如何用定量方法进行“操作系统原理课程的教学

【摘 要】针对高校“操作系统原理”教学中对真实操作系统进行定量处理方面的不足,在反思的基础上,提出在课堂教学、课程实验等各个教学环节加强定量方法的应用,并辅以具体的实例说明定量方法的优势之处.

【关 键 词】操作系统；定量方法；性能评估

1.课程性质

操作系统是计算机系统中的重要系统软件,操作系统原理课程是计算机类重要的专业基础课程.通过本课程的学习,使学生们可以掌握操作系统的基本原理与实现技术,包括现代操作系统对计算机系统资源的管理策略与方法、操作系统进程管理机制、现代操作系统的用户界面；了解操作系统的结构与设计；具备一定的系统软件开发技能.为以后从事各种研究、开发工作（如：设计、分析或改进各种系统软件和应用软件）提供必要的软件基础和基本的技能.

2.教学中问题的凸现

“操作系统”是计算机专业的一门专业基础课程,在教学中很多地方采用了一定的定量方法,如在存储管理中虚拟式存储管理的淘汰算法和磁盘调度算法的分析就是较典型的事例.但是,通过分析目前一些操作系统教学的相关教材及辅助文献后,我们发现操作系统教学在定量方法的使用上面还有较多欠缺之处.

2.1系统性能评估内容较少

操作系统设计时考虑的重要因素是性能.而用户最关心的是等待的时间即响应时间,系统管理员最关心的是系统的吞吐量.怎样对系统进行具体的性能评价在OS教程中很少涉及.

2.2教程与发展有一定差距

现在高校中所用的教材一般是原理性内容较多,但在引用数据时并没有完全引用现实系统的实际数据.许多教程中原理内容定性分析偏多,而定量分析的内容较少.这是因为在现代计算机高速发展的今天,作者也需考虑如果过分依赖于特定的平台,相关内容淘汰太快.

3.定量方法在教学中的开展

3.1定量法在教学中的作用

因为具体的数据通常更具有说服力,能让学生对抽象的理论有更好的认识.在指导学生对某个问题进行研究,采集、分析数据乃至得到结论方面,更彰显了定量方法的重要性.为了更好地进行此类专业课程的学习,让学生真正能够理论联系实际.教师作为教学活动的主导者,不应该仅仅局限于教程,如果有意识地在多个教学环节应用定量手段,则可以弥补上述不足,取得更好的教学效果.

3.2教学环节中定量方法的增强实施

教授此类课程老师应该多多关注业界动态,了解本领域的最新进展,收集丰富的数据材料并用之于教学,通过相关技术数据弥补教材的不足,反映操作系统当前动态.如讲在讲到分时系统与时间片的问题时,可以举出具有代表性的分时系统UnixV6、4.4BSD及最新的Linux2.6在运行平台上的时钟中断频率、时间片和平台计算能力等数据.通过具体的数据,学生不仅对真实系统有直观的认识,还可以看到历史轨迹下硬件技术的发展对软件参数值产生的影响.

再例如设备管理和文件管理很多知识点基于的前提就是磁盘访问速度远远慢于内存访问速度.但目前固态硬盘的市场日趋增大,其特点完全不同于传统机械硬盘.固态硬盘就是全电子的,采用集成电路存储技术,使用存储芯片加上寻址控制器来组成的硬盘,类似于U盘技术,没有任何机械运动部件.传统的机械硬盘,采用高速旋转的磁盘来存储数据,通过磁头来读写,类似于早期的软盘工作方式.老师可以列出两类硬盘的性能参数对比并提出调度算法、缓冲技术、磁盘碎片整理的是否必要性.并可同时介绍Windows对固态硬盘技术的支持.这样学生不仅可以了解当今操作系统发展动态而且可以深深体会硬件技术对操作系统实现技术所产生的影响.

3.3开发定量结果的习题

在学习过程中,要求定量结果的习题一般比概念性、定性化的题目更能吸引学生的注意力,激发学生的兴趣.所以在教学环节中除了传统的习题还可以适当做些定量化的习题.在教学大纲的制定中还可以加些学时进行此类课程的课程设计或实训,用更多定量的方法加深学生对课程的学习.

4.总结

操作系统原理是计算机学科重要的核心课程,由于教学内容的理论性较强、知识体系繁杂,在授课过程中存在着很多困难和障碍.本文立足于教育人才培养的目标,结合教学实践,分析了当前操作系统原理课程教学中存在的问题,对操作系统课程用定量的教学方法进行了尝试.