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《计算机操作系统原理》实验课程探索

来源:论文联盟  作者:吕涛 [字体: ]

计算机操作系统原理》实验课程探索

《计算机操作系统原理》是计算机科学与技术专业的一门非常重要的专业基础课,受目前条件约束,国内高校针对于该门课程的实践环节基本缺失,部分高校根本没有实践环节,有些高校实验课也是以使用操作系统为主,仅少数高校建有专门的实验室并提供相应的实践教学。国内高校操作系统实验教学的内容一般包括3种类型:使用操作系统、模拟实现操作系统、设计操作系统。由于教学内容理论性太强,缺乏对某一具体操作系统的介绍和分析,大多数学生在做操作系统实验的过程中,往往不知道该如何下手。许多操作系统的实验更像是在做数据结构的习题,能够帮助理解操作系统某一功能或机制的内容几乎没有。学生做的有针对性的实验太少,缺少课程学习心得,缺少课程设计环节,学生参与科研的机会少,这些均不利于学生创新能力的培养。偏理论而轻实践,或者说,实践内容不合理是当前操作系统教学过程中一个最突出的问题。笔者通过多年的教学和实践经验,认为通过将€%eC/OS-II引入到实验课程是一个解决该问题的一种重要途径。
  1 €%eC/OS-II使用广泛,具有教学价值
  €%eC/OS-II是一种可移植的,可植入ROM的,可裁剪的,抢占式的,实时多任务操作系统内核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。2000年,€%eC/OS-II操作系统得到了美国联邦航空管理局对于商用飞机、符合RTCA DO-178B标准的认证,这一事件的发生证明,€%eC/OS-II操作系统有足够的稳定性和安全性。
  2硬件平台要求低,开源设计,免费获取
  现在有很多操作系统,但为什么要选择€%eC/OS-II呢?一些嵌入式实时操作系统如VxWorks,pSOS,WinCE,PalmOS等,大多对系统硬件配置有较高的要求,如要求有内存管理单元(MMU),较大容量的ROM和RAM空间等,同本文由论文联盟http://www.LWLm.coM收集整理时操作系统自身和相应配套的开发调试工具价格较高,而且许多操作系统的厂商要求用户在批量生产时要按产品数量交纳版税,所以它们对本系统来说都不是最合适的选择。而€%eC/OS-II具有如下优势:
  (1)源代码开放:€%eC/OS-II的源代码可以免费获取,且标有清晰的注释,可读性好。
  (2)可移植性好:€%eC/OS-II的源代码90%以上是用C语言编写的,可以很容易地把它移植到各类8位、16位和32位处理器上。
  因此,一台计算机、一本实验指导书就可以开展实验教学,完全不用购买新的硬件设备;而且€%eC/OS-II可移植性好,可借助单片机实验室或嵌入式系统实验室开展实验教学,而这些实验室是大部分高校已经具备的。
  3 C/OS-II实验教学内容丰富,与理论教学紧密联系
  C/OS-II是由美国工程师Jean Labrosse编写的嵌入式多任务的实时操作系统,包括实时内核、任务管理、时钟管理、任务间通信同步(信号量、邮箱、消息队列)和内存管理。这些内容也均是理论教学的重点。通过将uC/OS-II移植到x86计算机平台上,学生可以全面的了解一个操作系统的架构和运行机制。解决理论学习无法联系实际的弊端。
  4 学习门槛低,上手快
  《计算机操作系统原理》目前在国内高校的课时安排最多为64个学时,仅仅几十个学时要让学生掌握一门课程的理论知识都非常困难,更何况还要理论联系实际。所以大多数学生在面临有关操作系统的毕业设计或科研任务时,经常选择是绕道而行,感觉自己无从下手或能力不够。€%eC/OS-II操作系统中的绝大部分的代码是用C语言编写的,作者在编写的时候已经将汇编语言代码压缩到最少,只有与处理器紧密相关的代码是用汇编语言编写,这样的做法使得读者在阅读代码和使用代码的时候将获得更多的方便、能更简明易懂的搞懂系统的代码,学生在学习过程中不会因为太困难而产生抵触情绪。
  5结语
  通过课程建设,我们也认识到:
  (1)操作系统的实践环节需要进一步完善,在时间和验证评价指标上需要进一步探索,类型需要进一步更新。
  (2)操作系统教学如何体现创新能力的问题需要进一步探索,如在思维、革新和应用上的创新。

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