技术,体验操作系统的抽象思维方法,培养规范的系统程序设计能力,都具有十分重要的意义。
操作系统课作为计算机及其相关专业重要的专业基础理论课程,
课堂理论教学环节相对成熟。
计算机科学与技术作为工科专业,其培养目标不仅应重视理论知识的学习和掌握,更应强调动手能力与软件开发能力的培养。对于操作系统这门专业基础课程的教学过程同样应遵循这一关于过中秋节的作文宗旨。目前,
全国大部分高校的计算机学科对于这门课程的实践教学环节的发展普遍滞后。就当前计算机专业学生在实践环节方面的总体培养目标与教学要求而言,不应仅仅局限和着眼于应用软件的开发,更应着眼于系统软件的开发,
特别是操作系统的开发与维护能力的培养,这在网络全球化及信息安全关系国家兴亡与国计民生的今天显得具有重要的意义。因此,实践教学环节应构成操作系统课程教学过程的一个重要方面,
操作系统实践教学应立足于课程教学及专业发展的实际需求,面向教学质量的全面提高和面向高水平专业人才综合素质的培养目标,
通过不断充实和完善学生关于计算机操作系统核心功能的实践课题、实践内容及实践要求,通过强化测评环节和真正落实相关实践项目来完成。在传授学生操作系统原理的同时,
培养学生在系统软件开发方面的分析、设计与编程能力及技术创新能力,进而增强教学效果,提高教学质量,全面贯彻课程的教学大纲和基本要求。
操作系统实践教学的难点主要包括学生实验课题、内容及要求的确立和操作系统综合模块化实验开发平台的建设两方面。
对于前者,主要针对计算机系统资源进行有效管理和控制的操作系统软件的开发与实现原理(其中主要包括处理机管理、内存管理、设备管理和文件管理)来展开。
所以在已有的实践教学中把页式虚拟存储器的设计与开发、通信软件接口的设计与实现等作为学生进行系统设计与编程调试的实践课题,在实践教学过程中可考虑引入进程与线程的实现、文件管理系统的设计等实验项目。但是,
就操作系统综合模块化实验开发平台的建设而言,
实施起来需要大量的经费与智力投入,因此应该全方位综合考虑和规划。
结束语
操作系统课程的教学工作是一项复杂的系统工程,教学中要始终牢记学生是主体而教师是主导的原则,通过使用合理多样的教学方法,
充分调动学生学习的兴趣、学习的积极性和主动性,
通过加强实验教学提高学生的动手能力以及分析和解决问题的能力,只要我们能够抓好教学中的各个环节,就能使学生真正学好这门课程。
参考文献防溺水作文300字:
[]陈晓红。浅谈“操作系统”课程改革[]。安徽教育学院学报,
,()。
[]黄廷辉,许倩霞。操作系统课程建设的探索[]。桂林电子工业学院学报,,
()。
[]汤子瀛。计算机操作系统[]。西安:西安电子科技大学出版社,。
[]张尧学,史美林。计算机操作系统教程[]。北京:清华大学出版社,
。
[]孟静。操作系统教程[]。北京:高等教育出版社,
。
操作系统理论知识篇
关键词:操作系统;类比法;
多媒体动画;讨论与互动
中图分类号:文献标识码:
引言
计算机“操作系统”课的教学一直在计算机学科的教学计划中占据重要地位。在美国-和联合专题组发表的报告中,提出了个知识领域,操作系统便是其中之一。
中国计算机学会教育委员会、全国高等院校计算机教育研究所所提出的“计算机专业教学计划”也把“操作系统”列为一门主要的课程。因而,“操作系统”教学一直受到各个学校的重视,在国内有很多人从事这方面的研究,探讨了教学过程中的教材、实验、考核等环节。
“操作系统”课程是计算机专业的主干课程之一,其内容是由各种计算机操作系统的组织结构、设计思想、实现方法和相关理论综合而形成的。它是一门承上启下、理论性和实践性兼备的专业基础课。它涉及的基本概念多、密度大、抽象、易混淆;专业术语涉及的知识面广,
某些技术的实现思想难以理解。
随着计算机技术的高速发展,计算机系统的发展变化日新月异,作为计算机系统核心组成部分的操作系统功能越来越强大。操作系统设计中的新思想和新方法不断出现,使操作系统的内涵和外延发生了巨大的改变。
在“操作系统”的教学活动中,
如何尽可能清楚和全面地为学生展现当代操作系统的本质、特点和发展方向,用通俗易懂的教学方法,传授课程的知识点,
对任课教师来说是一项具有挑战性的任务。
本文结合作者在“操作系统”课程教学中的实践经验,
总结了以类比法教学、动画支持的多媒体教学和讨论互动教学等为代表的新颖教学方法。这些教学方法重视教学中教师与学生之间的相互作用,能充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,
达到了预期的授课效果。
“操作系统”课程特点
“操作系统”是计算机相关专业的一门主干课程,
该课程的主要目的是使学生了解并掌握计算机操作系统的原理、结构以及基本实现方法,使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练,
为以后进行深层的软件研制与开发打下坚实的基础。在作者的教学实践过程中,发现该课程存在以下三个特点。
.操作系统本身发展迅速
类似于其他计算机软、硬件技术的发展,操作系统也经历了系统结构与实现技术的变更与发展。
早期的操作系统由于受硬件、程序设计语言及软件设计技术的限制,一些设计原理与实现技术相比于现代操作系统来讲已经是过时或不合理了。
操作系统设计技术的发展,
对课程授课内容提出了新的要求。
这就需要授课老师能紧跟当前国内外操作系统技术发展的前沿,适时地对教材的内容进行修订,从发展中找出规律和创新思路,以指导学生进行更深入地创新活动。
.课程理论知识性强
“操作系统”课程理论性较强,部分知识点抽象难理解,学生难以掌握其核心内容,所以在学习过程中易出现逃避和害怕心理。如何将课程中抽象内容和现实生活中客观实例结合起来,
是提高授课质量的关键点。
.实践操作内容要求高
学习操作系统,不只为了掌握其基本原理,关键在于运用掌握的原理进行操作系统相关实验,甚至设计。
从基本程序、子系统到多道程序系统、进程、进间通信与同步,再到文件系统、存储系统设计,
直至构造一个真正的、简单的、有一定功能的操作系统。这对学生的课程学习提出了最高要求,然而这需要老师在其中切实充当好领路人,
通过互动讨论等方法将学生“扶上马,送一程”。
类比法教学
“操作系统”课程内容庞杂,
涉及面广,是由其在计算机系统中承担的任务决定的。要使学生在有限的时间内掌握它有一定困难。
为提高教学质量和水平,作者尝试在教学过程中采用类比教学法,将抽象理论和概念转化为学生容易理解的具体现象,用通俗易懂的方法完成课程教学。
.类比教学法概念
根据作者的教学实践,总结出欲将一系列复杂问题,通过简单明了的方式表达出来,
进而达到授课目的,
类比教学法是其中一个行之有效的方法。
所谓类比教学法,
就是根据类比法的特点而组织起来的教学,包括用类比法设计教案、课件、教学等,在教学过程中向学生渗透类比思想。
类比教学法是创设真实生动情景的有效工具之一,教师运用类比法创设的问题情景,能有效地促使学生发现新知识、新方法,让学生沉浸在问题情景中,
将要探索的问题与已有经验联系起来,找到类比的对象,进而运用对此类比对象的研究所取得的成功经验、方法和结果等进行分析比较,
建构类比以寻求规律,大胆猜想并找出证明思路,
为建构知识意义打下良好的基础。
.类比法的应用
类比是根据两个对象有一部分属性相类似,
从而推出这两个对象其他属性亦相类似的一种推理方法。人们认识事物和理解一个新问题很容易从一个客观可见的实体出发,然后通过自己感官认识并理解它。在授课过程中,
可将操作系统相关概念和生活中的事例结合起来分析。下面以实例来说明类比法的好处。
首先以操作系统概念为例。操作系统是计算机系统中的核心系统软件,它负责控制和管理整个系统的资源并组织用户协调使用这些资源,
使计算机高效地工作。为更好理解这一概念,在阐述操作系统定义时,可以把它理解为计算机系统资源的大管家,
类似于一个大的集团公司的“主管人员”。为确保一个集团公司的目标要得以有效实现,必须通过层层分解,
将任务落实到各个部门,
直至组织的每个成员身上。而操作系统有五大功能,分别是:处理机管理,
存储器管理,设备管理,文件管理和用户接口管理;类似于主管人员的五个部门主管,如销售、研发、人力资源等。
通过此类比,学生立刻就明白了操作系统的概念,并可延伸其至管理方法。
类比法教学不仅有助于学生理解操作系统相关概念,
还有助于指导他们在课程学习中创新。
如讲述“资源管理”这一知识点时,可将资源比喻成餐馆,而将欲占用资源的进程比喻成顾客。
顾客为了就餐,必须按照到餐馆的时间顺序进行排队,
这是操作系统中处理多个进程的基本方法。那么有的学生提出,可以扩大餐馆的规模,
于是引出进程并行的方法。
另一个问题是,
往往由于某个进程等待某一资源,而拼命地“空转”,不断地查询当前的状态,造成资源的浪费。而类似的,
餐馆中服务员叫号的方法,等待期间顾客可以忙自己的事情,
而不必进行查询,叫号后由服务员唤醒当前正在等待的顾客,于是又引出操作系统中中断的机制。
其实,很多操作系统中采取的策略,均来自生活,因而用类比方法授课,
可达到很好的效果。
上述是作者在教学过程中运用类比教学法的个别案例。在操作系统中还有很多问题可用生活中的事例去类比讲解。如“优先级调度算法”,
本义是指从进程就绪队列中挑选优先级别高的进程,并且把分配给它使用,
可把它比喻成火车站售票窗口军人优先的例子;还有“死锁”的概念可比喻成生活中交通堵塞的问题;临界区资源可比喻成在电话亭排队打电话等。
这些恰当的比喻都能帮助学生理解和掌握抽象的概念和原理。想在教学中用好类比教学法,首先要求教师能深刻透彻理解问题的本质;
其次要求教师有丰富的生活阅历,具有敏锐的观察力;最后还要教师能够用精炼风趣的语言把二者巧妙结合在一起,
分析二者本质上的相似点,以此让学生掌握问题的本质,否则效果会适得其反。
动画支持的多媒体教学
随着科技的发展,计算机技术发展本身也促进了现代教学方法的进步,
传统的粉笔加黑板的教学模式已经难以适应信息化时代的需求。计算机辅助设计技术的发展,
使多媒体技术在课程教学中得到了越来越多的应用,也取得了越来越好的效果。
笔者还在国防科技大学就读时,在“计算机系统结构”的课堂上,曾被张晨曦教授用“网动王”所设计的课件震撼。
张教授以动画形式展示了流水线各个阶段的全过程,非常通俗、清晰地说明了所有问题,使原本难以理解的流水线问题变得简单。这就是动画技术的特点。于是当笔者成为一名老师时,
便开始了在“操作系统”课程授课中探索多媒体、动画教学的历程。
在教学中,笔者常将操作系统中理论性强、极其抽象的内容制作成。例如在讲述死锁这一内容时,
对多个进程死锁的产生和进程竞争等,用来演示,以便在课上形象讲解各个进程需要占用的资源,竞争的产生,
死锁产生的原因及依赖关系等。课程讲述过程中,
可采用和动画结合的课件模式,能用动画的绝不用静态表示方法,
能用图片表示的绝不用文字等,切实给学生以直观印象,加深他们对课程内容的理解。尤其是对一些较难的算法必须编写教学软件进行动态演示。
用动画技术展示算法的全过程,加深学生理解。
实践证明,
采用现代化的教学手段,用生动活泼的表现形式展现教学内容,
可以化抽象为直观,激发学生学习兴趣,强化教学效果。
讨论互动式教学
现代教育呼唤人的主体精神,高等教育的教学实践活动也必须实现从以教师为中心向以学生为中心的转变,
使学生和教师同时成为课堂的真正主人,更好地巩固教学效果。而“讨论互动式”教学方法正好符合这一要求。
.讨论互动式教学的必要性
“讨论互动式”教学以培养学生自主学习能力为宗旨,以实现课程教学目标为目的,
通过开展课堂讨论、课堂辩论、网上讨论、小组讨论等教学活动,使学生对专题问题有进一步的理解,能够引发对不同角度与方法的探讨,
增强学生的主体意识,
增进学生的协作意识,培养学生的创新意识。在“操作系统”课程中开展“讨论互动式”教学,
具有一定的必要性,主要表现在几个方面。
首先,“操作系统”课程的特点适合开展“讨论互动式”教学方法。“操作系统”是一门理论性和综合性较强的课程,涉及的概念较抽象,有一定深度和难度,
学生容易产生厌学情绪,进而缺乏接受课程的自信心,
对参与各种教学活动有畏惧心理。通过讨论和适当互动,能对学生正确引导,
消除他们的畏惧心理,使其投入到学习中去。
其次,
大部分学生缺少参与意识。高等教育的教学实践必须实现从以教师为中心向以学生为中心的转变,
学生应成为课堂的真正主人。
而目前仍然有部分学生头脑中存在着传统教学观念,习惯在课堂上充当被动接受的角色。
再次,部分学生缺乏学习自信。没有自信心,
也就丧失了学习的兴趣和乐趣,越是自卑越不想学,进而导致恶性循环。经常采用课堂讨论、课堂辩论、网上讨论、小组讨论等形式进行教学,促进师生及同学问的双向交流,
在培养学生信心的同时,也增强了学生的主体性。
.讨论互动式教学的实施
正所谓“温故而知新”,对所学的知识进行及时的温习,可达到事半功倍的效果。
在作者的教学实践过程中主要采取以下两种互动形式进行教学。
()课堂随机提问。
上课时,若学生知道老师要发问,听讲会更认真。提问内容一部分是对授课内容的简单回顾,以考察学生的掌握情况;
一部分则是对课程内容的适当延伸,激发大家的创新意识,使所学知识融会贯通。
()在每个知识点讲授完毕后,随机抽学生上讲台做“十分钟老师”。这种做法以学生为主体,能充分调动其学习的积极性,
学生在讲课过程中也能对老师的授课方式产生许多有益启发。实践证明,此方法效果显著。
结束语
本文结合作者实际教学经验,分析了“操作系统”课程教学中的一般性问题,
结合课程的特点和教育心理学的方法,
探索性提出了类比法教学、动画支持的多媒体技术教学、互动讨论式教学等在本课程中的应用,讨论了如何用通俗易懂的方法讲述“操作系统”课程,
以培养学生学习兴趣,
提高学生学习信心,
改善本课程教学效果。我们要努力积极行动、认真实践,锲而不舍,不断向前。
本研究得到信息工程大学测绘学院院教学改革立项的支持,在这里感谢。
参考文献:
[]宋广华,段健平,李善平。边学边干,教研结合――谈“操作系统”课程教学改革[]。电气电子教学学报,
,():-。
[]朱贵良。国外若干知名大学《操作系统》课程教学设计特点研究[]。许昌师专学报,
,():-。
[]龚玲,陆松年,薛质。“操作系统”课程教学探索[]。电气电子教学报,
,():-。
[]郝继升。计算机操作系统原理课程的教学探索[]。教学理论,():-。
[]王群,
喻勇,柯尊平。操作系统课程改革与探索[]。物流工程与理。,():-。
[]董飚。《操作系统》课程中的“讨论式“教学法[]。中国科技信息,():。
[]陈晓红。信管专业《操作系统》课程教学探讨[]。电脑知识与术,
():。
[]廖汗成。《操作系统》课程教学的探讨[]。科技广场,():-。
[]罗宇,张颖蓓,叶常春,
等。本科操作系统课程设置及教学体会[],
计算机教育,():-。
[]彭宗举,沈明,赵一鸣。类比教学法在操作系统教学中的应用研究[]。高等理科教育,():-。
[]江志华。浅谈类比教学法在操作系统教学中的应用[]。福建电脑,
():-。
[]罗宇,邹鹏,吴刚,等。操作系统[]。北京:电子工业出版社,
:-。
操作系统理论知识篇
关键词:计算机操作系统;课程改革;启发
中图分类号:.文献标识码:文章编号:-()--
,
(,
,,
)
:”“,,
,。。
:;
;
一、基本特点
计算机操作系统(以下简称操作系统)是一门理论性和实践性很强的课程,是计算机及相关专业的一门重要专业课,它与许多计算机专业课联系紧密,
在计算机专业教学中起着承前启后的作用。其特点是理论知识丰富、算法多、概念抽象、理论性强、实践困难等。在教学过程中,
学生学习这门课时觉得枯燥、难以记忆和理解。
针对以上问题,需要对该课程进行教学改革。
二、目前现状
(一)教学内容抽象、枯燥,
学生学习兴趣不高。作为计算机专业的核心课程,“操作系统”是一门知识点多、概念性强、较为抽象的课程,
因此,目前在国内的“操作系统”课程教学中多数学校“重理论,轻实践”,授课教师如果只注重理论教学而忽视了理论与实践相结合的具体内容,
使得原本就抽象的理论在授课中变得更加枯燥抽象,学生很难理解,甚至出现了“操作系统”学习无用论的思想,学生学习兴趣降低,学习效果变差,
单纯的为了应付考试而学习,没有真正的动手去剖析或者设计一个具体的操作系统,只了解“操作系统”的皮毛,
没能理解其真正的内涵。
(二)教学方法相对单一。
现在多数学校在教学中利用多媒体教室完成课堂教学,
但是教学课件仅仅是对课本内容的复制,在教学中没能够充分发挥学生的主动性,缺乏与学生的互动交流,由于目前国内各学校学生人数都较多,很难实现讨论式的课堂教学,
难以调动学生的积极性,因此,就使得课堂变成授课教师一个人的舞台,采取“灌输式”的教学,
教学方法单一,忽略了学生在课堂中的主体地位,间接导致上述问题的出现。
(三)忽视计算机专业课程间的内在联系。计算机专业各课程是一个统一的整体,
触类旁通,不能割裂,
在这个课程体系中,“操作系统”处于承上启下的作用,
课程讲授中需要有关“数据结构”、“计算机组成原理”等课程的知识,而操作系统中的诸如并发、进程调度等对后继课诸如“网络安全”、“数据库原理”等具有重要意义,另外,操作系统本身的特点也使它对“软件工程”有着特例的作用。因此,
没有操作系统理论基础的程序员通常不具备设计好的并发和多线程算法的能力。
三、改革内容
(一)将操作系统课程作为一门详细设计书来看,引导学生学习如何去设计。
实际上操作系统是一门实践中总结出来的课程,的诞生非常有力的证明了这点。
操作系统这门课程的很多个章节实际上就是一个系统软件的设计,让学生们认识到这一点可以提高学生学习兴趣,改变学生的学习视角,同时可以补充一些实践项目相关的知识,从同样的课程中可以学习到更多的知识,
特别是能够增加有关实践方面的知识,这些实践方面的知识能够冲淡操作系统这门课程的枯燥性和理论性,有效地提升这门课程的实践性。
在整个操作系统的教学过程中,
都可以推行这种观念,不仅可以提高教学效果,
还可以为学生以后学习软件工程打下基础,为软件工程提供了一个实例。
(二)大力修改实验课程,使学生对计算机操作系统有感性认识,
增加实践性。河南农业大学为了提高办学条件,从年引进了“操作系统集成实验环境”,软件包由一个面向教学的开源操作系统和一个可视化环境组成。
分析可以帮助学生了解当前的操作系统技术。的结构非常简单清晰,全部高质量源代码仅约一万行。比要精练得多。
在这个实验环境中设计了跟教程密切联系的若干个实验,
可以使学生们清楚地看到一个操作系统是怎样运行起来的,可以将理论知识和实际更好地结合起来。
能够有效地提高学生学习兴趣,增加学生对这门课程的感性认识。
(三)采用灵活多变的教学方法,启发学生多思考,主动思考。在教学的过程中,可以主动深化教材内容,
补充新内容,启发学生多思考问题。比如在生产者与消费者同步问题的教学过程中,
实现互斥进入缓冲池的本来只有一个互斥信号量,
可以引导学生考虑此互斥信号量的具体作用,当学生完全明白以后,进而提出可以设两个互斥信号量,让学生思考此信号量添加后有什么意义,
有什么不同,进而加深学生对同步问题的思考和理解。另外可以选择多种教学方法,
比如多提问,多让学生做题,
增加交流渠道等方式。
(四)选择适当的教材和教学参考书,保证教学内容的针对性和先进性。教材对教学内容的影响非常大。为此,
在教材和参考书的选择上,就要做好遴选工作。
通过分析表明,学生学习本门课后,很多准备参加考研和计算机软件考试,
而另一些只想轻松愉快地掌握操作系统知识和技能。基于以上考虑,
教材选择考研和计算机软件考试复习指定教材,
该书由汤小丹编著。另外,
为补充教材实用性不强的问题,参考书选择机械工业出版社出版,由编著,陈向群,马洪兵翻译的《现代操作系统》,
每一章都力求从细节阐明计算机的运行过程,揭示操作系统是如何通过一个一个的细节运行起来的,可以充分地满足部分同学强烈的求知欲。
四、结束语
计算机操作系统课程是计算机专业的核心专业课程,
通过该课程的教学,
培养学生在计算机科学技术领域实践能力和研究创新能力,在此过程中,应根据学生的实际情况,及时调整教学内容和教学方法,加强应用与实践环节,
变单纯传授知识为在传授知识过程中重视应用能力的培养和提高。
参考文献:
[]于景茹,
高昂。”操作系统“课程教学方法研究与探讨[]。山东:科技信息,,
:
[]赵志宏,高志伟。”操作系统"教学中提高学生学习兴趣的探索[]。北京:中国电力教育,,
:-
[作者简介]刘羿(-),男,河南南阳人,讲师,
主要从事数据挖掘和软件工程方向的工作;翁梅(-),
女,福建厦门人,副教授,
硕士生导师,主要从事信息技术研究与教学工作。
操作系统理论知识篇
关键词:计算机基础;分层考试;
分析;启发
中图分类号:.文献标志码:文章编号:-()--
一、背景
计算机基础作为大学新生计算机知识的入门课程,在建立计算机的基本概念、训练计算机的基本技能以及丰富计算机的基础知识等方面取得了显著的成绩,但同时也存在着诸如教学内容缺乏系统性、教师认识不统一,
以及学生水平差异而造成的分层或分类教学等问题。由于我国各个地区的经济发展不平衡、各个高中阶段学校的重视程度不同、以及学生个体差异等原因,大学新生的计算机基础知识具有显著的不同。实施分层教学是提高计算机基础教学质量的必要途径。
因此,
年我校组织了的新生计算机基础分层考试,从考试结果中准确掌握大学新生的计算机基础知识现状,
据此设立具有针对性的教学目标,并规划相应的教学内容,
从而建立大学计算机基础分层教学体系。本文重点就计算机分层考试结果进行分析,
并给出一些重要结论。
二、题目设置
本次分层考试采用计算机题库方式进行,
设置了三种题型,分别为单选题、填空题和操作题,总分为分。其中,单选题和填空题侧重于考察基础理论,
主要包括计算机硬件基本结构、数值编码及二进制运算、操作系统基础知识和计算机网络基础知识等,总分为分;操作题主要考察操作、操作、操作和操作,总分为分;
其中,操作部分占分,操作部分占分,操作部分占分,
操作部分占分。
理论题部分设置有单选题和填空题两种形式,其中,单选题涉及二进制运算、编码、数制及数制转换、文本压缩、地址及分类、地址及其与地址的转换、操作系统的进程管理、设备管理、处理器字长和冯诺依曼原理等内容;填空题涉及多媒体文件存储容量计算、计算机网络协议、绝对路径及相对路径、计算机工作原理和操作系统的基本功能等。
操作题部分包括操作、操作、操作和操作四个部分,其中,操作主要考察文件夹的创建、删除和修改、快捷方式及其创建、记事本软件相关操作、计算器软件相关操作以及文件的复制、重命名和删除等,
操作主要考察文字格式设置、指定内容查找、文字的基本编辑、表格制作及格式设定以及图片插入及格式调整等,操作主要考察单元格格式设置、基本公式(含求和、求平均数以及四则混合运算等)的运用、数据区域选择及图形生成、背景设置和自动筛选等,操作主要考察模板设置及应用、文字格式设置、动画设置、放映方式设置和背景设置等。
这些内容的设计基本符合国家计算机基础教学指导委员会对大学计算机基础课程的规划和要求。
此外,考虑到大一新生对计算机基础理论知识没有系统地掌握,
而在平时生活中相对比较多地接触计算机的相关软件操作,将基础理论题与操作应用题的分值比例设置为:。
三、考试结果的分析
(一)总体结果分析
总体考试结果的平均分为.分,
看似这一成绩还算不错。考虑到基础理论题与操作应用题的分值比例设置为:这个前提,一方面说明当前大学新生对常见操作软件并不是非常陌生,另一方面也说明大学新生对计算机基础理论知识缺乏一个系统全面的掌握。题目得分率为.%(按照百分制进行折算,
其他类似),说明绝大多数大学新生对操作系统都能够有很好地掌握;题目得分率为.%,
说明接近一半大学新生对的基本使用,如输入、简单格式排版和替换等基本操作有所掌握;题目得分率为.%,说明绝大多数大学新生没有接触软件操作,
没有建立数据处理的理念;题目得分率为.%,
略差于题目得分率,说明大学新生对的基本操作也有所掌握;
理论题得分率为.%,
说明绝大多数大学新生对计算机基础理论知识并没有形成系统的、全面的掌握;
及格率仅为.%,说明绝大多数大学新生对计算机基础知识(包括理论和操作)的系统掌握还很不够。特别需要重点说明的是,本次分层考试的题库中,操作题和理论题的难度都相较于期考考试标准有了较大程度的降低。
如果按照常规的大学计算机基础期末考试的要求来进行的话,
可能在各项指标上还要有较大程度的下降。总体考试结果说明,
大学新生对计算机的基础知识掌握还很不够,
尤其对计算机的基础理论知识是非常欠缺的,本门课程的设置非常必要。考虑到计算机对于大学生未来学习和工作的重要性,取消大学计算机基础课程是不合适的。
(二)分类结果分析
本次分层考试还对考试结果进行了分类统计。考试结果按照三类进行统计,即信息类、非信息理工类和非信息文管类。其中,信息类选择的班级包括计算机、通信、物联网、信息安全、自动化、测控和人工智能等共计个班级;
非信息文管类的班级包括工商管理、经济、企业管理、社工、法学、行政管理和日语等共计个班级。由于非信息理工类学生人数在全校占据绝大多数,所以选择了更多的班级,
具体包括土木工程、采矿、环境工程、矿加、机械工程、能源工程、安全工程、工业设计、物流工程、材料工程、生物技术、数学、物理和化学等共计个班级。从以上选择的班级可以看出,这些班级基本上涵盖了学校在信息类、非信息理工类和非信息文管类中的所有学生,
样本具有显著的典型性和代表性。
对于及格率,信息类为.%,非信息理工类为.%,
非信息文管类为.%。信息类学生在及格率指标上高于非信息理工类学生和非信息文管类学生,
这得益于信息类大学新生在理论题得分率、得分率等其他指标上也高于非信息理工类学生和非信息文管类学生。
究其原因,信息类大学新生可能在高中阶段对计算机较为感兴趣,
对计算机相关知识给予了更多的关注。但是,这一及格率指标的绝对值还是很小的。单纯从这一指标上来看,不管是取消信息类,
还是取消非信息类大学新生的大学计算机基础这一课程都是不合适的;
对于得分率,信息类为.%,非信息理工类为.%,非信息文管类为.%。
信息类和非信息类大学新生对基本操作的掌握都比较良好,这得益于计算机的日益普及;
对于得分率,信息类为.%,
非信息理工类为.%,非信息文管类为.%。信息类和非信息类大学新生对基本操作的掌握还比较欠缺,这是由于大多数大学新生没有对相关软件进行系统的学习,
等软件的学习可能是自发的和随意的,这不利于对软件的系统掌握;对于得分率,信息类为.%,非信息理工类为.%,
非信息文管类为.%。
绝大多数信息类和非信息类大学新生对的基本操作还没有涉及,
对数据处理的概念还没有形成,而考虑到数据处理对于大学生未来学习、科研和工作的重要性,
对软件操作的掌握和数据管理概念的形成具有特别的意义;对于得分率,信息类为.%,非信息理工类为.%,
非信息文管类为.%。信息类和非信息类大学新生对基本操作的掌握也是比较欠缺的,而随着大学新生步入社会,利用作为平台来展示自己或介绍产品或规划项目等都是必不可少的;
对于理论题得分率,信息类为.%,非信息理工类为.%,非信息文管类为.%。
绝大多数信息类和非信息类大学新生对计算机基础理论都没有一个系统的了解,
基于这样的基础是无法完成后续计算机相关软件和硬件课程的进一步学习。
四、考试结果的启发
本次分层考试目标是选拔优秀大学新生组成快班,进行差异化和针对性的教学。这里,
我们不涉及有关分层教学体系的内容,主要是从本次分层考试的数据结果分析中,得出以下几点结论:
。大学新生对计算机基础知识并没有系统的了解和掌握,考虑到计算机基础知识对于未来专业课程学习的重要性,取消大学计算机基础这一课程是不合适的。
。就理论知识来说,
绝大多数大学新生对计算机理论知识的掌握非常欠缺,需要在课程学习中加强计算机工作原理、编码、多媒体、操作系统和计算机网络等计算机基础理论知识的学习。
。就应用操作来说,虽然绝大多数大学新生对操作都有比较良好的掌握,对常见的操作和操作的掌握仅限于对一般的文字编辑操作上,
并没有形成系统的理解和掌握,对操作则非常陌生,没有形成数据管理的基本概念。因此,
需要在应用操作方面继续完善和等常见办公软件的高级操作的练习,并重点加强数据管理操作软件的学习,
如或数据库管理系统等。
。信息类和非信息类大学新生对计算机基础知识的掌握基本相当,作为入门课程可以采用基本相同的教学体系。当然,如果考虑到信息类学生未来专业学习的需要,
可以适当引入一些专业化的内容,并进行差异化教学。
。总体来说,大学新生对计算机操作软件的掌握要好于计算机基础理论,考虑到基础理论中有关多媒体、计算机网络等知识的抽象性,
可以适当地增加相关操作软件的学习,如或网络模拟软件等,以便具有形象化的学习效果。
五、小结
对计算机分层考试的结果进行分析,包括总体分析和分类分析,
得出的主要结论包括:取消大学计算机基础这一课程是不合适的;绝大多数大学新生对计算机基础理论的掌握比对计算机及基础软件操作的掌握更加欠缺;信息类和非信息类大学新生对计算机基础知识的掌握基本相当。
参考文献:
[]姜茸。大学计算机基础教学改革取得的成绩及问题研究[]。云南大学学报,,
()。
[]吴宁。对大学计算机基础教学中部分问题的探讨[]。中国大学教学,
,()。
基金项目:北京高等学校青年英才计划()。
操作系统理论知识篇
关键词:;
操作系统;
教学改革
中图分类号:-
作为当前国际高等工程教育的一种创新模式,是由省理工学院()和瑞典皇家工学院等四所大学共同倡导和建立的一整套工程教育理念和实施体系。这种模式不仅要求学习理论基础知识,
更注重在培养团队和创新能力,倡导“做中学”;培养既有较强的专业知识,又能很好地进行沟通与创新的综合性人才。
计算机操作系统课程是目前计算机教育的必修课程,
是计算机专业的核心课程。
主要介绍操作系统的基本原理、基本结构、实现技术和运行机制。其内容涉及进程管理,处理机调度、死锁、存储管理、设备管理、文件管理、接口、安全等方面。
当前操作系统课程教学模式普遍存在的重概念轻实践,强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题,
本文探讨基于教育模式的操作系统课程教学改革与实践,对学生专业技能和个人能力培养都具有重要意义。
工程教育模式介绍
模式是近年来国际工程教育改革的最新研究成果。
代表构思()、设计()、实现()和运作(),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。强调“做中学”()和“基于项目的教育和学习”()让学生主动地,
有创造性地,合作地学习。
“操作系统”课程的教学现状
传统的操作系统课程教学手段单一,理论与实际脱节。
学生对一些抽象的知识点很难理解,感觉枯燥,没有参与思考的积极性,很难将学习到的知识应用到实际工作中。
这种重理论教学轻实践的教育模式已经不能适应我国现在科技高速发展的迫切需求,影响到对创新型人才的培养。因此,操作系统课程教学改革成果,
将不仅对学生学习操作系统课程,
还涉及计算机专业的其它课程,及将来的就业都将产生深远影响。
基于的教学改革实践
计算机操作系统的教学改革是将计算机操作系统的理论教学和实践教学进行剖析再重新组合,
基于模式,
以应用型人才的培养为目标,不断完善计算机操作系统的理论教学内容并加入一些案例分析和改革实践环节。使学生不仅理解操作系统的理论知识,而且能学会其工作原理及应用,通过案例与实践,
使学生对操作系统能有实质性的应用,不再对这门课感到抽象,
而是乐于学习,善于研究,学有所获。
.层次
根据能力大纲,主要分为四个层次:
第一层次:工程基础知识,
包括基础科学知识,核心工程基础知识,
高级工程基础知识。
第二层次:个人专业能力与素质,包括工程推理和问题解决,实验与知识发现,
系统思维,个人技能和素质,专业能力和素质。
第三层次:团队协作与沟通技能,包括团队协作,
交流沟通,外语交流。
第四层次:在企业与社会环境下的外部和社会环境,包括构思-设计-实现-运作,企业和商业环境,
构思和工程系统,设计,
实现,运作。
.操作系统实验教学层次
基于的层次模式,在教学中把操作系统实验也层次教学,
根据学生的学习能力,应用能力分成三个层次:验证实验,
改进实验,设计实验。
验证实验改进实验设计实验
“验证实验”是第一层次,主要是对操作系统中的一些基础知识进行验证。学生只要认真学习理论知识基本可以完成此阶段的实验。
验证实验包括:
()进程管理实验:掌握进程并发执行的原理,熟悉系统中进程之间通信的基本原理。
()物理内存管理实验:掌握物理内存的管理方法,
理解页表的建立,段页式内存地址转换机制。
()文件系统实验:能够了解对文件系统实现过程,掌握文件系统的使用。
()内核线程管理实验:了解内核线程创建,执行及内核线程切换的基本调度过程。
“改进实验”是第二层次,
这个阶段的目的在于培养学生在掌握基础理论知识上,提高学生自主思考能力,并能独立创新地提出改进方案。改进实验包括:
()消息的发送与接收:熟悉消息传送机理,编程实现消息的发送与接收。
()调度管理实验:理解调度管理机制,
实现一个调度算法来替换默认的调度算法“设计实验”是在前述实验环节的基础上,进一步培养学生的独立创新的能力和团队协作与沟通能力。设计实验包括。
()死锁避免的算法:了解死锁避免的原理。研究银行家算法的实现方法。
()虚拟内存管理:通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,了解虚拟存储技术的特点。
通过对操作系统实验进行分层次教学,使学生的学习、创新能力及团队合作能力得到了很大地提高。
结束语
在倡导培养创新型人才的背景下,将模式引进到操作系统课程的教学中,是适应课程教学改革和专业发展的实际需要。
同时,使学生在实践训练中提升创新能力,团结协作能力和专业知识的学习能力。为后续课程的学习打下扎实的理论和实践基础,
并取得了较好的教学效果。
参考文献:
[]邱剑锋,
谢娟,
汪继文。基于模式的操作系统课程群教学改革与实践[]。中国电力教育,():-。
[]李曼丽。用历史解读及其应用前景[]。清华大学教育研究,
():-。
[]邢丽莉,张兵,周海全。“操作系统”课程的教学方法改革[]。课程教育研究,():。
[]吴大亲,么文学。理念在操作系统课程中的探索与实践[]。吉林工商学院学报,
():。
[]张璇,李彤。结合教育理念与案例教学进行教学探索与实践[]。教育与教学研究,():-。
[]郭皎,
鄢沛,应宏。基于的计算机专业实验教学改革[]。实验技术与管理,
():-。
作者简介:胡惠娟(-),女,江西宜春人,讲师,硕士,
研究方向:计算机应用。
作者单位:南京邮电大学计算机学院,南京
操作系统理论知识篇
一、基本特点
计算机操作系统(以下简称操作系统)是一门理论性和实践性很强的课程,
是计算机及相关专业的一门重要专业课,
它与许多计算机专业课联系紧密,在计算机专业教学中起着承前启后的作用。
其特点是理论知识丰富、算法多、概念抽象、理论性强、实践困难等。在教学过程中,学生学习这门课时觉得枯燥、难以记忆和理解。针对以上问题,
需要对该课程进行教学改革。
二、目前现状
(一)教学内容抽象、枯燥,学生学习兴趣不高。作为计算机专业的核心课程,“操作系统”是一门知识点多、概念性强、较为抽象的课程,
因此,目前在国内的“操作系统”课程教学中多数学校“重理论,
轻实践”,授课教师如果只注重理论教学而忽视了理论与实践相结合的具体内容,
使得原本就抽象的理论在授课中变得更加枯燥抽象,学生很难理解,甚至出现了“操作系统”学习无用论的思想,学生学习兴趣降低,学习效果变差,
单纯的为了应付考试而学习,没有真正的动手去剖析或者设计一个具体的操作系统,只了解“操作系统”的皮毛,没能理解其真正的内涵。
(二)教学方法相对单一。
现在多数学校在教学中利用多媒体教室完成课堂教学,但是教学课件仅仅是对课本内容的复制,在教学中没能够充分发挥学生的主动性,缺乏与学生的互动交流,由于目前国内各学校学生人数都较多,
很难实现讨论式的课堂教学,难以调动学生的积极性,
因此,就使得课堂变成授课教师一个人的舞台,
采取“灌输式”的教学,教学方法单一,忽略了学生在课堂中的主体地位,间接导致上述问题的出现。
(三)忽视计算机专业课程间的内在联系。
计算机专业各课程是一个统一的整体,触类旁通,
不能割裂,在这个课程体系中,“操作系统”处于承上启下的作用,课程讲授中需要有关“数据结构”、“计算机组成原理”等课程的知识,而操作系统中的诸如并发、进程调度等对后继课诸如“网络安全”、“数据库原理”等具有重要意义,
另外,操作系统本身的特点也使它对“软件工程”有着特例的作用。因此,没有操作系统理论基础的程序员通常不具备设计好的并发和多线程算法的能力。
三、改革内容
(一)将操作系统课程作为一门详细设计书来看,
引导学生学习如何去设计。实际上操作系统是一门实践中总结出来的课程,的诞生非常有力的证明了这点。操作系统这门课程的很多个章节实际上就是一个系统软件的设计,让学生们认识到这一点可以提高学生学习兴趣,
改变学生的学习视角,同时可以补充一些实践项目相关的知识,
从同样的课程中可以学习到更多的知识,特别是能够增加有关实践方面的知识,这些实践方面的知识能够冲淡操作系统这门课程的枯燥性和理论性,有效地提升这门课程的实践性。
在整个操作系统的教学过程中,都可以推行这种观念,不仅可以提高教学效果,还可以为学生以后学习软件工程打下基础,为软件工程提供了一个实例。
(二)大力修改实验课程,使学生对计算机操作系统有感性认识,增加实践性。河南农业大学为了提高办学条件,
从年引进了“操作系统集成实验环境”,软件包由一个面向教学的开源操作系统和一个可视化环境组成。
分析可以帮助学生了解当前的操作系统技术。的结构非常简单清晰,
全部高质量源代码仅约一万行。
比要精练得多。在这个实验环境中设计了跟教程密切联系的若干个实验,
可以使学生们清楚地看到一个操作系统是怎样运行起来的,可以将理论知识和实际更好地结合起来。
能够有效地提高学生学习兴趣,增加学生对这门课程的感性认识。
(三)采用灵活多变的教学方法,启发学生多思考,主动思考。
在教学的过程中,
可以主动深化教材内容,
补充新内容,启发学生多思考问题。比如在生产者与消费者同步问题的教学过程中,实现互斥进入缓冲池的本来只有一个互斥信号量,
可以引导学生考虑此互斥信号量的具体作用,当学生完全明白以后,进而提出可以设两个互斥信号量,让学生思考此信号量添加后有什么意义,
有什么不同,进而加深学生对同步问题的思考和理解。另外可以选择多种教学方法,
比如多提问,多让学生做题,
增加交流渠道等方式。
(四)选择适当的教材和教学参考书,保证教学内容的针对性和先进性。教材对教学内容的影响非常大。
为此,在教材和参考书的选择上,就要做好遴选工作。
通过分析表明,学生学习本门课后,很多准备参加考研和计算机软件考试,
而另一些只想轻松愉快地掌握操作系统知识和技能。基于以上考虑,教材选择考研和计算机软件考试复习指定教材,该书由汤小丹编著。
另外,
为补充教材实用性不强的问题,
参考书选择机械工业出版社出版,由编著,陈向群,
马洪兵翻译的《现代操作系统》,每一章都力求从细节阐明计算机的运行过程,
揭示操作系统是如何通过一个一个的细节运行起来的,可以充分地满足部分同学强烈的求知欲。
四、结束语
计算机操作系统课程是计算机专业的核心专业课程,
通过该课程的教学,培养学生在计算机科学技术领域实践能力和研究创新能力,在此过程中,
应根据学生的实际情况,及时调整教学内容和教学方法,加强应用与实践环节,变单纯传授知识为在传授知识过程中重视应用能力的培养和提高。