网站原创摘 要 ：Linux操作系统是计算机专业本科生比较重要的一门课程.本文探讨Linux操作系统课程体系划分,将Linux操作系统课程学习分为基础应用、应用编程、内核分析、内核编程四部分.并探讨了Linux操作系统的课程设置.
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关 键 词 ：Linux；操作系统；课程体系
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）44-0239-02
一、引言
操作系统是计算机专业本科生的核心专业课程,然而其理论性较强,学生理解不够透彻,尤其是对多进程、多线程和内存管理等部分内容.由于Linux操作系统开源,以及良好的可移植性,可靠的安全性,已从最初的怎么写作器领域.迅速扩展到互联网、嵌人式系统、桌面系统以及信息安全领域等各个方面,得到了广泛应用.人才市场对Linux系统管理和开发人员的需求也越来越大.因此对计算机相关专业本科生而言,学习好Linux操作系统,不仅有助于理解操作系统原理,还能提升学生编程能力,提高未来就业竞争力或研究生阶段科研能力.广义的Linux操作系统学习涵盖多方面的知识和内容,不仅包括常规意义上的Linux操作系统,还涉及Linux系统在不同领域的应用、基于Linux平台的软件开发、以Linux和开源软件技术为核心的各类IT解决方案等.本文主要探讨Linux操作系统课程体系和课程设置.
二、Linux操作系统课程体系
文献5将Linux技术细分为9门课程,全面覆盖了从Linux技术基础应用到各类Linux技术高级管理和开发的各个层面.其中,教学目标方面,分为应用、管理和开发3类,教学层次上,根据课程的难易程度分为初级、中级和高级3类.该课程划分非常详尽,然而过于复杂.为保证教学内容设计的科学性和合理性,笔者结合在二本和三本计算机相关专业Linux操作系统课程教学经验的基础上,将Linux操作系统教学内容分为如下四部分：第一部分是Linux基础应用,第二部分是Linux应用编程,第三部分是Linux内核分析,第四部分是Linux内核编程.
1.基础应用.本部分主要讲解Linux系统简介和系统安装、Linux常用命令、Linux系统目录、Linux用户和工作组管理、Linux进程和日志管理、Samba怎么写作器配置、Web怎么写作器配置、RPM软件包管理等内容.
2.应用编程.本部分内容主要讲解Linux编程工具和Linux下系统调用编程.Linux编程工具：标准脚本语言Shell编程如包含一个或多个命令的组合、选择、循环语句、函数等.Linux下文本编辑工具vi和emacs、C和C++语言编译工具gcc、调试工具gdb、自动化编译工具make、版本控制管理工具CVS等；图形化界面集成开发环境QT简介.Linux下系统调用编程：如文件的基本访问函数如打开、读、写、查找、关闭文件、权限控制、获取文件信息等；进程系统调用如获取进程ID、不同的方式system、exec、fork建立新进程、信号机制、进程终止等；线程的建立、取消、退出、同步和互斥等；进程间通信操作如共享内存、信号量、消息队列、映射内存、管道、命名管道、网络通信Sockets等.
3.内核分析.本部分内容主要讲解Linux内核体系结构和Linux内核简介、Linux内核启动过程；Linux进程管理如Linux进程控制块PCB、Linux进程状态、Linux进程创建和进程调度策略等；Linux内存管理如MMU、Cache、内存加锁和保护、物理空间管理、内存的申请和释放、虚拟内存管理、Linux分页管理等；内核文件管理如Linux虚拟文件系统VFS、ext2和ext3文件系统、文件操作、proc文件系统等；Linux设备管理如字符设备管理与注册、块设备管理与注册、块设备的请求队列、设备驱动程序、网络设备等；Linux系统管理调用.
4.内核编程.本部分内容主要讲解Linux内核编译过程如内核目录结构、配置内核、编译内核、启动内核、查看内核状态等；Linux内核模块编程如内核模块实现机制、内核模块与应用程序的区别、内核模块编程简单实例、内核模块插入、查询、卸载等操作；内核驱动编程包括内核空间和用户空间、驱动设备的注册与管理、驱动设备模块设计、编程、调试、编译、插入、建立设备、用户程序调用等.
三、Linux操作系统课程设置
由于Linux操作系统课程学习内容较多,且实践性比较强,学生需要循序渐进、逐步吸收和消化.可将Linux操作系统课程拆分成两门课程：Linux操作系统（上）主要讲解Linux系统应用及编程、Linux操作系统（下）主要讲解Linux系统内核分析及高级编程.此外,还可开设1～2个课程设计,提高学生的动手和实践能力.
1.Linux系统应用及编程.可在大二下或大三上开设Linux操作系统（上）,主要讲解Linux基础应用和应用编程.建议在学了C语言、操作系统、C++之后开设32～40学时（包括实验课8～16学时）.
2.Linux系统内核分析及高级编程.可在大三上或大三下开设Linux操作系统（下）,主要讲解Linux内核分析和内核编程.建议在学了C语言、数据结构、操作系统、计算机网络、计算机组成原理之后开设40～48学时（包括实验课8～16学时）.
3.1～2个课程设计.Linux操作系统是一门实践性很强的课程,实践是学好这门课程的主要途径.可在大二和大三期间做1～2个与Linux应用编程和Linux内核编程相关的课程设计,如网络流量监测、嵌入式驱动程序开发等.通过课程设计,培养学生的实践能力,提高学生的创新意识.
四、结语
本课程设置方案适合二本和三本计算机相关专业的Linux操作系统的教学,通过Linux操作系统的学习、不仅有助于理解操作系统原理,还能提升学生编程能力,提高未来就业竞争力或研究生阶段科研能力.