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操作系统理论知识范文1
【关键词】操作系统；教学方法；教学改革
1.引言
操作系统是现代计算机系统中必不可少的系统软件，计算机系统越复杂，操作系统的作用和地位就越重要。操作系统课程为计算机应用人员深入了解和使用计算机提供了必备知识，为软件设计人员提供进行系统软件开发的基础理论知识，因此它是计算机专业的一门理论性较强的主干课程，同时它又是一门实践性很强的课程。操作系统是计算机专业学生全面理解和掌握计算机系统软件、应用软件设计方法和技术、了解计算机硬件和软件之间关系必不可少的综合课程。
2.教学中存在的问题
目前，操作系统是计算机专业学生的核心专业课程之一，在各种考试及以后深造中占有十分重要的地位，但同时也是比较难教难学的一门课程。操作系统课程在教学过程中存在着诸多问题，本人结合几年来的教学实践和体会，认真分析了操作系统课程的教学状况，主要概括为以下几点：
（1）教师和学生对操作系统课程认识和重视不够。由于操作系统课程是一门综合性较强的课程，对学生和教师要求都较高，它要求教师必须具有较全面的知识，能够熟练掌握操作系统，懂得操作系统原理、懂得硬件工作原理、熟悉软硬件编程；对学生要求也比较高，要求学生熟悉编程及对计算机的硬件有一定了解，现在学生们普遍认为学习操作系统似乎没什么用处，其中原理理论比较多，太抽象，认为它不像其它课程如C语言、Flash等有立竿见影的效果，学了之后马上可以做出东西来，觉得比较有成就感，这样学生会产生比较大去学习的兴趣，而学习了操作系统后要求学生设计一个操作系统肯定是不现实的，所以许多同学认为学习操作系统没多大用途。
（2）课程学习难度较大，学生容易产生畏难情绪。操作系统课程理论性较强，其中涉及了许多具体的算法实现过程较复杂，再加上教材中知识点多而杂，缺乏对操作系统各部分内容之间关系的贯穿，而且结合独立学院的实际情况，三本的学生基础相对比较差一些，从而容易产生难以掌握和难学的畏难情绪。
（3）实践教学环节相对薄弱，实验效果不理想。操作系统的授课过程中普遍存在着实验脱节和教学手段匮乏的问题。老师讲授的是课程要求讲解的理论知识，学生们也不知道这些理论知识该用在哪里，以及操作系统和其他课程究竟有什么联系，因此很难激发学生的学习兴趣。而且实验教学内容学时数偏少，实验比较难做，在各种实验中不仅要求学生要有很强的抽象思维能力，同时还必须具有深厚的程序设计语言功底，这样导致实验课后很多学生只接触到操作系统的一些皮毛，根本达不到培养应用型人才的目的。
（4）教学方法、教学手段比较单一。现在教学主要采用课堂授课方式，以课堂讲授为主，形成一种“灌输式”教学方法，只注重教师教，而学生思考和实践比较少。至于启发式、讨论式的教学方法采用得就更少，课堂缺乏互动，课后缺乏实践，这样也导致学生对该课程知识掌握不太理想。
3.具体措施
针对教学中存在的实际问题，结合独立学院的具体情况，对操作系统课程教学改革作了初步的研究和探讨。
（1）教学内容改革
操作系统的课程改革首先是要进行课程内容的改革。操作系统控制和管理整个计算机系统中的软硬件资源，并为用户使用计算机提供一个方便灵活、安全可靠的工作环境。现在计算机发展迅速，高性能、高档次的计算机已逐步普及，学生只要掌握了操作系统的基本原理，那么在今后的学习和工作中，只要根据实际需要，通过阅读使用手册，就可以很容易理解和掌握各种不同的操作系统。因此，操作系统的理论教学是必不可少的。然而操作系统课程是以原理、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，让学生对所掌握的理论有更深入的理解。
操作系统中的进程管理、存储管理、文件管理和设备管理是操作系统的核心内容，尽管相对独立，但又是密切相关的，在教学过程中尽量精选教学内容，突出重点，教学内容的组织应注重引导学生探讨各种知识的内部联系，力求学得明白、系统，在讲授操作系统专业知识的过程中，应注重培养学生的抽象思维能力和系统级的认知能力，注重培养学生自主学习的能力和系统分析的能力，保证教学的合理性、系统性、先进性。
（2）教学方法改革
俗话说：“兴趣是最好的导师”。我们应该从调动学生兴趣入手，彻底摆脱认为学习操作系统无用的思想。学生在学习操作系统原理之前都或多或少的使用过计算机中的一些工具，比如完成一些作业编程和程序调试，但是他们对系统本身和所带工具的设计问题很少考虑。大部分学生认为系统或工具设计不是我应该考虑的问题，或者认为其中包含的技术难度高不可攀。我们正可以以此作为切入点，调动大家的学习兴趣。
我们采用的是角色转换法，在课程开始时并不急于讲述有关的基本概念，而是提出几个实际问题让大家来考虑，让学生多思考问题，多问自己几个为什么。比如，我们编写程序时，程序和数据在计算机中如何存放的？如何存放才更加合理？当同时提交多项任务请求时，计算机会先处理哪个请求呢？会不会产生混乱呢？当多次重复提出请求时，计算机会有多大的耐心呢？等等。所提问题有些是比较直观的，不仅可以增加了学生在计算机上进行演练的兴趣，而且在演练中学生会派生出更多过去不曾想过的问题，这样学生学习操作系统的兴趣也会被激发起来。当学生在考虑这些问题时，实际上就在进行着一种角色的变换，原来认为系统理所应当为自己完成的事情，现在需要自己来考虑了。尽管大多数同学对这些问题的解答是通过所使用的操作系统有关介绍了解到的，或者有些问题一时还无法考虑清楚，但这种换位思考的方式正是我们所需要得到的效果，因为这些非常有利于提高对操作系统原理学习的热情和兴趣。
学会了换位思考，学生就会加深对“操作系统”课程的认识，因为他们会利用自己已经掌握的知识或工具进行各种有益的探索，会提出许多合理或不合理的解决方案。作为教师应该积极参与学生的方案讨论当中，把具体的方案与实际生活中的实例相结合，让学生更加容易理解，同时指出所提方案的合理性和谬误之处，让学生对操作系统的学习更加有趣，对操作系统理解更加深刻。
（3）加强实践环节
加强实践教学环节，提高实践教学质量，这对培养高质量的应用型人才至关重要。结合独立学院办学指导思想和特色，在教学过程中我们要始终遵循“理论+实训”的指导原则。
为了增强实验课的教学效果，我们增加了实验课的学时，选择了以Linux为基础，先让学生分析一些简单的算法，然后再让学生编写代码完成给定的任务，比如进程的管理，进程的通信，存储的管理等。通过操作系统实践教学，让学生真正的走入操作系统的内部，对操作系统的原理和设计有总体的把握，为以后课程的学习和工作打下良好的基础。
4.结束语
操作系统课程的教学工作是一个复杂而重要的系统工程，为适应信息社会飞速发展的需要，必须针对操作系统的教学现状中存在的诸多问题进行教学改革。在教学中应当充分考虑学生的专业兴趣和知识掌握的程度，及时调整和改革教学内容、教学方法，改进和加强实践教学环节，将操作系统的教学质量提高到一个新水平，培养出更多社会需要的和具有创新能力的人才。
参考文献
[1]汤小丹，梁红兵，哲凤屏，等.计算机操作系统[M].西安电子科技大学出版社，2007.
[2]孙华丽，于仁师，刘霜梅.操作系统教学改革与探索[J].考试周刊，2009（28）.
操作系统理论知识范文2
关键词：操作系统；教学实践；应用驱动
操作系统在现代社会生活中起着越来越重要的作用，除传统的计算机外，手机、家用电器、汽车电子、工业控制设备中大量的嵌入式应用都需要操作系统。操作系统是计算机科学与技术及相关专业的一门主干课程，掌握操作系统基本原理可以提高学生应用开发的实践能力，有利于学生对相关后续课程的学习。传统的操作系统教学方法存在一些不足之处，需要改进以加深学生对操作系统原理的理解，增强学生应用理论知识解决实际问题的能力。
1 教学中存在的问题
操作系统的教学包括理论讲授和实践环节，在多年的教学实践中，我们发现操作系统的教学普遍存在一些不足之处。
1）课时安排不尽合理。
在教学中，有的学校将操作系统原理和操作系统实验作为一门课，也有很多学校将二者分成了两门课；但无论是哪一种方式，大部分学生都觉得实验学时安排较少。对于学习自主性不强的学生而言，这是个大问题，原因在于绝大部分应用软件都需要利用操作系统的功能，因此操作系统实验除了要验证操作系统的一些理论外，还需要为学生进行应用软件开发提供实践锻炼的机会。
2）理论讲授内容不能反映操作系统的最新发展。
类似于其他计算机软、硬件技术，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现代操作系统已经过时或不合理，而现代操作系统则运用到一些新的概念和技术，如现代操作系统中已经很少采用存储管理中的覆盖技术，作业的概念也被淡化，而越来越多地用到操作系统触摸屏技术、语音控制技术、包括手机操作系统在内的嵌入式操作系统及相关技术。这些内容在大部分教材中也都没有反映出来。
3）与其他课程教学的联系不紧密。
操作系统课程的教学需要其他一些专业课程的支持，这些课程包括计算机组成原理、高级语言程序设计、编译原理、汇编语言程序设计等。由于高校中这些课程的教学往往由不同教师承担，不同课程的任课教师之间交流很少，因此操作系统课程教学还需要与这些课程的教学加强联系。虽然学生已经学习了高级语言程序设计，但是很多高级语言程序课程都是以讲授相关的语法为主，很少涉及如何利用这种程序设计语言调用操作系统功能等方面的内容，然而在实际的软件开发中不进行操作系统功能调用是很难想象的，从而导致学生在面对实际问题的时候常常感到无从下手。例如，大部分学生在学习了C语言程序设计之后，对于一些问题，包括main函数返回值的作用、main函数中两个参数argc和argv的作用等，仍然不是很清楚。
4）实验安排存在不足。
对于操作系统这类实践性很强的课程，让学生真正掌握相关的知识以及实验环节非常重要，而课堂讲授只是一种效果很一般的教学手段。研究表明，对于需要理论和实践相结合的课程，如果只有课堂讲授，学生只能掌握大约30%的知识；但是目前很多实验安排都是模拟性质的，跟实际应用之间还有一定距离，从而导致学生不能很好地将理论和实际应用相结合，学习目标不够明确，学习积极性不高。另外，程序代码和文档都很容易拷贝，导致学生在实验过程中经常出现复制或抄袭现象。
5）成绩考核不尽合理。
目前的考核成绩是由平时成绩、期末考试成绩以及实验或课程设计成绩按一定的比例加权计算得出。一般来讲，期末成绩所占比重较大，但是期末考试是采用卷面考试的方式，主要以理论为主，因此存在两种不太合理的情形：①学生虽然最终成绩好，但是实际动手能力差，运用理论知识解决实际问题的能力弱；②个别学生平时不认真学习，在期末考试前通过死记硬背也能及格。我们认为考试既要考核学生的理论知识，又要考核学生应用理论知识解决实际问题的能力，而且考核应该贯穿在整个学习过程中，而不应该只在学期末进行。
2 以应用为驱动的教学方法
根据存在的问题，我们对操作系统的教学方法进行了改进，由于学生基础较差，缺乏钻研理论知识的兴趣，不能将理论用于实际软件开发，因此我们研究并设计了一些示范性、有广泛应用的、能覆盖这门课程基本内容的实验。学生通过完成这些实验能直观认识到学习操作系统理论的作用，从而增加学习理论的兴趣和动力，以理论指导实践并通过实践进一步加深对理论的理解。
我们设计的实践性实验分为3层模式，即学习用户模式下的系统功能调用、掌握监控操作系统行为的方法和工具、了解部分操作系统内核的实现。为了提高学生的学习兴趣，在讲授相关理论之前，我们先布置与该理论相关的实验，在课堂上为学生演示教师设计的接近实际应用的实验，让学生知道这些理论可以应用到相关的软件开发中；提前布置实验以便学生预习教师将讲授的理论知识，这样，在教师讲授理论时，学生已经对相关内容有了一定了解。
在理论教学中，我们让学生通过讨论变被动学习为主动学习；在教学实践中，我们发现如果学生没有对相关内容进行预习，那么讨论将很难开展。实验安排的提前促使学生预习，而教师的实验演示则让学生对相关内容的应用背景有了直观认识，这使得讨论活动的开展比较顺利。
对于实验用的操作系统平台，我们选用Windows和Android。选择Windows平台是因为考虑到很多应用是基于Windows的，这样学生更容易将所学的课程知识与将来的实际工作结合得更好。另外，虽然Windows不是开源软件，但是由于有Microsoft公司Windows Research Kernel和Curriculum Resource Kit等项目的支持，学生还是可以完成从系统调用到部分实现操作系统内核方面的实验。由于目前移动平台在生产和生活中应用得越来越广泛，让学生了解移动操作系统平台和初步掌握基于移动操作系统平台的开发就显得非常重要。目前移动系统中用得较多的有嵌入式Linux，Android，Symbian，iOS和VxWorks等。在教学中，我们选用Android完成移动平台的相关教学和实验。
选择Android有多个方面的原因。首先，Android系统的开放性使得它成为一个当前被广泛使用的系统，与教学性质简单的操作系统平台相比，该系统能让学生学习到很多只有通过实际运用才能掌握的知识。其次，由于Android基于开源的Linux内核，因此学生可以充分利用Linux平台丰富的工具和开发文档，同时也可以把在其他Linux相关课程中学到的知识很容易地用到Android上。第三，Android是目前增长最快的移动平台，很多学生都有基于Android平台的移动终端，如平板电脑和手机，因此基于Android的开发平台容易搭建，开发实验也容易验证和应用，从而增加学生的学习兴趣。第四，Android作为一个开源系统，学生能够完整地了解整个系统，包括操作系统内核、相关的开发库及图形环境。第五，作为一个商业平台，Android还在不断地开发和改进，以便学生能够在现代操作系统发展过程中更好地学习它。最后，Android作为一个商业化平台，有商业公司对Android及相关的开发工具进行维护和更新，使教师能够更加专注于将有限的资源用于教学，而不是花大量时间研究和开发维护教学用的操作系统。
基于原来教学中存在的问题和以上考虑，我们从以下几个方面对操作系统课程教学作出改进。
1）课时安排。
实验学时的增加让学生在验证操作系统一些基本理论的同时，还能结合应用软件开发锻炼学生利用操作系统功能提高软件开发效率的能力。我们在课程后期专门安排了一个操作系统课程设计项目，让学生了解软件开发的一般流程以及操作系统在其中的作用，如何利用操作系统把独立开发的多个模块组织起来以及如何检验模块间的互斥和同步等。通过这一调整，理论讲授的课时虽然减少，但由于学生通过实验加深了对理论的理解，因而也促进了学生对理论知识的掌握。
2）理论讲授内容。
我们对教学大纲进行调整，删除一些已过时的内容，同时增加现代操作系统中的新概念和技术。例如：在淡化作业概念的同时，增加线程部分的内容；介绍当前软件开发的基本模式，让学生了解软件开发的基本架构；在软件开发平台上，不再单一地强调PC平台的软件开发，也让学生对嵌入式平台如iOS，Android，VxWorks，Windows Phone以及云计算等都有所了解。
3）与其他课程教学的联系。
操作系统课程的教学需要其他一些专业课程的支持，这些课程包括计算机组成原理、高级语言程序设计、编译原理、汇编语言程序设计等。在教学中，我们有意带学生复习这些课程中与操作系统原理相关的内容。例如：对于一个简单的C语言程序，我们通过复习和讲解该程序的编译和链接，对照源代码、汇编代码及机器码，让学生了解程序执行前的处理过程；再结合操作系统进程空间的组织以及进程的执行过程进行讲解，加深学生对程序运行相关知识的了解。
4）实验。
实践性学习在计算机科学的教学中起着重要作用。在操作系统教学中，实践性编程项目尤其重要。操作系统的实验可以通过两种方式划分：①看实验是抽象的还是具体的，抽象的实验是为了让学生理解操作系统中所用的算法和技术，实现或者模拟部分算法和技术，具体方法则是从实际角度强调操作系统相关功能的设计和实现；②通过内部观点和外部观点来区分，内部观点是从操作系统设计者的角度看操作系统，而外部观点则是以用户或应用软件开发人员的身份使用操作系统提供的功能。
鉴于本校学生的实际情况，我们在课程设计中主要安排具体的、外部观点的实验，以应用为主导，鼓励学有余力的学生完成部分实现操作系统具体功能的实验，在评定成绩时给予一定加分。由于程序代码很容易复制，因此常常出现学生拷贝代码应付实验检查的情况。为了最大限度地防止这种情况的出现，实验检查主要采用两种方式：①随机抽取代码中的某一部分，让学生解释这些代码的作用；②随机删除代码中的某几行，让学生在限定时间内把代码补充完整。除了一般性实验，我们还在下半学期安排了课程设计，让学生能够综合运用本学科知识，为开发较大规模的软件奠定基础。
5）考核。
对于考核，我们严格检查学生的实验和课程设计，加大平时成绩、上机实验成绩、课程设计成绩在总评中所占的比例。学生只有积极参加课堂讨论，按时完成作业，高质量地完成实验和课程设计，才可能在最后的成绩评定中得到较高分数。
3 结语
操作系统理论知识范文3
关键词：操作系统；任务启发；进程管理
操作系统是计算机系统的核心和基础运行平台。操作系统的性能决定了整个计算机系统的性能；操作系统本身的安全可靠程度，决定了整个计算机系统的安全性和可靠性。因此，学习并掌握计算机操作系统的基本原理和操作方法，不仅对计算机相关专业的学生和研究人员是必要的，而且对一般计算机应用人员也是非常有益的。
1操作系统课程在软件技术专业课程体系中的重要性
软件技术专业的培养目标是面向IT行业，培养软件开发、软件测试、软件实施等工作的技术应用性人才。其中学生就业的一个主要方向是安卓开发，操作系统原理课程是学习LINUX操作系统和JAVA的前导课程。通过本课程的学习，要求学生理解并掌握操作系统的基本内容，掌握实现进程管理、处理机管理、文件系统和设备管理以及文件系统管理的各种原理和方法，掌握用户接口的使用方法，熟悉LINUx操作系统命令的使用。掌握操作系统的原理，将为学生以后从事应用系统开发奠定坚实的知识基础。
2传统教学内容和教学方式的不足
2.1教学内容缺乏在实践中的应用
传统的操作系统教学内容主要包括进程管理、作业管理、内存管理、设备管理和文件管理。本课程的前导课程为《C语言程序设计》和《数据结构》，要求学生能读懂程序，理解程序编写思想。本课程的后续课程为《JAVA程序设计》《LINUX操作系统》，为2门课程奠定进程、线程概念，有助于对操作系统控制命令的理解。
本课程主要侧重于理论的讲述，相对抽象，学生对知识点的掌握仅限于教材的范围。由于缺乏实践，学生普遍认为本课程抽象难懂。对于教材中出现的算法，学生仅能读懂，没有机会实际动手编写并查看运行过程。
2.2教学方式不能激发学生的学习兴趣
传统的教学方式采用课堂为主，多媒体或者板书授课的形式。教师讲解每节课的知识点，学生被动地接受。本课程属于理论性很强的课程，学生直接接受教学内容有一定难度。枯燥的教学方式没有激发出学生自学和参与的热情，对知识的理解能力也停留在表面。在后续课程的学习中，涉及操作系统知识点时无法正确地将其应用在算法设计中。
3教学内容和教学方式改革
3.1设定教学目标和教学内容
通过对近几年本专业毕业生的走访调查，软件开发岗位中涉及硬件知识开发所占的比例逐年增加。近几年操作系统技术不断更新，这就要求操作系统课程的授课内容也应该与时俱进，及时将理论知识与流行的操作系统相结合。课程教学中，让学生明确本课程在专业人才培养方案中的重要作用。课程内容的安排上注意与前导课程知识的衔接，培养学生阅读编写C语言算法的能力。在课程中引入现代操作系统的概念，结合软件开发过程中应用到的知识，如多线程、LINUX操作系统的思想和实现方法，为学生就业提供有用的、必须的知识积累。
3.2改革课堂教学的主体
传统课堂教学以老师为主体，采用教师授课、学生参与讨论的形式。采用这种方式授课，学生参与度小，无法激发学生的学习兴趣。为增加学生对抽象理论知识的学习热情，课堂上应转变教师为主的教学方式，采用以学生为主体的教学方式。教师根据教学任务，预先安排每节课的学习任务，学生通过查资料、自学等方式完成对学习任务的理解，课堂上由学生讲解预留的任务。充分激发学生的学习热情，培养学生的自学和解决问题的能力。
3.3改革教学方法
操作系统原理的课程内容性质包括理论讲授、算法执行过程分析、计算过程模拟。授课方式不能采用单一的多媒体或者板书形式。
（1）采用多种形式相结合的授课形式。理论讲授宜采取多媒体形式展示，电子教案制作过程中力求将抽象的理论采用丰富的页面和动画效果展示出来。计算过程不适宜采用多媒体形式，应结合板书，逐步推理出计算过程。算法部分需要提供运行环境，将算法的执行过程模拟出来。在授课过程中，应将几种授课方式有效地结合在一起。
（2）采用任务启发式教学手段。为提高学生对课程的学习兴趣，教学中采用任务启发式教学方法。根据课程内容采用教师主讲、师生讨论、学生讲解、教师学生讲评等授课方式。
授课过程中选取贴近生活的典型实例，通过引导学生对实例的分析，理解对应的原理。如进程调度部分内容，可例举如下实例：
一位有一手好厨艺的计算机科学家正在为他的女儿烘制生日蛋糕。他有做生日蛋糕的食谱，厨房里有所需要的原料：面粉、鸡蛋、糖和香草汁等。在这个过程中：做蛋糕的食谱就是程序；计算机科学家就是处理机（CPU）；做蛋糕的各种原料就是输入数据。
科学家阅读食谱、取来各种原料按照食谱的步骤烘培蛋糕的一系列动作的总和就是进程。进程切换的比喻：现在科学家的儿子哭着跑进来，说他的头被蜜蜂蛰了，科学家记录下其食谱做到哪儿了（保存进程的当前状态），然后拿出一本急救手册，按照其中的救治步骤处理蛰伤。这里，我们看到处理机（科学家）从一个进程（做蛋糕）切换到一个更高优先级的进程（实施医疗救治），每个进程拥有各自的程序（食谱和急救手册）。蜜蜂蛰伤处理完成之后，这位计算机科学家又回来做蛋糕，从他离开时的那一步继续做下去。
通过分析上述例子，引导学生找到其中包含哪几个进程；分析进程的执行顺序与优先级的关系；理解进程调度中现场保护的意义。
进程死锁部分讨论哲学家吃面问题和两个人过独木桥问题，通过讨论资源的排他性使用、不可剥夺使用、部分分配使用和互相等待4个条件，让学生充分理解进程死锁问题，并采用合理的方法解决。
（3）加强实践教学环节。传统的操作系统教学中，主要侧重于理论知识和概念的讲解，没有一个系统的实训环境和实训体系，使理论教学与实训教学相脱节。大部分实践教学侧重于算法分析和运行结果分析，没有真正地培养学生分析问题和解决问题的能力。
为加强学生对理论知识的理解和应用，需要根据实际情况确定合理的实践内容和过程。在本课程之后开设LINUX操作系统课程，实践课程的内容可结合后续课程安排。确定操作系统实训课程的两极模式：一级为操作系统原理主要模块的认识阶段，阅读几个主要功能模块算法的思想并查看运行结果。第二级结合LINUX课程，完成操作系统课程设计内容。在安排课程设计内容时，不仅要加深学生对操作系统算法的认识，同时要培养学生的动手能力和创新能力。
3.4改革考核方式
传统的考核方式主要考核理论知识的理解，考试形式主要为试卷。结合课程的性质，采取不同的考试形式，有利于对学生知识、能力情况的全面考核。设置期末试卷、课堂主题讨论和小论文3种形式的考核方法。试卷中分析题和论述题占主体，课堂主题讨论采用教师和学生打分的形式，论文主要考查对知识的运用和研究的前瞻性。
操作系统理论知识范文4
关键词：教学设计、项目教学、ITE
计算机组装与维护课程教学设计旨在改变传统理论教学模式，遵照"教、学、做一体化"的教学理念，以项目为主线，结合采用思科网络技术学院IT基础教学内容的全新模式。学生在教师的指导下，以主体地位在完成一个个具体任务的教程中，理解概念，掌握知识，获得技能。完成每一个项目的过程就是理论知识的学习过程，并且每一个子项目都安排实训，加大学生的实践操作能力和动手能力，实训完成的情况可以反映出学生掌握知识和技能的情况。
一、课程设计理念与思路
本课程从技能型人才的培养目标出发，致力于培养学生的职业能力，通过合理的课程开发和实训安排，突出自己的特色，结合真实工作需求选择课程教学内容。
1.课程内容的设计
课程以台式机的硬件组装和操作系统、应用软件安装为主线，加上计算机硬件的知识、系统故障诊断、软硬件的维护等知识，丰富教学内容，完整知识结构。
课程以实践内容为主，突出项目化教学特点，构建项目，包含理论讲解、实训内容以及技能达标水平。按照"熟悉计算机-组装计算机-配置计算机-安装软件-优化计算机-使用计算机-维护计算机"的主线进行教学的组织。
2.教学过程设计
教学过程以项目为基础，以实际的工作过程为主线，分成理论教学和实践教学环节。理论教学采用思科网络技术学院IT基础教学网站，提高学生的理论知识积累。
二、教学内容的组织与安排
根据计算机组装与维护相关工作岗位的工作内容，在项目实施的基础上获得技能，提高学生的实际操作能力，培养他们的职业素养。
三、教学内容的选取和项目的划分
1.教学内容的选取 根据电脑组装与维护的实际工作岗位对学生知识、能力、素质的需求，结合理论知识和学生的可持续发展能力，选取了以下教学内容：微机系统概述、计算机硬件系统的组成、计算机硬件组装、bios的设置、硬盘的分区与格式化、操作系统的安装、应用软件的安装、操作系统的优化与维护。
2.项目的划分
项目一：微机cpu与主板的组装。
理论目标：掌握主板的类型，掌握cpu的类型，掌握主板的安装与拆卸，掌握cpu与风扇的安装与拆卸。
技能目标：能识别计算机的各个部件，能选择合适的主板，能将主板固定在主机箱内，能选择与主板相匹配的cpu，能安装好与cpu相匹配的风扇。
项目二：微机整机的组装。
理论目标：掌握主板的安装，掌握cpu和风扇的安装，掌握内存条的安装，掌握硬盘的安装，掌握扩展槽设备的安装，掌握外部设备的安装，掌握通电测试的方法。
技能目标：能安装好主板和cpu，能安装好内存条，能安装硬盘，能安装好独立显卡或声卡，能安装好独立网卡，能连接好各部件的电源，能连接好显示器、音箱、键盘、鼠标等外部设备，能通电测试通过。
项目三：bios的设置。
理论目标：掌握bios的进入方法，掌握bios各项设置的含义和作用，掌握bios的保存和退出，掌握bios升级的方法之一。
技能目标：能进入bios设置主界面，能理解和掌握bios各选项的意义，能对各项内容进行设置和保存，能对bios进行升级。
项目四：硬盘分区与格式化。
理论目标：掌握分区和格式化的原理和作用，掌握使用软件进行磁盘分区和格式化的要点。
技能目标：能理解分区和格式化的原理和作用，能使用windows安装程序硬盘进行分区和格式化操作，能使用windows管理工具进一步对硬盘进行分区和格式化操作，能使用软件对硬盘进行分区和格式化操作。
项目五：操作系统的安装。
理论目标：掌握系统盘安装的步骤和要点。
技能目标：能使用系统盘安装windows xp/7操作系统。
项目六：应用软件的安装。
理论目标：熟悉计算机病毒的相关知识，掌握常用杀毒软件的查毒、杀毒、更新等的安装和使用。
技能目标：能安装和使用杀毒软件。
项目七：常用软件与工具软件的安装与使用。
理论目标：掌握办公软件"office2010"的安装。
技能目标：能安装和使用办公软件"office2010"
四、教学评价和考试方式改革
1.考试方式以实训为主
计算机组装与维护是一门操作性与实践性较强的专业课，在计算机组装与维护这门课中，我们考试方式以实训的方式为主，对技能水平进行测试，真实反映学生的技能水平。
2.对学生考评以过程为主
本课程使用思科网络技术学院IT基础网站提供的测评体系，对教学的每个环节，每个项目学习进展与学习效果进行考核，强调平时成绩，真正体现过程管理，保证了教学质量的提高。
参考文献：
1.思科网络技术学院教程-IT基础（第5版） 【美】思科网络技术学院著 人民邮电出版社 2014年12月第1版
2.计算机组装与维护 全国高等职业教育计算机系列规划教材丛书编委会编 电子工业出版社 2013年11月
3.计算机组装与维护 陈承欢 谢树新 宁云智主编 高等教育出版社 2013年8月第1版本
操作系统理论知识范文5
关键词：Linux；理论教学；实践教学
中图分类号：G642
虽然计算机的应用已渗透到各行各业，可是计算机科学与技术专业的学生就业形势却不太好，主要是由计算机科学与技术专业的专业特色不明确，无法满足社会需求所致。目前，嵌入式计算机技术正在迅速发展，市场对各类嵌入式产品提出了巨大的需求。因此，作为计算机科学与技术专业，突出专业特色的出路理应在嵌入式系统方面多下功夫。而嵌入式操作系统是计算机科学与技术专业嵌入式方向的核心课程之一，在教学中起着至关重要的作用，是嵌入式系统开发与设计的灵魂。
嵌入式操作系统的种类很多，如Linux、C/OS、Windows CE、VxWorks等，而我们之所以选择Linux操作系统，是因为：Linux是一个免费的操作系统，用户可以免费获得其源代码，并能够随意修改。它是在GNU的公用许可证GPL保护下发行的自由软件[1]；同时由于它与ARM的结合，是一种主流的解决方案，已经广泛应用于掌上电脑、消费电子、工业控制等领域，具有良好的市场前景。
1 教学内容选取
根据培养方向和教学内容的不同，将Linux课程体系也相应分为应用开发和系统管理两类[2]。系统管理主要以应用为主，讲解Linux对计算机的管理功能、Shell编程基础和服务器管理的应用，包括：Linux用户/文件系统管理、Linux网络管理、Linux磁盘管理、系统和日志维护管理、Linux安全优化、Linux系统恢复与备份、Shell初步编程、Linux各类服务器管理等；应用开发主要理解和把握Linux内核，将Linux操作系统的原理、结构、内核特征及编程技术联系在一起，包括：Shell编程基础、基于Linux的C语言程序开发、内核基础及实施细节及其程序设计等。
针对计算机科学与技术专业培养方向划分教学内容，选择应用开发，讲解Linux内核的概念、数据结构、工作原理及实现，同时增加Linux操作系统的定制及移植，以及嵌入式系统开发过程中用到的交叉编译、交叉调试等开发方法，为嵌入式系统开发奠定基础。
2 理论教学
要提高教学质量，最重要的一环是改进课堂教学，除了采用传统的教学方法外，还需依据课程特点、学生特点采用不同的教学方法，保持教学内容相对稳定，同时穿插Linux的发展动向和科研成果，使学生掌握Linux的基本原理、实现和应用。
2.1 把握整体与局部的关系。在讲解Linux操作系统时，主要是讲解存储管理、进程管理、设备管理及文件管理几部分[3]。在具体讲解每一部分时，主要讲解其数据结构，对学习能力一般的同学要求掌握内核源码实现的具体过程，而对学习能力强的同学要求阅读源码。在讲解完每一模块的时候，都要引导学生从宏观的角度把握每一部分内容对应的数据结构与其它部分数据结构的关系。比如，讲存储管理时，用到的数据结构有虚存区域vm_area_struct结构体，其中有一个vm_mm结构体指针变量指向进程的mm_struct结构体，该结构体用来定义它的虚存用户区。而讲进程时，当创建一个进程，即创建一个PCB块（进程控制块），用task_struct结构体表示，在该结构体中创建进程的虚存用户区，mm和active_mm结构体指针变量指向进程的mm_struct结构体。这样学生容易让从整体上把握操作系统几部分之间的关系，有助于理解具体的实现过程。
2.2 采用启发式教学方法。所谓启发式教学，就是指根据教学目的、内容、学生的知识水平和掌握知识的规律，运用各种教学手段，采用启发诱导办法传授知识、培养能力，使学生积极主动地学习。启发式教学不是具体的教学方法，而是一种教学思想，是教学原则和教学观。启发式教学注重培养学生分析问题，解决问题的能力和创新思维，使学生学会学习，具有自我开拓和独立获取知识的能力[4]。传统的以教师为主的教学方式可以保证教学内容的充实性，但教学效果一般，甚至会使学生丧失主动性和积极性。启发式教学可以调动学生的学习积极性，使学生从被动的“要我学”转变到主动的“我要学”。比如在学习进程间的通信时，首先要解决的问题是进程间为什么要通信，提示学生从进程的存储空间考虑，引导学生分析问题，然后进程间该如何通信，继而引出共享内存、消息队列、管道等通信机制，探求解决问题的方法；这样，在了解操作系统的设计思路后，进行系统框架设计分析及部分代码分析，找到实现方法，完成启发式教学。总之，教学过程中要让学生积极参与，参与思考和设计的整个过程。
3 实践教学
实践教学采用分层次教学，由基础性实验、综合性实验和创新性实验三个层次构成。
3.1 基础性实验。主要包括课程内的相关实验，完成Shell基本命令、Linux下C语言程序设计、进程创建、进程同步、内存管理等课内知识的验证性实验，目的是巩固和加强课堂所学的基础理论知识。
3.2 综合性实验。主要包括课程设计，目的是对课程知识的提高和综合运用。通过重构核心模块方式扩充Linux系统功能。每届课程设计给出多道设计题，比如：使用Linux图形库，实现多窗口同时显示并发进程的运行结果；在Linux系统中增加一个新的系统调用（通过编译内核方法）；用图形界面实现Linux系统监控（通过/proc文件）；设计并实现一个模拟的文件系统等，难度逐题加大，鼓励学生依据自身情况选题。通过这些实验学生可以更加深入理解Linux操作系统理论知识，培养学生的实验操作能力、分析问题和解决问题的能力。引导学生综合理解Linux操作系统的实现机制，深入理解某个专题的实现机理和过程。
3.3 创新性实验。以“团队”为基础，以“重创新”为目标，提供学生的综合能力。鼓励学生积极参加大学生电子竞赛、嵌入式系统设计竞赛、挑战杯、高等教育质量创新工程实践项目等各类创新实践活动；在创业大赛中对优秀团队学生实行导师制，使学生有机会在教师的指导下完成相应的创业项目或科研作品，得到初步的创新能力训练。主要目的是培养学生综合分析、设计、自主研究及创新能力，培养一定的工程素养。
在三层实践教学体系中，前两层的实践内容一定要在实践学时内完成。第三层为选做，由学院提供实践环境。学生只有通过大量的实践训练，才能真正掌握Linux操作系统的原理知识，逐步理解和掌握Linux 操作系统设计的思想和方法，才能培养学生的创新精神和创新思维，激发学生创造性地解决问题的能力。
4 考核方式
为了提高学生学习Linux的积极性，将Linux理论知识与实践结合起来，课程具体考核方式为书面考试（60%）+平时作业及考勤（10%）+实践环节（30%）。书面考试即通常的试卷作答，主要考察学生对Linux操作系统的基本概念和原理的理解及掌握程度；平时作业及考勤可以反馈学生的学习积极性及对课堂所学内容的理解和掌握程度，便于及时调整教学过程和教学方法；实践环节可以体现学生的动手能力，成绩由基础性实验（10%）和综合性实验（20%）两部分构成。通过这三方面的综合考察，有助于全面衡量学生的学习情况，提高教学质量。
5 总结
嵌入式操作系统是嵌入式系统开发中一门很重要的课程，结合多年的嵌入式操作系统课程教学，对嵌入式操作系统课程教学进行了初步研究。我们将继续探索尝试新的教学方法，促进该课程的教学。
参考文献：
[1]俞辉，李永.ARM嵌入式Linux系统设计与开发[M].北京：机械工业出版社，2010，5：27.
[2]罗俊丽.高校Linux系统课程教学探讨[J].软件导刊，2012，11（6）：180-181.
[3]孙天泽.嵌入式Linux操作系统[M].北京：人民邮电出版社，2009，8：2.
[4]余井权.浅析启发式教育在高等数学教学中的应用[J].青年与社会，2011，59（12）：83-84.
作者简介：王维（1981.5-），女，河北保定人，讲师，硕士学位，研究方向：上下文感知计算，物联网研究。
操作系统理论知识范文6
关键词：操作系统 职业能力 教学改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）13-0059-02
操作系统软件是系统的核心软件，操作系统课程是计算机专业的主干课程，理解操作系统的概念对软件开发、性能优化有重要意义。由于操作系统课程涉及到知识点多，内容杂，理论和实践脱节，教学效果差的现象在高校教学中非常普遍。为了更好地发挥操作系统课程在计算机专业教学中的作用，我们对操作系统课程进行了教学改革，将知识的传授与职业能力的培养融为一体，改变了操作系统课程只重理论不重实践的顽疾，大大提高了教学效果。
一、面向职业能力培养的操作系统课程教学改革研究思路
改革的总体原则是以职业需求为导向，培养学生职业能力为目标。具体的教学改变步骤如下：首先根据职业发展方向设置课程体系；然后在理论课教学上围绕职业需求精选教学内容，改变教学方式；最后在实验教学上通过架设vmare虚拟实验平台，完善实验教学内容逐步培养学生的职业能力。
二、基于职业能力培养的操作系统课程教学改革研究
（一）Llinux的职业需求分析
经过对各种培训机构以及用人企业的问卷调查，基于Linux的职业需求主要有两个大的方向：
（1）Linux的系统、网络、服务应用方向。主要从事linux系统服务，网站维护，oracle数据库应用工作等。
（2）Linux下软件开发方向。主要从事linux下的系统程序开发、linux底层内核开发、图形界面开发以及嵌入式linux开发工作。
（二）基于职业能力培养的linux操作系统课程体系的构建
把传统的操作系统课程根据职业的需求分成3门以上的课程，并按照知识的层次结构形成了围绕linux操作系统的课程体系。将过去只注重知识的传授的操作系统课程，变成在充分掌握基本知识的前提下，以职业能力培养为主的课程。首先开设了操作系统理论课主要讲述linux操作系统的五大基本功能，尤其是进程、线程等重要的概念及内存管理、cpu调度算法等最基本的算法。无论是系统运维工程师还是软件开发人员，理解操作系统的功能和结构都是培养学生形成职业能力的基础。在学生对操作系统的功能、原理有了清晰的认识后，针对linux的运维工程师职业方向开设了linux应用课程，该课程主要是培养学生对Llinux的系统网络、服务应用方向服务能力。针对liunx系统工程师职业方向根据软件开发的不同方向开设了不同的选修课程，比如php网站设计、arm嵌入式开发等课程。
课程体系在重视基础理论的前提下，根据不同的职业需求，开设了不同的课程，满足了学生各方面的需求。
（三）理论课教学改革
1.改革教学内容，精讲理论
在确定了课程体系前提下，认真设计好课程的教学内容，让它更好地适应职业能力培养的要求。强调职业能力培养不能只顾能力的培养，忽视理论教学。无论是linux系统运行维护方向，还是软件开发方向，都需要学生掌握操作系统的理论、重要的概念。只有打好理论基础，才能对学过知识理解得更深刻，才能内化成为素质，外现为能力。原来的操作系统课程知识体系庞杂，讲解的理论过多过杂，而且没有用武之地，学生理解都成问题，更谈不上在理论的基础上应用了。我们本着精讲多练，重视实际动手能力的原则，对原有的操作系统课程教学内容进行筛选，重点讲述进程、线程、并发等重要的概念及内存管理、cpu调度等最基本的算法。不求多，只求精，在讲解这些基本概念、理论的同时，尽量做到学以致用，把这些概念、算法和实际的linux系统中的应用结合起来，大大提高了教学效率。
2.改变教学方式，引入培训机制
采用请进来，走出去的办法，把有实践经验的企业工程师，软件设计师请到教室，聘任他们做课程的主讲教师，把企业的需求传递给学生，把软件开发、维护经验传授给学生，这样学生很容易就抓住时代的脉搏，知道了奋斗的目标和方向。
在大四实习期间，让学生走出教室，通过培训机构介绍的工作岗位实习，学生就会儿把自己学到的知识在工作岗位上大显身手，按照企业的规范、标准严格要求自己，不断提高自己的职业能力，为自己将来走上linux系统工程师的道路打下坚实的基础。
（四）实验课教学改革
1.使用vmware创建linux实验平台
基于职业能力培养的操作系统课程不能光停留在理论教学内容上的修改，应该更加强调职业能力的培养，而职业能力培养的关键是实验课程的改革。
采用虚拟机进行操作系统教学，既可以完成操作系统课程教学中的大多数实验，又可以让学生面对一个相对真实的系统中，感受操作系统技术的具体实现情况。比如“进程”的概念是贯穿整个课程的核心概念，在以往没有真实实验环境下，教师只是在课堂上把进程的概念用文字描述给学生，学生看不见摸不着，根本理解不上去。现在有了虚拟的真实环境，学生可以在虚拟机上创建进程、查看进程，学生可以亲身体验进程的id，甚至通过阅读源代码了解进程从创建到消亡的整个过程。百闻不如一见，激发了兴趣，提高了效果。
2.完善实验教学内容
为增强实验课的教学效果，结合操作系统课程的特点，参考国内其他院校的经验，本着面向职业需求，突出职业能力培养的原则，精选实验项目，对选中的实验项目进行难易搭配，提高了学生的学习兴趣和实验效果。具体的实验项目下表所示。
次序实验内容学时1Linux系统安装与配置32Linux用户接口与编程环境33进程管理44处理机调度45存储器管理4（1）实验一 Linux系统安装与配置
熟悉Linux概念，比如Linux发行版、宏内核、微内核等。
掌握Ubuntu Linux系统的安装方法，特别是如何在vmware虚拟机上安装、配置该操作系统。了解在多操作系统环境下如何安装Linux。
（2）实验二 Linux用户接口与编程
熟悉Linux下的基本操作，学会使用各种Shell命令去操作Linux，对Linux有一个初步认识。 学会使用vi编辑器编辑简单的C语言程序，并能对其编译和调试。 掌握C/C++/Java跨平台集成开发环境Eclipse的安装和使用。
（3）实验三 进程管理
掌握进程的概念，明确进程的含义， 认识并了解开发执行的实质。
（4）处理机调度
通过这次实验，加深对进程概念的理解，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。
（5） 存储器管理
存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。本次实验目的是掌握常用的页面置换算法。
三、总结
经过上述几个方面的改革，从课程体系到教学内容、教学方式、实验教学都紧密围绕着提升职业能力这条主线，学生既掌握了必要的理论知识，又形成了很强的动手能力。经过多年的教改实践，结合近几年毕业生工作岗位的调查，我们发现教学改革是成功的。在计算机技术飞速发展，日新月异的企业需求背景下，必须不断调整我们的教学改革思路，基于职业能力培养的linux操作系统教学改革研究会不断进行下去。
参考文献：
[1]苑益军，刘伟，崔艳云.“Linux 操作系统”课程教学方法初探[J].成都教育学院学报，2006（4）.
