《操作系統(tǒng)》教學(xué)問題及如何改革-精選文檔

1、操作系統(tǒng)教學(xué)問題及如何改革在高等院校中， 不管是一本、 二本還是三本以致高職院校都要開設(shè)操作系統(tǒng)這門課程。對于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，操作系統(tǒng)都是必修課。 操作系統(tǒng)涉及較多硬件知識的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件課程，它具有一下特點(diǎn)：1、理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、理解困難；2、理論性和實(shí)踐性緊密結(jié)合；3、發(fā)展迅速，知識更新快；涉及內(nèi)容廣泛，與多個方向交叉；4、知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)、靈活性大。作為計(jì)算機(jī)專業(yè)傳統(tǒng)必修課， 操作系統(tǒng)課程的重要性勿容置疑，那么，如何通過有效的教學(xué)方法來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生擺脫枯燥乏味之感，就成了課程教學(xué)要解決的關(guān)鍵問題。一、當(dāng)前課程教學(xué)當(dāng)中存在的問題1、教學(xué)模式單一、理論與實(shí)際脫節(jié)在傳統(tǒng)教

2、學(xué)模式中， 課堂只是知識的灌輸， 特別是目前普遍采用的多媒體課件濫用現(xiàn)象， 使得授課變得更加快捷， 教師滿足于課上念， 學(xué)生滿足于課下聽， 極大地禁錮了教學(xué)雙方的主動學(xué)習(xí)和思考意愿。 加上操作系統(tǒng)課程內(nèi)容抽象枯燥， 充斥大量原理及概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中非常困難， 往往覺得該課程抽象難懂，以致對課程學(xué)習(xí)缺乏興趣， 最后以臨時死記硬背來應(yīng)付考試了結(jié)該課。主要表現(xiàn)在：2、先修課和后繼課開得不夠合理有些課程與操作系統(tǒng)聯(lián)系比較緊密。必須先行學(xué)習(xí)； 但有些學(xué)校較早開設(shè)操作系統(tǒng)原理課程，甚至把操作系統(tǒng)課程開在計(jì)算機(jī)組成原理、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序設(shè)計(jì)課程之前，無形中給這門課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)帶來了不便，使得學(xué)生不

3、能融會貫通，理解困難。3、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)薄弱實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容老化，手段單一，學(xué)生覺得枯燥無味，實(shí)驗(yàn)興趣不大，尤其在一些民辦高?？紤]到經(jīng)費(fèi)問題， 實(shí)驗(yàn)往往安排很少的課時， 學(xué)生只是接觸了一些皮毛。 根本達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生的科研能力的要求， 學(xué)生做的有針對性的實(shí)驗(yàn)太少， 缺少課程學(xué)習(xí)心得，缺少課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。學(xué)生參與科研的機(jī)會少，這些均不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。4、教師缺乏實(shí)踐由于擴(kuò)招，使得現(xiàn)在教師整體水平有所下降， 許多青年教師不僅理論知識不扎實(shí)， 實(shí)踐能力也比較差， 這樣由于教師沒有對軟件編碼的經(jīng)驗(yàn)。 使得對操作系統(tǒng)知識的理解和掌握也只停留在表面，很難從更深層、 軟件系統(tǒng)工程的角度對操作系統(tǒng)中的技術(shù)進(jìn)行探究和

4、拓展，這樣使得教學(xué)不夠深人，學(xué)生難以掌握。5、教材的選擇隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的多樣化，相應(yīng)的各種版本操作系統(tǒng)教材也不斷推出，這在一定程度上來說緩解了操作系統(tǒng)教材單一的局面， 給高校教學(xué)教材的選擇提供了很大的選擇空間。 但由于各種教材的質(zhì)量和理論深度各不相同，作者水平更是參差不齊， 這樣又給教材的選擇帶來了一定的困難。同時，雖然教材的版本在不斷更新，但目前還沒有緊跟技術(shù)前沿的教材出現(xiàn)，尤其是在發(fā)展中國家，各種版本互相借鑒，推出的最新版也都只是在前一版本的基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)脑鰷p。教材選擇是教學(xué)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵問題之一， 教材過深， 不利于老師教學(xué)，也不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)， 最終導(dǎo)致教

5、學(xué)質(zhì)量嚴(yán)重下降；教材太淺顯，達(dá)不到本課程教學(xué)的目的，也提不起學(xué)生的興趣，目前各高校選擇的教材形形色色，教學(xué)質(zhì)量也參差不齊。二、課程的改革方案1、精選教材和參考書合理選擇教材。 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與質(zhì)量。 目前操作系統(tǒng)的教材有很多，難度深淺不一，同時所涉及的范圍寬窄也不一，因此，一定要本著“一切為了學(xué)生， 為了學(xué)生的一切”的方針， 選擇的教材一定要合適所教授學(xué)生的水平的教材。 一般情況， 經(jīng)典教材應(yīng)優(yōu)先考慮。例如高等教育出版社出版，孫鐘秀等編寫教材，再有就是清華大學(xué)出版社、高等教育出版社出版的教材都還很不錯。2、提升教師水平教師專業(yè)水平直接決定教學(xué)水平的高低。直接影響課堂的質(zhì)量，因而影響到我國人才培養(yǎng)

6、質(zhì)量。對于計(jì)算機(jī)課程教師，尤其要注重軟件的編程能力的培養(yǎng)。為加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，可實(shí)施如下辦法：（1）定期組織教師尤其是青年教師進(jìn)行培訓(xùn)，給教師提供提升自我的機(jī)會，不斷吸取新知識，掌握新技術(shù)，更好地服務(wù)于學(xué)生。（2）要求教師之間互相聽課，交流教學(xué)心得。（3）通過開展教學(xué)比賽，調(diào)動教師教學(xué)創(chuàng)新的積極性。（4）加強(qiáng)校際之間的課程交流，組織教師參與校際之間的課程討論，互通有無，取長補(bǔ)短。3、教學(xué)模式的改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)模式過于單一，課程上基本是教師一個人在講，聽講者寥寥， 教學(xué)效果很差， 提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。近年來，啟發(fā)式教學(xué)模式已被逐漸應(yīng)用于高校的教學(xué)當(dāng)中。和傳統(tǒng)教學(xué)模式， 啟發(fā)式教

7、學(xué)模式具備以下三個特點(diǎn)： 一是強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體， 教師角色退居其次。 學(xué)生即以學(xué)習(xí)活動為基礎(chǔ)，學(xué)生充當(dāng)了學(xué)習(xí)的主體、認(rèn)識的主體以及發(fā)展的主體，而教學(xué)內(nèi)容則成為學(xué)習(xí)活動的客體。 二是強(qiáng)調(diào)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識和技巧的同時，能夠充分鍛煉思維能力。即在啟發(fā)式教學(xué)模式中，學(xué)生需要通過主動思考鍛煉自身的獨(dú)立思維能力，充分挖掘思維潛能。三是注重教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法的有機(jī)結(jié)合。即啟發(fā)式教學(xué)更需要教師采用各種靈活多樣的教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生采用不同的學(xué)習(xí)方法思考問題。通過“教師提出問題，學(xué)生主動思考問題，最終共同解決問題”的良性互動過程，充分發(fā)揮其優(yōu)勢， 使教師成為火種，點(diǎn)燃學(xué)生思維的白紙， 讓學(xué)生能夠真正實(shí)現(xiàn)自我

8、學(xué)習(xí)、自我思考，真正掌握操作系統(tǒng)這門課程。4、啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)施（1）進(jìn)程的講解進(jìn)程在操作系統(tǒng)課程當(dāng)中是很重要的一個知識點(diǎn)， 但對于學(xué)生是一個全新的概念， 他們以前之聽說程序， 那么如何讓學(xué)生接受它呢？那么你就可以從程序開始講起， 進(jìn)程和程序兩個概念既有相同點(diǎn)又不完全相同。 程序是指令的有序集合。 其本身沒有任何運(yùn)行的含義， 是一個靜態(tài)的概念； 而進(jìn)程是程序在處理機(jī)上的一次執(zhí)行過程， 它是一個動態(tài)的概念。 程序作為一種軟件資料可以長期存在而進(jìn)程是有它的生命周期。程序是永久的，進(jìn)程是暫時的。進(jìn)程更能真實(shí)地描述并發(fā)，而程序不能：進(jìn)程是由進(jìn)程控制塊、程序段、數(shù)據(jù)段、核心棧四部分組成；進(jìn)程具有創(chuàng)建其他進(jìn)

9、程的功能。而程序沒有。當(dāng)學(xué)生對進(jìn)程有一定理解之后，緊接著講解線程， 我們知道進(jìn)程是資源分配和處理器調(diào)度的基本單位，每次給程序創(chuàng)建進(jìn)程，都要為進(jìn)程分配資源，進(jìn)程在系統(tǒng)不是一路執(zhí)行完，而是走走停停的， 這就牽涉到進(jìn)程切換的問題，而進(jìn)程切換勢必導(dǎo)致系統(tǒng)時間和空間的開銷，好的，為了減少時空開銷，提高系統(tǒng)效率，提出線程的概念。 線程怎么來的？將進(jìn)程的兩個功能分離開來，進(jìn)程是資源分配和處理器調(diào)度的單位，而線程呢，就是輕量級的進(jìn)程，是基本不帶資源的進(jìn)程，線程僅僅是處理器調(diào)度的基本單位， 進(jìn)程和線程的關(guān)系是整體與部分的關(guān)系，進(jìn)程 =資源集合 +線程集合，并給出圖示。接下來從各方面闡述線程跟進(jìn)程異同， 狀態(tài)轉(zhuǎn)換

10、基本相同， 只不過線程不帶資源，所以線程不存在掛起態(tài)， 當(dāng)一個進(jìn)程當(dāng)中的所有線程執(zhí)行完畢之后，進(jìn)程生命周期結(jié)束。（2）死鎖死鎖同樣也是最為重要的一個知識點(diǎn)， 在講這個概念的時候首先老師提問：“什么是死鎖，為什么會發(fā)生死鎖？”，可以先讓學(xué)生自行看幾分鐘書，教師舉若干例子。例進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)產(chǎn)生死鎖設(shè)系統(tǒng)有打印機(jī)、讀卡機(jī)各一臺，被進(jìn)程和共享。兩個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，按下列次序請求和釋放資源：進(jìn)程進(jìn)程請求讀卡機(jī)請求打印機(jī)請求打印機(jī)請求讀卡機(jī)釋放讀卡機(jī)釋放讀卡機(jī)釋放打印機(jī)釋放打印機(jī)進(jìn)程 P 和進(jìn)程 Q在系統(tǒng)的執(zhí)行進(jìn)度是沒法控制的， 假如進(jìn)程 P 申請到了讀卡機(jī)，與此同時進(jìn)程 Q申請到了打印機(jī)，這個時刻進(jìn)程

11、P 需要在申請打印機(jī)才能運(yùn)行下去， 而進(jìn)程 Q呢則需要讀卡機(jī)，而它們各自占有的資源又不釋放， 這種時候會發(fā)生什么狀況呢？它們兩個都沒法進(jìn)行下去，處于永遠(yuǎn)等待的狀態(tài)，這就是死鎖。也就是各自占有部分資源又去等待對方釋放資源，所有進(jìn)程都無法運(yùn)行下去。例 PV 操作使用不當(dāng)產(chǎn)生死鎖進(jìn)程 Q1 進(jìn)程 Q2P（S1）； P （s2）；P（s2）； P （s1）；使用 r1 和 r2 ； 使用 r1 和 r2V（S1）； V （s2）；V（S2）； V （S1）；例 資源分配不當(dāng)引起死鎖若系統(tǒng)中有 m個資源被 n 個進(jìn)程共享，每個進(jìn)程都要求個資源，而 m<n?K時，即資源數(shù)小于進(jìn)程所要求的總數(shù)時，如果

12、分配不得當(dāng)就可能引起死鎖。例對臨時性資源使用不加限制引起死鎖進(jìn)程通信使用的信件是一種臨時性資源， 如果對信件的發(fā)送和接收不加限制，可能引起死鎖。進(jìn)程 P1 等待進(jìn)程 P3 的信件 S3 來到后再向進(jìn)程 P2 發(fā)送信件 S1； P2 又要等待 P1 的信件 S1 來到后再向 P3 發(fā)送信件 S2；而 P3 也要等待 P2 的信件 S2 來到后才能發(fā)出信件 S3。這種情況下形成了循環(huán)等待，產(chǎn)生死鎖。到此，引出死鎖的定義： 如果在一個進(jìn)程集合中的每個進(jìn)程都在等待只能由該集合中的其他一個進(jìn)程才能引發(fā)的事件，則稱一組進(jìn)程或系統(tǒng)此時發(fā)生了死鎖。 接下來教師總結(jié)產(chǎn)生死鎖的原因的基礎(chǔ)上，提出“如何避免死鎖？”，破壞死鎖產(chǎn)生的條件，著名的銀行家算法等。三、結(jié)束語操作系統(tǒng)課程教學(xué)伴隨著計(jì)算機(jī)技