Linux操作系统的教学与应用

摘 要：为了满足计算机专业学生更好地学习《Linux操作系统》，本文就Linux操作系统的操作系统原理、教学内容优化、教学方法及推广应用等几方面进行了深入的阐述，提出了该系统应用于教学中，其课程内容设置、现场教学和考核模式等方面将会得到更大的改善，同时也有助于提高学生独立分析和解决问题的能力。

关键词：Linux操作系统；教学内容设计；考核模式

中图分类号：TP316.81

Linux操作系统是一个免费的操作系统，因为它的源代码是开放的，所以自1991年诞生以来，得到了许多计算机爱好者们的共同维护和开发，已经发展成为一款功能强大的操作系统。Linux操作系统可以运行于多种硬件平台之上，相比于Windows，Linux具有稳定可靠、价格低廉、自主知识产权等优势，因此在移动通信、集群计算、嵌入式系统等领域有着广泛的应用。

随着人才市场对Linux系统管理和开发人员的需求越来越大，各高校也逐步意识到了培养Linux人才的紧迫性，所以针对计算机专业的大学生开设了Linux操作系统课程。相对于Windows操作系统，Linux操作系统不仅具有良好的图形界面，而且具有高效、方便的字符界面，但是由于Linux操作系统没有被一般用户广泛接受，甚至有些计算机专业学生对Linux操作系统一无所知，这给Linux操作系统的教学和推广带来了一定的困难。

据《Linux操作系统》教材[1]以及讲授课程的经验，以下介绍了一些教学内容的优化、教学方法设计及教学应用。

1 教学内容的组织

Linux操作系统所涵盖的基础课程内容[2]，如图1所示。Linux操作系统课程的教学内容包含：操作系统原理、Linux操作系统使用和计算机网络。下面分别进行阐述。

图1 Linux操作系统涵盖的主要基础课程

1.1 操作系统原理。操作系统的内容知识点多，涉及其他学科的内容也多，不仅包含计算机硬件知识，还包括高级程序语言编程知识，尤其是计算机组成原理对学习操作系统原理帮助很大，因此，学生学习操作系统原理就是围绕计算机硬件结构理解和掌握操作系统的工作机制、设计和实现。操作系统的主要功能可分为五个模块：（1）处理机管理。进程是操作系统原理中一个非常重要的概念，教学的目的是让学生理解“进程是动态的，它是程序的一次执行过程”，掌握进程控制、进程同步与互斥、进程通信、进程的调度与死锁等；（2）存储器管理。教师要带领学生理解物理存储和虚拟存储的概念，要重点讲解集中存储管理方式。如连续分配方式、基本分页存储管理方式和基本分段存储管理方式。这些内容对于初学者来说比较抽象，教师可以结合Linux操作系统内存管理实现来讲解；（3）文件管理。主要包括文件结构、文件目录和目录管理的内容，教学中可以结合Linux操作系统文件系统实例讲解；（4）设备管理。重点安排I/O管理的内容，理解I/O的控制方式、缓冲管理、设备分配及磁盘存储器管理；（5）用户接口。包括：联机命令接口、Shell命令语言、系统调用、Unix系统调用以及图形用户接口，这部分内容完全可以放到Linux操作系统使用来讲。

1.2 Linux操作系统的内容设置。Linux操作系统是一门内容多、应用性强的课程，合理安排教学内容是有效开展教学的关键。（1）基础篇：包含Linux简介、Linux系统入门和shell与shell命令，通过对基础篇的学习，学生可以掌握Linux入门知识，并且可以处理一般问题；（2）管理篇：包含用户、组合密码管理，Unix/Linux文件系统及管理，进程与任务或者作业管理，系统安装、启动与管理，设备管理，网络管理与网络应用；（3）编程与开发篇：包含shell编程和Linux系统的C编程，通过本篇的学习，可以为系统综合管理和开发打下基础，从而使学生的管理水平提升一个新的层次；（4）网络应用篇：重点介绍的是Linux的网络应用。

1.3 计算机网络内容。关于计算机网络命令、计算机网络设备以及一些网络协议的内容，即有关Linux网络应用，包含DHCP服务器、FTP和TFTP服务器、telnet与ssh服务器、网络资源共享服务器、Linux系统的安全、Internet接入与服务器、域名服务器DNS、邮件服务器sendmail和Web服务器Apache。Linux网络管理部分也是Linux操作系统的一个应用领域，如何配置网络和配置各种网络服务器，在教学过程中尤其重要。

另外，根据学生的特点合理安排课时。比如，对于计算机专业本科生，可以多讲理论；对于专科生，则要以具体应用为主。下面给出Linux操作系统的课时安排表（如表1）：

表1 Linux操作系统的课时安排表

2 Linux操作系统广泛应用于教学中

2.1 应用于现场教学。利用多媒体设备将教学内容转化成为生动的、可交互的和视听媒体，使得我们的教学内容直观化，更有利于学生接受知识。Linux操作系统讲解过程中涉及到很多命令，这些命令中伴有复杂的参数选项，教师在讲授过程中一般采用现场命令操作方法进行讲解，学生配合老师进行实践练习。教师借助于网络服务连接到装有Linux操作系统的服务器上，以自己的微机为虚拟终端访问操作服务器，这样就可以一边进行多媒体演示，一边进行Linux操作系统的现场操作演示。如用多媒体演示系统管理知识的教学，同时在服务器上进行设备、软件和用户的管理操作，这样的教学方法形象直观，有利于学生的记忆和学习。

2.2 应用于对比教学。相对于Linux操作系统，学生对Windows操作系统颇为熟悉，而对Linux这样一个免费、功能强大、性能稳定的操作系统一开始了解甚少，教师在讲解的过程中一定要本着“Linux和Windows在管理计算机硬件、软件资源，合理组织计算机工作流程，为用户提供良好的界面等方面是一致的，甚至在Linux系统中完成一个任务时，往往使用Shell命令比使用桌面更加高效快捷”的思想。在学习的过程中，可以将两个操作系统对比进行学习。例如：在进行文件的复制时，Windows系统中需要打开几个窗口，进行复制、粘贴操作，而在Linux操作系统中只需要一个命令就可以完成。

2.3 应用于教学的考核模式。传统的考试方法，大多数要求学生死记硬背。鉴于“Linux操作系统”课程的特点，注重考察学生实际动手能力为主要目标，考核方式采用笔试和机试相结合的方式，笔试主要考查一些基本常识和概念，以及一些常用的命令。机试主要结合课程设计中的项目驱动。在机试中根据项目的完成情况考查学生的实践动手能力。

3 结束语

随着Linux操作系统的不断发展和社会的需求变化，《Linux操作系统》课程的教学内容要不断适应市场需求，教学过程中不仅要计算机专业的学生掌握一定的操作系统理论知识，而且要有一定的实践动手能力，结合《Linux操作系统》教材的体会和讲授《Linux操作系统》课程的经验，提出了对该课程的教学方法的改进。然而，计算机专业研究方向日益增多，侧重点也有所不同，本文阐述了Linux操作系统教学内容、设置、教学及应用等方法，希望对Linux操作系统课程的教学工作有所帮助。

参考文献：

[1]邵国金.Linux操作系统（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2012.

[2]项顺伯，柯文德，陈晓龙.Linux操作系统课程教学内容设置[J].计算机教育，2012（23）：67-70.

作者简介：张娜（1980-），女，河南商水人，专职教师，讲师，博士，研究方向：模式识别与智能系统。

作者单位：河南城建学院 计算机科学与工程学院，河南平顶山 467036