增强“操作系统”教学亲和力

苏前敏　缪行外　吴敬仙

摘要:操作系统是计算机的灵魂,包含了许多计算机的设计思想,搞清楚了操作系统,对于计算机就不再困惑。本文主要从三个方面介绍如何加强操作系统的亲和力。首先介绍操作系统的广泛性和复杂性,如何将其变得生动而有意义;介绍技术的来龙去脉;同时,为了使操作系统可实际操作,需要实验驱动的教学方式,采用自由软件Linux操作系统。

关键词:操作系统; Linux;教学

中图分类号:G642 文献标识码:B

如何引导一批人去学习一门课程,喜欢上它,并推而广之,各取所需,是每一个有责任的专业教学老师永恒的课题,作为计算机系统的协调大师——操作系统,对它的课程教学也不例外。操作系统是计算机的灵魂,是计算机系统中最核心、最基础的部件,在计算机用户和计算机硬件之间扮演着中介的角色。以下从三个方面阐述如何加强“操作系统”教学的亲和力。

1操作系统的广泛性和复杂性

计算机操作系统是学习计算机的初学者接触电脑的第一个软件。许多人认为计算机只是一个工具抑或是高级娱乐工具,只需鼠标点点,就可以达到要求。在这种情况下,电脑软件是别人帮忙装的,出了问题,只要请教,什么问题都可解决。但是计算机和网络已经深入到你的工作生活中,不可能事事求人,有必要学习一些常识和操作系统的知识。对于合格的大学生,应该知道为什么要用操作系统,为什么操作系统能够有条不紊地管理这么复杂的系统?它有哪些借鉴?对于计算机专业的学生来说,更是有必要学习操作系统。同时对于管理人员它也有许多可以借鉴的地方。

操作系统为用户提供了一个使用计算机的工作环境,亦即接口。接口分为用户接口和程序接口。用户接口,就是用户见到的界面,跟计算机打交道的地方,通过它,你发号施令,操作系统唯令是从。程序接口主要程序调用的库,不用从最低层开始编程。

计算机系统包括各种硬件和软件,涉及多种技术,跨网络的,是一个非常复杂的系统。操作系统管理整个计算机硬件资源和其上的所有软件资源,管理计算机的时间(CPU)和空间(内存和外存),统筹计算机各种资源,合理运行,管理各种环境的实时的系统,这么复杂的系统,在操作系统的协调下无差错地运行,它名副其实是个大管家。

同时,操作系统实际是社会各种管理和工程管理的缩影。操作系统管理每个作业的每一步,出了麻烦事它要处理,每个程序的合法权益都受到尊重和保护。有些操作系统追求易用性,有些追求效率,还有些则是两者的折衷。许多社会管理于此大同小异。

操作系统的中断分级处理,进程调度算法类似于社会管理中的分级紧急状况处理方法,社会资源调度,资源的优化配置组合,非常类似于政府的管理行为,所以建议国家和政府的各级管理人员都来听这门课。当然,比社会还复杂的不知多少倍,因为操作系统每毫秒级别都在管理,尽职尽责。当然它是可控,掌握在程序员的手上,世界成了地球村,正是这些人设计了这么巧妙的东西,要感谢那些人,历史上的人,所以要教给学生这些东西是必要的,也是最容易教育人的,因为它让人感觉那是我学这门课程的意义,除了技术本身,还有人性化的一面。这正是“操作系统”课程本身特点所决定的,“操作系统”不像其它工程类的课,直接就拿去用的技术,立刻可以实用,它是基础,是那些“拿去就用”的技术的关键。

2加强技术历史教育

要领会操作系统是什么和做什么,考虑它在过去的45年中是如何发展的。通过回顾这个发展,可以明确操作系统的共同点,并且理解这些系统如何和为什么会有这样的经历。

对于操作系统来说,就要深入了解操作系统演变的历史,Unix,MAC,DOS,Windows,Linux如何诞生,如何影响生活?理解技术的来龙去脉,这样学生对技术的引入有更深的理解,理解为什么引入该技术,甚至比技术本身更重要。这样学生可以根据限制条件来设计最优技术,可以发挥学生的创造力。比如说明为了解决用户作业死循环而引入时钟中断,进一步说明时钟中断可以用于比计时器更精确计时,并可以驱动与时间相关的其他事件的处理。

这里推荐学生看发明Windows和Dos的Microsoft总裁比尔•盖茨的书,还有自由软件Linux之父Linus的自传。Linux的兴起可以说是Internet创造的一个奇迹。1991年8月,芬兰的一个学生在comp.os.minix新闻组贴上了以下这段话:“你好,所有使用Minix的人-我正在为386AT做一个操作系统(只是为了爱好,不像GNU那样很大很专业”。这个人就是Linus。值得一提的是,他们基本上都属于真正意义上的hacker,大约有100余名程序员参与了Linux内核代码编写/修改工作,通过网上协作开发,主张“源代码免费,服务获利”的原则。

Linus Torvalds在开始其Linux 操作系统的设计时,他的目的只不过是想看一看Intel 386存储管理硬件是怎样工作的,而绝对没有想到这一举动会在计算机界,产生如此重大的影响。他的设计进展得很顺利,只花了几个月时间就在一台Intel 386微机上完成了一个类似于Unix的操作系统, 这就是最早的Linux版本。1991年底,Linus Torvalds首次在Internet上发布了基于Intel 386体系结构的Linux源代码,从此以后,奇迹开始发生了。由于Linux具有结构清晰、功能简捷等特点,许多大专院校的学生和科研机构的研究人员纷纷把它作为学习和研究的对象。他们在更正原有Linux版本中错误的同时,也不断地为Linux增加新的功能。在众多热心者的 努力下,Linux逐渐成为一个稳定可靠、功能完善的操作系统。一些软件公司,如Red Hat、InfoMagic等也不失时机地推出了自己的以Linux为核心的操作系统版本,这大大推动了Linux的商品化。在一些大的计算机公司的支持下,Linux还被移植到以Alpha APX、PowerPC、Mips及Sparc等为处理机的系统上。Linux的使用日益广泛,其影响力直逼Unix。

3加强可操作的实验

“操作系统”选择先进实用的Linux作为教学素材,确保了教学内容的先进性和实用性。培养什么样的人有很好的指导意义,智力专业知识的教育只是人才培养的一个方面,在教书育人工作中不单纯是教给学生书本知识,还特别注意加强其它素质的培养。通过以上联系,学生会感到特别有意义,促进我们教学的实施。

为了引导学生,教研室将采用实验驱动的教学方式,将枯燥的理论转化成有趣的可操作的案例,这是切实可行的,“操作系统”系列实验的学习可以让学生从使用现有程序的简单操作深入到计算机内部,自己动手编写系统程序。让学生从感性到理性、从简单到复杂、从低级到高级,有内而外地认识操作系统、掌握操作系统。

4结语

本文主要从三个方面阐述了加强“操作系统”教学亲和力的一些方法,希望能够抛砖引玉,研究“操作系统”教学的方式方法,重新组织教学内容,进行优化组合,促进操作系统的教学,进而促进计算机学科的发展。

参考文献:

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