操作系统实验报告范文
时间：2023-02-22 09:28:29
操作系统实验报告范文第1篇
关键词： C语言； 程序设计； 循环结构；渐进启发式；教学方法
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）05-1084-02
1 概述
目前用于C语言的编译系统主要有Borland公司开发的Turbo C2.0、Turbo C++3.0和微软公司的Visual C++ 6.0， 以及linux和Unix下的GCC编译器。Tubro C2.0 是基于Dos平台下的16位的C语言编译系统，它是一个集程序编辑、编译、链接和调试为一体的C语言程序开发环境。在C语言的早期，由于其使用方便，被大部分的用户所接受。而随着图形用户界面操作系统Windows的兴起，DOS操作系统逐步退出了历史的舞台。目前的C语言的主流集成开发环境是微软公司的Visual C++ 6.0。 虽然编译环境只是一种工具，教学过程中我们注重的是C语言中的标准的独立于环境的内容，但是，由于对于有些知识点的讨论不能完全脱离编译环境，因此如何理解以及体会C语言中某些知识点的平台相关性，为后续的实际开发过程中能够避免出现一些意想不到的问题，以及开发出具有跨平台的C语言程序。该文笔者试图通过对虚拟环境下的C语言程序设计进行教学实践，一方面让学生能够熟悉和熟练操作目前的主流虚拟操作系统，另一方面对C语言的平台相关性具有深刻的认识。
由于编译环境所基于的操作系统由16 位变成32 位， 所以 整型和指针类型的数据所占存储空间也发生了变化。在ANSI C 中并未具体规定各种整型数据所占内存的字节数，基本原则是（141 页）：短整型所占存储单元的位数不得多于
基本整型，而长整型所占存储单元的位数不得少于基本整型。在两种环境下，短整型和长整型所占字节数均为2 和4，但是对于基本整型则不同：TC 规定基本整型占2 个字节， 而VC 中占4个字节，这一改变使基本整型数据的范围增大：无符号基本整型由0 到65535 扩大为0 到4294967295，有符号基本整型-32768到32767 扩大为-2147483648 到2147483647。在TC 环境下，由于有符号基本整型数据最大值为32767， 所以在使用过程中经常要注意"溢出"的情况，例如，表达式30000+30000 的值为-5536， 而不是60000； 而在VC 环境下， 基本整型最大值变成2147483647。这一数值相对来说已经足够大了，所以基本不用考虑"溢出"的情况，上面的表达式也可以得到正常的值60000。再如下面的程序：
#include
void main（）
{int i= -1；
printf（"%u＼n"，i）；
}
在TC 下， 输出结果为65535； 而VC 下， 输出结果则为4294967295。指针类型的数据和基本整型类似， 所占存储空间也由2 个字节变成4 个字符。
2 实践内容与实施方案
实践的主要内容是：是利用虚拟的操作系统平台上构建多种类型的操作系统，并在多种操作系统上搭建不同的C语言程序的执行环境。能够方便的在同一台机器上对不同的C语言编译环境切换。让学生在熟悉不同的C编译环境的基础上尽量编写出能够跨平台的C程序，使编写的程序能够在实际的应用中跨平台运行，尽可能减少在不同的环境下执行C程序时的代码修改。通过在实践中不断发现问题和解决问题的过程中深入了解C编译器的区别，以便在以后的实际开发过程中能够尽快地编写出能够跨平台的程序。具体的实施方案如下：
1） 构建虚拟的操作系统平台，熟悉虚拟操作系统中的两种虚拟技术：全虚拟化和半虚拟化。以及这两种虚拟技术在实际应用程序开发过程中的区别。具体的实施方案是分别在已有的操作系统上安装利用半虚拟化技术实现的VMWare操作系统，和利用全虚拟化技术实现的具有开源代码的Xen操作系统。并能够在两种虚拟操作系统之上构建出至少有Windows和Linux的平台。并在此两种平台上分别搭建C语言的开发环境。
2） 精心选取可能在不同的编译器上的写法不一样的例子，在不同的C语言编译环境下编写、调试和运行程序以完成题目的要求。
3） 在完成上述精确例子的任务的过程中不断的发现问题，解决问题，并且详细撰写实验报告。
4） 对撰写的所有的实验报告进行总结，能够给将来在实际开发过程中尽快地编写出能够跨平台实现的进行指导。
3 该实践的主要创新点
由于C语言程序对其的执行环境（包括编译环境和操作系统环境）的敏感性，使得在实际应用过程中开发出的C程序无法实现跨平台，给开发需要跨平台的应用带来了极大的不便。本实验项目得创新性主要体现在：
1） 利用基于全虚拟化或半虚拟化技术的虚拟操作系统平台，并在该平台上构建出不同的操作系统，从而能够在不同的操作系统上构建出不同的C语言开发环境。
2） 可以方便地将编写的程序在一台机器上的多种C语言环境进行测试，从不同的实验结果去分析C编译器的不同实现，并对代码进行相应的修改。使得开发出来的程序能够在不同的平台上的不同的C环境下的运行结果完全相同，具有跨平台性。对实际需要跨平台实现的应用开发产生指导作用。
4 预期效果
1） 学生能够熟悉目前主流的，颇具前途的虚拟操作系统平台，并且能够在该平台上构建不同的操作系统。并在不同的操作系统上搭建其经典的C语言开发环境。
2） 能够在不同的C语言环境下完成相同程序的编写、编译、连接和测试。
3） 最终能够尽快地开发出能够跨平台运行的C程序。
5 实践效果
1） 学生已经熟悉目前主流的，颇具前途的虚拟操作系统平台VMWare和Xen开源的虚拟操作系统，并且能够在该平台上构建不同的操作系统Windows和Linux。并在不同的操作系统上搭建其经典的C语言开发环境，在Windows的环境下搭建了Visual C++的C语言开发环境，在Linux环境下熟练地运用了GCC的C语言开发环境。
2） 学生能够在不同的C语言环境下完成相同程序的编写、编译、连接和测试。
3） 通过不同平台下对C语言中的sizeof运算符的测试，掌握了各种数据类型在不同环境下所占的实际内存空间大小，并从实验结果中进行总结，进而能够尽快地开发出能够跨平台运行的C程序。
4）通过对不同平台下如何利用C来编写多线程程序的测试，学生掌握了不同环境下的函数封装的区别。
5） 通过对不同环境下的缓冲区数据的清空处理测试，学生掌握了不同C的开发环境下的调用库函数的方式。
6） 通过上述的实验，在课堂上进行了不同的开发平台上的C语言教学实践。
6 实践成果
目前该教学实践所取得的主要成果有：
1） 主流的商业虚拟操作系统—VMWare虚拟机的环境搭建报告；
2） 开源虚拟操作系统—Xen虚拟环境的搭建实验报告 ；
3） VMWare和Xen环境下搭建Window和Linux操作系统的实验报告；
4） Windows和Linux环境下搭建VC++和GCC的实验报告；
5） Windows和Linux环境下对C语言中各种数据类型通过sizeof运算符进行测试产生的不同结果的报告；
6） Windows和Linux环境下利用C语言编写多线程程序，对不同的函数封装和调用方式的实验报告；
7） Windows和Linux环境下对缓冲区中的数据清理所采用的不同处理方式的实验报告。
7 结论与展望
在校级创新性实验项目“虚拟环境下的C语言程序实践”的支持下，该项目取得了基本的预期成果，让学生在掌握了目前主流的虚拟平台VMWare和Xen的基础上，搭建了两种不同的操作系统Windows和Linux，并在该两种不同的操作系统平台下搭建了两种不同的C语言开发平台。在两种不同的环境下对C语言中的sizeof运算符，多线程编程以及缓冲区清空等例子分别进行了测试，形成了相应的实验报告。
操作系统实验报告范文第2篇
摘 要：操作系统原理课程包含广泛的专业基础知识和较强的专业内涵，抽象概念多，内容更新快，因此该课程的实验教学需要不断更新实验教学内容，改革实验教学方法。本文结合本校实际教学特点，从这门课程的实验教学方法、实验教学手段、实验设计、课程设计等方面探讨了操作系统原理的实验教学改革情况。
关键词：操作系统；实验教学；计算机专业教学
基金项目：广东石油化工学院教育教学改革研究项目(204232)。
作者简介：许波，男，美国计算机学会(ACM)会员，中国计算机学会(CCF)会员，讲师，研究方向为计算智能、云计算、数字媒体；代静，女，西南大学硕士研究生，专业方向为学科教学。
1 背景介绍
各大高校在开展操作系统原理课程教学时，一般分为理论和实验两大部分[1-2]：首先先通过板书、多媒体等手段讲解理论知识，再通过机房实验操作完成认知和验证训练。在理论教学方面，由于各个院校非常重视并不断进行改革，已渐渐走向成熟与正规化，而实验教学由于起步比较晚，教师与学生重视不够，存在比较多的问题，例如[3-4]：1)实践教学环节非常薄弱，因为实验环境设置问题，几乎没有课程设计；2)大多数国内实验教材内容都陈旧[5]。这些问题使得教师需要不断地更新实验教学内容，改革实验教学方法[6-7]。针对这些问题，并考虑到各个高等院校实际情况与教学条件的差异，我们从实验教学内容的深度、广度和重点、难点等多方面进行改革，经过教学实践，探索出了一些行之有效的实验教学方法，以满足企业对人才的要求。
2 课堂实验教学改革
2.1 编写实验教材
选择合适的实验教材对于实验教学非常关键，目
前市场上关于操作系统原理实验教材种类少，质量不高。这些教材大致可分为以下两种类型[6]：第一类为国内自编实验教材，即国内各大重点院校主讲教师所编著，这类教材偏重于操作系统理论知识的讲解，实践性不强；第二类教材为国外具有权威性的英文原版实验教材，该类教材知识较新、实践性很强，但是由于普通院校教师以及学生的专业英语水平有限，对教材大部分内容无法很好地理解，难以得到全面实施。因此，我们采取了灵活方法来处理教材选用的问题，在充分理解大多数教材，遵循课程教学规律的基础上，针对本校学生的特点与水平，编写了适合我校教学对象和要求的实验教材，综合趣味性、可操作性和适当的难度，在保证实验可完成性的基础上增加学生的兴趣，使其在解决问题的过程中获得成就感。我们还向同类二本院校推荐，解决目前全国大部分高校计算机学科在这门课程的实践教学环节中发展普遍滞后的问题。
2.2 因材施教
作为任课教师，要挖掘每一位学生的自身特点，做到因材施教、人尽其才。只有这样，我们才能为社会输送各种类型的人才，满足不同层次的需要。针对学生的不同需求，教师可穿插讲解难度不同的实验内容。学生大致可以分为以下三种类型：一种为非计算机专业的。一种为计算机专业的，而计算机专业的又可分为深造型和普通就业型。对于深造型，在授课过程中，教师列举典型的考研实验题型，使学生能够深入理解操作系统的原理和应用，对于计算机专业以及网络工程专业将来主要就业的学生或者考证的学生，强化实践动手能力，对实际操作系统，例如Linux，加强实验教学。对于非计算机专业的学生而言，更多的是准备参加计算机等级考试，在课堂上有针对性地梳理实验知识点，引导学生由浅入深地加深操作系统原理知识的学习，针对学生的需要并结合实验教学大纲来授课，可以很好地激发了学生的学习兴趣。
2.3 课堂实验
作为操作系统课堂理论教学的辅助部分，课内实验是加强计算机科学与技术专业实践的重要环节之一。由于操作系统自身的庞大和复杂，造成学生在学过操作系统课程后，总有一种“雾里看花”的感觉，
只是支离破碎地了解了一些操作系统局部知识，而很难将这些知识融会贯通，对于运用操作系统知识从事设计和应用更是无从谈起。我们实验课程设置的目的就是力图解决上述问题。
1) 实验设置。
课堂实验将按以下两个方面进行。
(1) 对常用的系统调用命令的使用方式有一个较熟练的掌握
(2) 对典型操作系统的编程基础知识和机制进行学习和了解。
实验内容如表1所示，操作系统的课内实验共8个，根据具体上机条件和学时选做5～6个，其中实验2、3中必选1个，实验4～7中必选1个。由于所有实验均在Linux环境下工作，用C语言编程，因此学生要具备一定的C语言编程能力。同时要在充分预习实验中相关知识后，再进行实验的上机环节，另外，由于操作系统实验中有些题目具有一定的难度和规模，建议采用分组方式进行实验。
表1 课堂实验设置
2) 实验报告。
实验报告内容包括两部分：一是对相关知识学习的书面总结，主要包括知识综述和参考文献；二是对本次实验的分析报告，主要针对涉及算法的题目；三是包括本次实验的上机结果(数据结构、程序框图、源程序文档和运行情况)以及实验中的难点分析和心得体会。
3) 实验平台。
选用目前最为流行的操作系统Red Hat Linux 9.0作为实验平台，实验内容以验证性实验为主，比如在讲授操作系统原理第一章绪论时，我们设计了Red Hat Linux 9.0的安装实验，并介绍了操作系统的发展历史，学生通过实验环节深化和理解书本知识。
4) 多维度评价体系。
多维度不仅仅是指学习知识，它包括知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面，该评价体系打破以往以期末考试成绩为主的成绩评定方法，经过实践与完善，为课程确立了多方面的考核因素和成绩计算公式，内容如下：
总评成绩=课程设计(20%)+实验(20%)+预习报告(5%)+实验报告(10%)+期末考试(45%)-考勤扣分。
由此可见，作为操作系统原理课程的重要学习内容，课程设计和实验操作这两部分在应考核方面力度加大，主张强化应用；另外，对预习报告和实验报告的考核更能反映学生学习的态度及学习成果。
3 课程设计
对一个具体的设计来说，不同功能的实现都有专职的工作组。对于一个班级来讲，50多人也不能都去完成同一个任务。我们应该根据设计的实际情况，将设计进行任务分解，同时将班级全体学生划分成多个小组，每个小组完成一个设计。在分组培养模式下，学生的团队协作精神将明显提高，这既包括组内成员协调，也包括组间协调，既有技术性的，也有人事关系上的。在课程设计中，我们主要侧重运用一些重要的系统调用编写程序模块，对操作系统中的一些重要概念和典型算法进行实现或验证，根据实验讲义和课堂上学到的知识写出程序，带到实验现场调试。主要内容如下。
1) 银行加算法模拟。
2) 小型文件系统设计。
3) 页面置换算法模拟。
4) 进程调度算法模拟。
5) 进程间通信模拟。
6) Linux下USB驱动程序。
要求：对于一个课程设计题目，每个班级限2组选择，每4个人一组。
实验结束后，由实验指导教师根据实验记录给出成绩。
4 结语
在教学中，我们始终坚持教师是主导、学生是主体的原则，使用多样合理的教学方法，充分调动学生的主动性，通过加强实验教学环节来提高学生解决问题及实践动手的能力。操作系统原理课程实验教学改革是一个复杂的系统工程，我们立足本校，从实验教学方式、实验教学内容以及实践教学环节各个方面进行改革，取得了显著的教学成果。
参考文献：
[1] 陈向群. 探索操作系统实践教学[J]. 计算机教育,2008(17):45-47.
[2] 王雷. 国外操作系统课程分析[J]. 计算机教育,2008(5):85-87.
[3] 郝继升. 计算机操作系统原理课程的教学探索[J]. 教育与职业,2007(8):99-101.
[4] 付晓翠. 计算机操作系统教学方法改革探悉[J]. 山东农业教育,2008(4):32-34.
[5] 孙斌,周海波. 操作系统(Linux)实验指导[M]. 大连:东软电子出版社,2008.
[6] 朱贵良,陈向群．美国若干知名大学操作系统课程设计的比较性研究[J]. 计算机科学,2002(6):152-153.
[7] 李瑛达,谢双杰. “操作系统”实例化教学的改革探讨[J]. 计算机教育,2009(14):27-30.
Experiment Teaching Reform on Operating System Principle
XU Bo1, DAI Jing2
(1.Department of Computer Science and Technology, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming 525000, China; 2.School of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, China)
Abstract: Operating System Principle Teaching has relatively strong professional content and more extensive professional knowledge, content updates quickly, abstract concepts. The teaching of the course need to continuously update the content, the reform of teaching methods require special measures to ensure the quality of teaching. In this paper, actual teaching, demonstrating the course’s teaching methods, teaching methods, experimental design, curriculum design, are proposed to explore the operating system theory and practice of teaching the course.
操作系统实验报告范文第3篇
关键词：嵌入式软件；实验教学系统
中图分类号：G64 文献标识码：A
文章编号：1672-5913 (2007) 15-0027-04
Experimental Teaching System Construction for Embedded Software
Abstract：To train up a good deal of embedded software development talents adaptable to the society requirements, the embedded software system’s architecture and development contents are analysed in this paper, as well as the particular fashion of embedded software development and the developers’ knowledge system structure required by the community.
Several configuration schemes for embedded software experimental teaching system are also described in this paper, as well as the construct of multiple levels’ experimental projects. In the end, how to doing experimental teaching well and raise the teaching quality are summarized. This paper is a summarization for the many years’ embedded software practical teaching work by the authors. We hope that it could bring some enlightening reference to the community, and establish a basis for our next improvement.
Key words：embedded software; experimental teaching system
“嵌入式软件开发”是一门实践性相当强的课程，学生在学习了相关理论知识之后，如何能从实践的角度掌握更实用的开发方法和技能，是我们在规划、完善嵌入式软件教学体系中重点关注的问题。为此，我们以培养适应社会需求的嵌入式软件开发人才为目标，充分研究了嵌入式软件系统结构及开发内容、嵌入式软件开发方式的特殊性以及业界对嵌入式软件开发人才的知识体系结构需求，开发了以多种配置方案、多层次实验项目为主要内容的嵌入式软件实验教学系统。
1嵌入式软件系统结构及开发内容
嵌入式软件系统的典型结构如图1所示。
因此，嵌入式软件的开发自下而上可分为以下几种层次：
编写简单的板级测试软件，主要目的是辅助硬件的调试
(1) 开发基本的驱动程序(不针对特定的嵌入式操作系统)
(2) 开发特定嵌入式操作系统的驱动程序(即板级支持包BSP――Board Support Package，包括目标板的初始化、中断管理以及一些简单的驱动程序单元)
(3) 开发嵌入式系统软件，如嵌入式操作系统
(4) 开发嵌入式中间件，如嵌入式CORBA、嵌入式JAVA等
(5) 开发嵌入式应用软件
2嵌入式软件开发方式的特殊性
嵌入式软件开发方式有其特殊性，具体体现在如下几个方面：
(1) 开发方式：采用交叉开发的方式。这是与桌面软件开发不同的地方，其开发环境的建立相对复杂，不仅要安装开发工具软件，还需配置特定的目标硬件平台，并在开发平台与目标平台之间建立有效的物理连接和逻辑连接，相关概念易产生混淆。
(2) 对开发工具的要求比较高：一则需要有功能强大的集成环境提升开发过程的便捷性，二则不管是进行调试还是测试，均要求在目标端有相应的模块，以支持宿主端功能的实现，模块可以是用软件实现的，也可以是由硬件实现的。
(3) 硬件平台丰富多样，有共性，也有较大的差异性。据不完全统计，目前全世界嵌入式微处理器的品种总量已经超过千种，有几十种体系，主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、SH、X86，广泛应用于消费电子、通信、汽车、国防、航空航天、工业控制、仪表、办公自动化等领域。教学中应考虑采用各种典型的硬件平台，让学生学到的知识更能接近社会的需求。
3嵌入式软件开发的知识体系结构
嵌入式软件开发的范围和内容涉及很多方面，与桌面软件开发不同，业界对嵌入式软件开发人才有更多的要求：不仅要懂软件，还要具备基本的硬件知识。具体来讲，除具备计算机基础理论知识如计算机组成原理、操作系统、汇编语言、C语言、程序设计思想和方法等外，嵌入式软件开发的知识体系结构中还要求如图2所示的内容：
4实验系统构成及配置
嵌入式软件开发实验系统一般由下列元素组成：
(1) 嵌入式系统芯片及开发板(或评估板)
(2) 嵌入式软件开发工具(或集成开发环境)
(3) 嵌入式操作系统(可选)
(4) 其他监测仪器(硬件相关，可选)
(5) 实验项目
(6) 配套资料，如实验教学大纲、参考实验程序、参考实验报告、实验课件、实验教材。
针对嵌入式系统芯片及开发板、嵌入式操作系统及嵌入式软件开发工具多样性的特点，我们通过与嵌入式硬件厂商、软件供应商的广泛交流与合作，利用多方资源建设与丰富实验系统，规划和实现了多种配置的实验系统，可以配套具有不同教学侧重点的嵌入式软件课程，灵活性大。在配置实验系统时我们基于如下的一些考虑：
硬件平台方面：主要考虑选择属于不同系列的嵌入式微处理器构建目标平台，目前有如下几种配置：
(1) 嵌入式仿真PC平台
用软件仿真的方式在PC机上模拟一个嵌入式目标平台，学生利用PC机就可以自己动手搭建嵌入式系统的开发环境，熟悉应用开发，更快捷方便地学习和理解嵌入式系统的基础知识。基于这样的基础，再在真实的嵌入式目标硬件平台上进行开发，经历从纯软件到软硬件结合、从“纸”上谈兵到“板”上谈兵的一个学习实践过程，逐步递进，由浅入深，就能更加系统、透彻地掌握嵌入式软件开发的知识和技能。
(2) 基于ARM7的嵌入式硬件平台
ARM(Advanced RISC Machine)是目前业内主流的嵌入式微处理器系列，在众多的嵌入式领域中得到应用，已成为业界公认的嵌入式微处理器标准。ARM7在整个ARM系列中位于中低端的位置，采用ARM7为核心的嵌入式硬件板作为目标平台，既能让学生从一开始就了解和熟悉业内主流和先进的嵌入式微处理器的知识，又能降低实验系统构建的成本，便于普及。
(3) 基于SH3的嵌入式硬件平台
SuperH(简称SH)是由renesas(瑞萨)公司开发的用于高性能价格比、小型化和高性能功耗比的嵌入式RISC处理器。Renesas也是目前位居业界前列的微控制器供应厂商，其SH系列的嵌入式微处理器在汽车电子、网络设备、办公自动化设备、家用电器、工业设备等领域被广泛应用。
软件平台方面：
(1) 嵌入式操作系统：一种方案是采用开源的嵌入式操作系统作为学习和使用对象，例如uC/OS-II。由于开放源代码，学生能够看到嵌入式实时操作系统尤其是内核的典型实现，能够更好地激发他们的学习兴趣，可自己尝试修改如调度算法之类的内部机制，对于他们掌握好相关理论知识和提高实践水平很有好处。另一种方案是选择商用嵌入式操作系统，这些操作系统厂商可提供针对教育的版本，比如北京科银京成技术有限公司推出的国产自主品牌嵌入式实时操作系统DeltaOS。主流的商用嵌入式操作系统经过了市场应用的考验，在功能、性能、稳定性和可靠性方面都有较大优势，让学生学习了解它们也是有好处的。
(2) 嵌入式软件开发工具：尽量采用集成化程度高的、使用方便、易学习掌握的工具。因为在教学中工具不是重点，但又是实现开发所必需的。选择好的工具能让学生尽快熟悉嵌入式软件开发的过程尤其是交叉开发的方式，尽快跨越工具关，建立起开发环境，以便在有限的课时中把精力集中在嵌入式操作系统、嵌入式微处理器编程、驱动开发、应用软件开发等重点内容上。
基于上述考虑，我们规划的不同方案的实验系统配置如表1所示。
5实验项目体系设计
实验项目的设计遵循下面的一些原则：
(a) 由浅入深，由易到难
(b) 由硬件到软件、自下而上
(c) 由基础到综合、由验证到创新
基于这样的原则，我们设计的实验项目可分为以下类型：
(1) 嵌入式开发环境的建立：包括仿真开发环境的建立、交叉开发环境的建立，让学生体会不同开发方式的要点和差异(包括宿主平台及目标平台的软硬件配置、软件工具的安装及配置、硬件线路的制作及连接、物理连接的验证、逻辑连接的验证等)，掌握开发工具的基本使用，熟悉嵌入式软件运行的载体――嵌入式目标平台；
(2) 嵌入式微处理器编程基础实验：包括汇编指令实验、处理器工作模式实验、存储器实验、I/O接口实验、中断实验等；
(3) BSP及硬件驱动开发实验：包括板级初始化、系统自举程序(boot loader)、实时时钟和定时器驱动、网络接口驱动、键盘驱动、显示(如LCD)驱动、串行总线(包括UART/USB/I2C等)驱动、多媒体接口设备(比如音频)驱动、可编程I/O端口操作等；
(4) 嵌入式系统软件开发实验：比如嵌入式操作系统内核移植、嵌入式操作系统组件(如GUI等)移植、开放源代码的嵌入式内核机制改造等；
(5) 嵌入式操作系统应用基础实验：对嵌入式操作系统尤其是内核的基本管理功能的验证性实验，包括任务管理、信号量机制、消息传送机制、优先级反转及解决策略、内存管理等，帮助学生掌握嵌入式操作系统的基本原理和使用。这类实验比较简单，只突出某一方面的主题；
(6) 嵌入式操作系统应用综合实验：学生在全面掌握基础理论知识和具备一定动手能力后，掌握嵌入式软件开发的过程和方法，将所有的基础软件部件贯穿起来，比如将嵌入式实时内核、文件系统和TCP/IP网络协议栈、嵌入式GUI进行综合应用；
(7) 嵌入式中间件应用实验：比如嵌入式JAVA程序设计、手机Java应用开发等；
(8) 嵌入式系统应用综合设计实验：从底层硬件的扩展和设计，到驱动开发，再到上层应用软件的设计，完成复杂应用开发。帮助学生了解真实的应用，并锻炼自己分析和解决问题的综合能力，掌握系统分析、设计及编程、调试和固化等多方面的技能。
6如何提高实验教学质量
(1) 积累、完善相关素材和配套资料(包括实验教学大纲、参考实验程序、参考实验报告、实验课件、实验教材等)，进行充分的准备。
(2) 规划好实验步骤，规范化实验课程程序，完善相关管理制度，比如：将实验步骤以实验指导书的形式体现；实验前由老师讲解，并演示操作步骤；学生开始实验操作前教师明确实验项目的目标和要求，在实验过程中适时提供指导；实验结束后要求学生按标准格式书写实验报告，教师及时批改和总结。
(3) 根据所配套的理论课程，将实验项目合理组合搭配：在实验教学课时有限以及实验设备资源不是很充足的情况下，为了尽量多地让学生掌握嵌入式软件开发的知识和能力，对上述不同硬件平台和软件版本的实验系统进行选择，对不同类型的实验项目进行组合搭配，以取得更好的教学效果。
(4) 根据实验内容的难易程度和工作量大小，改变实验小组的构成形式。对于简单的和工作量小的实验项目，可要求学生独立完成。而对于综合性和创新性的实验，一般不是能由单个人独立完成的，需要学生们组成设计小组，协同分工，共同完成。
(5) 创新实验考核方式。针对不同类别的实验，采取不同的考核方式。对于一些简单的验证性实验，由教师直接在实验课上考核，在学生完成实验项目后检查其完成情况，酌情打分；另一方面，对学生提交的实验报告进行评价，关注他们是否能提出一些心得体会，以及对实验的建议。对于综合性的设计实验和创新性实验，关注学生个体或团队开展实验的过程，要求他们提交更为详细的实验报告，以及在实验过程中产生的其他工作产品(除了软件程序本身外，还要求有完善的设计文档)，评价他们是否掌握了提出问题、分析问题和解决问题的基本方法，是否具备将相关理论和实践知识融汇贯通、举一反三的能力。
7结语
在现今计算机技术迅速发展和纵深应用的后PC时代，嵌入式系统的应用无处不在，业界对于嵌入式系统开发人才的需求与日俱增。这种人才需求不仅是数量上的，更是品质上的。国内各高校、职业技术学院及培训机构的嵌入式相关理论与实践课程的开设也从客观上证明了这种需求。本文是对作者多年嵌入式软件实践教学工作的总结，希望能给同业者带来一些启示和参考，也作为自身下一步工作改进的基础。
参考文献
[1] 罗蕾. 嵌入式实时操作系统及应用开发[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2005.
[2] 陈天洲. “嵌入式系统概论”课程设计[J]. 北京：计算机教育，2006,4.
[3] 王志军. 解构北京大学嵌入式系统课程建设[J]. 北京：计算机教育，2006，5.
[4] 侯晓峰. 嵌入式系统邀请赛――不仅仅对学生有益[J]. 北京：计算机教育，2006,5.
收稿日期：2007-04-11
操作系统实验报告范文第4篇
关键词 网络安全；实验教学；虚拟机
中图分类号：G712 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）22-0146-03
Research on Experimental Teaching of Computer Network Secu-
rity Course//HONG Yunde，GAO Qiang
Abstract This article introduces the research on experimental tea-ching of computer network security course from the experimental platform building， the experimental project design and the experimental teaching implementation.
Key words network security； experiment teaching； virtual machine
1 引言
计算机网络安全课程是实践性很强的课程，不但要求学生具有良好的理论知识，而且需要具备一定的动手能力，因此，实验课程是必不可少的教学环节。使用实验教学的方法，可以让学生通过实验，加深理解网络安全基本概念、基本原理，掌握目前黑客常用的攻击方法和手段，学会使用当前常用的网络安全工具，提高实践操作能力与应用水平。本文将从实验平台的构建、实验项目的设计、实验教学实施三方面对网络安全实验教学进行探索。
2 实验平台的构建
网络安全实验如果采用真实的网络环境，不仅需要大量的设备投资和场地，而且维护复杂。另外，学生课内外的自主学习会受到设备环境的制约。为了可以在学校的公共计算机机房无损开展网络安全实验，为了能够使学生独立完成实验的操作，引入虚拟机技术――VMware虚拟机软件来构建实验平台。虚拟机是指运行在Windows和Linux计算机（以下称为宿主机）上的一个应用程序，该应用程序“模拟”了标准PC的环境。在使用上，虚拟机同样需要分区、格式化、安装操作系统及网络、安装应用程序和软件，如同一台真正的计算机。
基于虚拟机技术，可以在一台真实机操作系统上建立若干个同构造或异构造的虚拟计算机系统，每个虚拟机由一组虚拟化设备构成，其中每个虚拟机都有独立的虚拟硬件，同时可以随时在虚拟机和真实机之间进行切换、虚拟机和虚拟机之间进行切换。采用这种虚拟机的方式，可在一台计算机上构建出一个小型网络环境，可在虚拟机上安装没有打过任何补丁的操作系统，从而使虚拟机成为网络安全实验的攻击靶机。
基于虚拟机的网络安全实验平台构建采用以下几个步骤：首先，启动VMware Workstation安装软件，安装虚拟
机；接着在安装好的虚拟机上安装操作系统；最后选择虚拟机网络连接方式为桥接，使虚拟机成为网络中一立的计算机，并配置真实机和虚拟机在同一网段，能够互相通信。
3 实验项目的设计
计算机网络安全课程涵盖面广、实践性强，需要做的实验很多[1-4]。设计实验项目的主要思路是：体现实用性，同时在实验中更多地体现未来学生毕业后会遇到的网络安全问题；实验项目在基于虚拟机的实验平台上都能完成，对硬件设备要求较低，在学校普通机房可以实施，同时方便学生课前及课后的自主学习。
设置的实验项目如表1、表2所示，共12个，把这些实验项目写成实验指导书，便于学生开展实验。
4 实验教学实施
在具体实施网络安全课程实验教学时，特别注重规范实验过程，实验过程主要包括四个阶段，分别是实验准备阶段、实施阶段、小结阶段、评估阶段。
1）实验的准备阶段。指导学生阅读实验指导书，理解实验目的、实验原理及实验内容，熟悉实验步骤，并做好实验环境的准备，学习预备知识。
2）实验的实施阶段。指导学生开展实验，通过截图方式记录详细过程和重要的实验结果。鼓励学生多思考，深入分析实验过程中遇到的问题，在解决问题的过程中进一步提升能力。
3）实验的小结阶段。要求学生对实验结果展开分析，写出自己对所做实验的心得体会，并完成实验报告。
4）实验的评估阶段。教师对学生提交的实验报告评分并反馈给学生。
实验过程中，可以将实验教学设计为分组进行，每组学生共同完成实验方案设计及实验内容，一起总结项目及撰写实验报告。比如在攻防实验过程中，可以每四位学生为一个小组，其中两位学生担任进攻角色，模拟黑客攻击，另两位学生担任防守角色，负责保护主机安全。这种小组实验方式可以使学生在实验过程中互相交流、互相学习、互相促进。
5 结语
本文设计了一套完整的网络安全实验项目，着重培养学生的动手实践能力。这些实验项目可通过虚拟机实验平台进行实施，方便了学生课前及课后的自主学习。
实践表明，基于设计的实验项目进行教学，学生能够加深对网络安全理论的理解，掌握一些实际的技能，学习兴趣得到提升，教学的质量及实验效果也明显提高。■
参考文献
[1]廉龙颖.网络安全技术实验教学研究[J].价值工程，
2010（36）：314-315.
[2]曾煌存，宋超荣.高职院校《网络安全与防范》课程实训项目设置研究[J].科技视界，2012（24）：55-58.
[3]蒲晓川.网络安全实验教学探索[J].电脑迷，2013（2）：
73.
操作系统实验报告范文第5篇
关键词：核心；课程改革；设计
一、问题的提出
随着信息技术的发展，移动互联网技术、云计算、物联网技术的广泛运用，企业对高职软件专业人才的需求发生着巨大的改变，目前市场上android开发人员需求量大，供不应求，而传统的高职软件专业培养的Java程序员又无法直接胜任此类工作，高职院校历来以培养符合企业要求的人才是己任，因此，作为计算机软件技术专业，与时俱进，关注技术发展新趋势，解决市场新问题迫在眉睫。解决此问题的关键在于根据市场需求，对专业课程实施课程改革或调整课程设置，将教学重点转到移动应用开发上来。在此大环境下，《操作系统原理及应用》课程也需要进行相应的改革，教学重点不再是理解操作系统如何工作，而应落在移动操作系统――Linux的操作使用上来，即学会使用Linux操作系统，并在此平台下进行应用程序开发。
二、《操作系统原理及应用》课程教学现状
《操作系统原理及应用》课程是软件技术专业必修课， 是培养学生行业通用能力的核心课程之一。本课程的培养目标是通过学习操作系统原理、设计方法和实现技术，操作系统的演化过程、发展研究动向、新技术以及新思想，介绍各种有代表性的、典型的操作系统实例，培养理解操作系统软件本身，具有分析、解决操作系统实际问题基本能力的技能型人才。重理论、轻实践，理论讲解抽象、枯燥，学生普遍感觉难懂，在实际工作中用不上；实践课时少，实训条件有限，开设的实训内容多为检验性实验，学生重复课堂上教师的实践步骤来完成操作，若对实训内容稍加变化，需要学生自己独立思考加以变通才能解决问题时，则感觉困难重重，缺乏创造性。并且在实训课中，一般是三四十名同学一起实训，老师无法各个同学都照顾到，最终形成的局面：会做的同学在认真实验，而不会做的同学则茫然不知所措。对实训效果的监督仍停留在递交实验报告，检查实训结果的层面上，许多同学为了扣除平时成绩，常常拷贝其他人的实训结果，递交的作业很难反映真实的学习状况，老师也难以客观、公正的去评价学生。因此，从课程目标、课程内容、教学方法、教学手段等方面进行教学改革显得意义重要。
三、《操作系统原理及应用》教学改革实践
1、课程目标
本课程是专业必修课， 是培养学生行业通用能力的核心课程之一。在课程定位上，兼顾操作系统的原理、操作系统的组成及功能模块；另一方面注重操作系统在移动方面的运用。专业方向为移动应用开发，学生就业岗位定位为安卓程序员，因此立足于Linux操作系统来进行分析讲解。通过本课程的学习，使学生较为全面地了解Linux操作系统，培养学生运用Linux操作系统的基本技能，奠定在Linux系统上进行移动项目开发的基础，对学生从事嵌入式开发、移动项目开发、移动产品技术支持等工作岗位的职业能力和职业素养起主要支撑作用。前导课程为《计算机应用基础》、《程序设计基础》， 其后续课程为《Android开发技术》、《移动应用软件项目制作》等课程。
2、课程设计思路
该课程为计算机类专业的核心课程，而对高职学生来讲，其应用操作系统的实际技能是所有学生学习的重点。整个课程以实践为主，以Linux操作系统的基础应用和维护为项目任务的要点，不断进行强化训练，最终达到能够熟练控制和使用操作系统的目标，为后续其它课程使用操作系统，进行移动项目开发打下良好的基础。在上述理念的指导下，以学生的职业岗位能力的培养形成为已任，以教学做一体化的模式为要求，开发和设计工作过程系统化的项目化的教学标准和资源，实现基于工作过程系统化的课堂教学。
3、课程内容选取
课程内容选取的依据，一是典型工作岗位的工作任务、工作过程及其所需的知识、技能、素质；二是人才培养目标；三是学生本身的学情。整门课程的教学内容选择Linux的操作运用为载体，将Android操作系统的使用作为知识的拓展，以计算机操作系统的核心算法思想的理解和基本工作原理作铺垫，从工作过程系统化的角度，以项目为指导，以若干具体细节任务为支撑，做到教、学、做一体化。
4、教学情境设计
在对几家知名的软件企业进行调查、分析形成的典型工作任务的基础上，选取Linux的各种实际操作作为课程的载体，在操作过程中，讲解操作系统的基本原理，力求引导学生在软件开发方面对操作系统的使用，加强命令接口的高级操作应用和程序接口的编程应用。同时按照认知规律和职业能力培养规律来整合、序化教学内容，一共设定：认识Linux、Linux的基本应用、典型应用、网络应用、综合应用5个学习情境，在每个情境下根据包含的模块内容又进一步划分为11个子情境，每个子情境对应相应的教学内容，如认识Linux学习情境对应的教学内容为Linux操作系统的安装、登录、使用环境的设置（图形化界面和字符界面）；Linux的基本应用情境从操作系统功能模块的角度入手，包括用户管理、文件管理、进程（作业）管理；典型应用情境则包含的内容是在Linux下安装和使用各种办公软件的方式和方法；网络应用情境包括准确的配置网卡实现上网、各种服务器的配置（FTP服务器、SAMBA服务器、DNS服务器、DHCP服务器、WEB服务器等）；综合运用情境包括Linux下的Shell编程、Linux下的Android编程、C编程等。每个教学情境对应一个综合项目，每个子情境对应一个小的工作任务，每个学生在完成子的工作任务后，组合起来即完成一个大项目，一方面让学生在学习的过程中不畏难，另一方面在完成任务的过程中会有成就感，从而激励自己继续前行。
5、教学方法
在引入每个学习情境时，都是采用的任务驱动教学，即为展示每个工作任务完成时的情境，让学生看到工作完成后的“成果”，继而以此为目标，逐步分解任务，划分若干个子任务，分析完成子任务需要具备的理论知识，进而进行详细讲解，基本的做法是需要用到什么就讲什么，知识的延伸放到课外，让有余力的同学自主完成，遇到困难再求助老师。
在教学过程中，将整个班级划分成若干个学习小组，强弱搭配，并确定好每个同学的角色，工作任务以小组为单位完成，由组长统筹规划每位的工作任务，一起分担学习中的困惑，定期交换角色，实现角色轮换。课程考核时以小组为单位，进行汇报、讲解，老师在进行课程考核时，既考虑每个同学在小组中单个的表现，也考虑小组的综合表现。
在实践教学环节，我们借鉴“微课”、“翻转课堂”教学，事先将实训任务到世界大学城空间、QQ群、百度云空间中，并将操作过程录制成视频、动画及配套的教学资源，也随着实训任务一起在打包到网上，并要求学生在实训课前进行自主学习。在实训课堂上进行任务分解，学生设计实验方案，自行完成实验，在实验的过程中遇到问题可与其他同学交流、讨论，实在解决不了，可求助于老师，并完成实验报告的书写，并在小组内推选组员进行实验的回报；教师在实验室中来回巡查检查学生实验的情况，听取每个小组的汇报，对于共同存在的问题，进行集体讲解，引导学生进行讨论。学生一方面展示实验成果，另一方面在参与讨论、听取老师的讲解后，进一步完善、优化实验及实验报告。
在课程考核方式上，不再是传统的试卷，而是以“过程考核+技能考核+期末考试”来综合评价学生对于该课程的学习情况。过程考核包括平时上课迟到、早退、旷课情况，课堂讨论的参与度、小组汇报的表现等；技能考核以项目考核为主，即以项目为单位，提前设置几个项目，小组随机抽取试题，以项目答辩的形式来进行考核；期末考核则注重考核学生对理论知识的掌握程度，全面、综合地考核学生。
四、结束语
《操作系统原理及应用》是一门操作性很强的课程，通过分析目前的市场需求，重新定位课程目标，选取课程内容，设定教学情境，采用任务驱动式教学，在实践课程环节，引入“微课”、“翻转课程”教学法，通过一学期的教学实践检验，学生在学习态度、协作精神上有明显的改善，学习积极性方面也有明显的提高，当然在实践中还存在一些不如人意的地方，希望今后改进，进一步提高教学质量。
参考文献
[1]郁红英，王磊.浅谈操作系统实践教学[J].实验室研究与探索， 2013，32（10）：434-437
[2]李海龙，邓敏杰，梁存良.基于任务的翻转课堂教学模式设计与应用[J].现代教育技术，2013， 23（9）： 46-51
[3]张其亮，陈永生.翻转课堂在操作系统实验教学中的应用研究[J].实验技术与管理，2014， 31 （12） ： 173-176
[4]尹华，肖随贵，毛敏.高职Linux操作系统课程教学改革实践[J].教育与职业，2011，1：156-158
操作系统实验报告范文第6篇
基于以上基本原则，来设计实验案例。Linux操作系统实验课程总计16学时，我们一共设计8个必做实验案例。这个8个案例要在实验课时内完成，除此以外还设计8个选做案例，8个选做案例可以选择完成。实验案例的设计结果如表1所示。其中的案例分为3种类型，验证性实验、设计性实验和综合性实验。通过系统安装、常用shell命令使用、系统管理和网络管理验证性实验案例使学生掌握Linux系统管理的基本技能，通过shell程序设计、系统编程和gcc编程设计性实验案例提供学生系统管理和维护能力，通过gcc编程等综合性实验案例提高学生Linux系统程序开发综合实践能力。
二、实验考核办法分析
实验考核是Linux操作系统实验课不可缺少的重要组成部分，通过考核反映实验教学水平、实验效果和学生掌握基本知识的状况和具有的实验技能，使学生重视实验课程的学习和实际操作，通过实践环节加强实践训练。Linux操作系统实验课程成绩由学生出勤、实验报告和学生上机表现三部分组成，学生出勤和报告占实验成绩的20%，而学生上机表现占实验成绩的80%，也就是考核时更注重学生实际操作能力。考查学生上机表现能实时跟踪学生的学习状况，了解学生对系统的掌握情况。对于验证性实验，我们采用针对实验步骤对学生提问的模式进行考核;对于设计性实验，主要考核学生是否掌握程序设计思想;对于综合性实验，主要考核学生的综合实践能力。检查学生的程序调试运行情况时，不仅要查看程序运行结果，还应注重实验中间环节，更加客观评价学生［8］。
三、实验课程总结分析
实验过程我们选取虚拟机运行模式，采用Vmware虚拟机，Linux采用Ubuntu12．10，Linux内核3．5。应用以上实验案例，开展了Linux实验课程，值得注意的问题主要包括以下两个方面。
(一)学生呈现两极分化现象
在实验进行过程中我们发现学生呈现两极分化。由于本课程设在第7学期，学生已经是大学4年级，少数学生平时就有过使用Linux操作系统的经验，其他大部分学生对于Linux平台比较陌生，几乎没有使用过。于是，我们照顾到大多数学生情况，按照实验大纲的内容完成实验内容，而对于有使用经验的学生我们则通过进一步完善选做实验案例，增加Linux源码分析和QtDesigner开发工具等选做案例来满足其学习需要。这样，可以利用Linux的开源特性加深学生对操作系统原理、系统与技术的理解和掌握，进一步提高学生编制大型应用系统的能力。
(二)案例要不断充实与完善
随着计算机技术的快速发展，Unix类操作系统也在不断地发展和更新，Linux操作系统作为一种面向多领域的开源操作系统其应用范围不断扩展，所设计的案例应及时体现出这些变化，因此案例的设计并非一劳永逸，必须紧跟形势、与时俱进，不断地改进与完善。
四、结束语
通过实验课的实践检验，我们设计的实验案例能够满足学生培养目标的需求。以前没有接触过Linux类操作系统的学生，通过理论教学和实践教学，已完全掌握该操作系统运行环境的应用程序的使用方法，并基本掌握Linuxshell程序设计和Linux环境编程思想。以前已经对Linux类操作系统有所了解的学生，通过本课程的学习，强化了Linux操作系统的原理思想，进一步掌握了Linux环境下各种编程工具的使用方法，逐步具有了Linux程序开发人员的基本素质。
操作系统实验报告范文第7篇
关键词：创新驱动；操作系统；实验教学；改革
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671-0568（2012）11-0116-03
一、引言
操作系统是计算机专业重要的核心课程，是一门理论性和综合性较强的学科，该课程的理论学习是理解计算机系统工作、用户与计算机系统交互和设计开发应用系统等基本知识结构的重要途径，而其实验教学则是学生得以深入理解和验证课堂教学内容的直接和有效手段。
操作系统实验教学能强化学生加深理解操作系统的概念、原理、组成等基本知识，能拓宽学生编程思路，培养动手操作能力与分析综合能力，所以实验教学的质量将直接影响学生的实践能力、创新能力、合作能力等。[1]在创新驱动战略的指引下进行操作系统实验教学的改革，面向市场不断创新实验教学的各项机制，提高学生的创新能力和实践能力，使实验教学、人才培养和服务社会有机融合、协同发展，培养更符合就业市场对计算机类技术应用型需求的人才。
二、操作系统实验教学现状及存在的问题
1.实验教学的重视度不够
在教育教学中，大多数的实验教学往往附属于理论教学，对学生的实验能力和创新精神的培养不够重视。而学生在实验环节中过于随意，学习纪律涣散，迟到、早退、旷课、请假等情况屡见不鲜。由于实验教学落不到实处，导致学生动手实践能力薄弱，创新能力差，缺乏适应企业需求的专业知识和实践能力，造成了学生就业困难的局面。
2.实验教学内容设置问题[2]
操作系统课程的实验教学内容主要是围绕教材中的主要算法进行验证性的实验，但是仅仅靠这几个算法很难让学生直观地理解众多抽象的概念，且学生在这些实验中学习的方法和技能并不能应用到实际项目开发中去，实验成为一种形式，理论与实践脱离严重。
3.实验教学平台的选择问题[1,2]
操作系统课程的实验教学环境选择较难，大部分的教材都是以Unix系统为例，但是Unix安装成本较贵，不太适宜用于学生实验。Windows系统是学生较为熟悉的操作系统，但是其大部分源代码不对外公开，学生实验时无法深入到操作系统内部进行学习和探究，不利于学生对操作系统的工作原理的理解。选用Linux作为实验操作系统，又因为学生对Windows系统较为熟悉，大部分没有接触过Linux系统，思维定势难免会给学习和认知带来难度，因而也限制了学生对操作系统工作原理的理解和创新能力的培养。
4.实验教学类型和手段的单一[3]
目前的实验教学大多是验证型和仿真型的，注重的是理论知识的检验和证明。这种实验以教师为中心，学生完全按照教师的意图进行实践操作，缺乏自己的思考和创新过程。实验教学没有发挥其应有的作用，还直接影响到学生的学习兴趣和积极性，也因此使学生的创新思维和能力的培养和提高受到了限制。
5.缺乏高水平的、双师型的实验教学师资队伍
高校教师大多是从学校到学校，缺乏校企沟通的理念和环境，缺乏企业工程化的实践工作经验，因而无法保证对学生的操作技能进行有效的指导，直接影响实践教学的效果和应用型人才的培养。
针对上述操作系统实验教学的现状，笔者结合学校“第四批精品课程立项项目”――计算机操作系统课程建设中的实验教学的改革实践，提出了创新驱动战略下实验教学体系改革的思路以及一些具体的措施。
三、创新驱动战略下实验教学改革思路
1.推进产学研合作，构建实验教学改革的条件
建立产学研技术创新战略联盟，为实验教学体系结构的改革提供有力的支持。具体包括两个方面的创新工作：
（1）创新制度建设，搭建高校和企业合作的外部环境。建立高校教师到企业挂职制度，改善教师的专业知识结构，通过结合技术创新的实践，提高专业技能、积累经验，从创新过程中加深教师对产业的认知。同时建立流动编制，从企业聘请集工程理论与技术专长为一体的工程师进行实验指导，并在制度上促进这一机制的形成。这种制度建设的改革，培养了高素质的、“双师型”实验师资队伍，使实验教学教师的知识结构与时俱进，从而保证了实验教学的质量。
（2）创新科研思路，将实验教学与科研进行有机融合，促进产学研合作机制的可持续发展。以科技或市场为驱动，加强与企业的联系，主动找准企业的关键点和兴趣点，建立以企业需求为导向的科研项目。同时将科研与实验教学相结合，以综合性的工程实践项目为主线，围绕综合实践项目内容将项目模块化，按照操作系统功能的五大模块：进程管理模块、存储管理模块、文件管理模块、设备管理模块、网络管理模块分配到实验教学内容各环节中，从而将实验教学与科研实现有机的融合。在提高教师的科研水平和业务水平的同时，实验教学的效果和质量得到了显著提高，实验教学内容也更加贴近了产业技术对人才的需求。
2.创新实验教学过程，分层次教学，逐步培养学生的学习能力
单一的验证型实验教学并不适合培养学生的独立设计能力和综合运用知识的能力，所以要创新实验课程内容，精简基础和验证性实验，增加模拟设计性、规划研究性和开放性的实验，使实验教学内容的层次分明。
在不同阶段实施不同的实验内容和形式，让实验教学循序渐进完成，以达到最佳实验效果。具体实验教学过程为：
（1）认知学习实验阶段。这种实验主要是验证型实验，包括基本的应用级和系统管理级的实验。如，操作系统的安装、文件操作等，实验中以教师辅导为主，教会学生如何安装虚拟机、如何加载虚拟机镜像、熟悉操作系统各项功能、掌握文件操作命令等。
（2）设计性实验阶段。以学生自学为主，学生自己编程模拟实现操作系统的某些功能模块。主要的实验有：动态优先权进程调度算法、时间片轮转调度算法、页面置换算法等。当学生遇到问题时，并不直接替他们排除故障，而是提出产生故障的几种可能性，鼓励学生提出问题和不同的见解并自行加以解决。例如，在动态优先权进程调度算法设计实验中，学生的设计思路不明确时，可从几个方面来帮助他们理清思路：是否考虑了进程的阻塞时间、在运行进程已占用CPU时间以达到所需运行时间时是否进程还未到达，等等，提出多种可能的情况，让学生自行思考、设计并解决问题。
（3）研究创新性实验阶段。在进行设计性实验后，学生已经从书本逐步走向实践，消除了对编写软件系统的心理障碍，提高了编程水平。此阶段是以提高素质为主，激发学生创新思维能力，强调的是主动研究式的实验学习过程。可选的实验内容较多，如进程创建、内存分配、文件的读/写等，教师给出其中较为有意思部分的源代码，要求学生阅读，然后让学生在此基础上自行提出课题和基本思路，并利用图书馆、网络等查找相关资料后独立完成。学生在这种研究性学习过程中主动获取知识，开动脑筋进行课题的思考和设计，因而有效地培养了学生的创新精神和实践能力。
（4）开放性实验阶段。[4]最后，安排学生进行开放性实验，培养学生的主体作用和主动学习能力。可让学生自成小组，在虚拟机平台上，从裸机开始，通过实例利用汇编与C语言编写一个小型的操作系统的框架，包括处理机管理、存储器管理、文件管理和简单的设备管理。团队协作分析和设计仿真操作系统的架构和各项功能、制定实验计划、编写代码并注释说明、分析实验结果、撰写说明书和实验报告，最后由团队统一提交。这样的实验有助于学生把握操作系统的精髓，真实地消化书本知识，同时培养和提高了学生自主学习能力、独立思考的探索精神和团队协作的能力。
3.创新实验教学方法和手段，激发学生的兴趣
在实验中创新实验教学方法和手段，使用多样的教学方法和手段并灵活应用来提高学习的积极性、激发学习的兴趣。
（1）借助合适的实验平台。在实验教学平台选择上，采用的是在Windows操作系统上运行虚拟机方式，利用一些虚拟机软件，如VisualPC，再运行Linux系统。通过学生较为熟悉的Windows操作系统的相关功能来对比学习Linux操作系统，这样的实验平台更容易让学生更易掌握和理解操作系统的工作原理。
（2）多媒体辅助实验教学。利用多媒体技术为实验教学提供交互式教学环境，让学生清楚实验的内容、重点、目的等，促进学生对知识的学习兴趣和热情。例如在银行家算法实验中，可以设计动态的场景，借助多媒体的应用，让学生充分了解在该实验中什么情况下会发生死锁现象，又如何设计实现安全状态来避免该现象的发生等。
（3）启发式实验教学。实验教学中可采用启发式的教学方法，加强学生对抽象知识的理解和掌握。例如在操作系统教学内容中有多处调度算法，如进程调度算法、虚拟内存的页面调度算法、磁盘调度算法等，在实验教学中可采用对比分析的启发式教学方法，让学生对不同内容的调度算法进行比较，从而对实现操作系统课程教学的目的起到很好的促进作用。
（4）案例驱动式实验教学。实验中通过具体案例来挖掘学生的创新潜能，要有意识地从应用及工程实践的角度，用案例、项目的方式对实验内容以多角度描述，然后让学生在案例基础上进行改进和创造。如，将开源操作系统Linux作为实例教学，引导和帮助学生进行深入分析，通过案例分析和“做中学”，使学生深刻理解操作系统中的原理和算法和实现技术，让学生在内核中添加或修改功能。培养了学生的创新能力，同时也培养了学生对系统软件进行分析、设计和开发的能力。
4.创新实验教学考核评价模式
探索、创新更加合理的实验教学考核评价模式，不再单纯地以上交的实验报告为最终成绩的评定。具体的方法有：提高实验成绩在总成绩中的比例，使得学生更加重视实验教学；对不同阶段的实验题目设置一定的权重，学生根据能力选择题目；深入学生实验项目中，随时提问，考察学生的学习态度、设计思路等；程序验收时，抽选部分学生进行答辩，考核学生的学习效果；结合学生平时的各项表现，批改实验报告，给出实验教学最终成绩。
四、结语
操作系统实验教学活动可以帮助学生加深对操作系统原理和算法的理解和掌握，让学生通过实验过程体会到计算机软硬件体系结构和操作系统的关系，以及计算机体系结构对操作系统发展的影响等。我们在学校立项的精品课程建设项目中，立足本校，更新实验教学理念，深化实验教学体系结构的改革，培养学生对技术发展的跟踪意识，提高学生的学习能力、实践能力、创新能力，锻炼他们的团队协作精神，以达到与企业的无缝链接，为社会培养能适应市场需求的创新型与技能性的计算机专业技术人才。
参考文献：
[1]孙述和等.操作系统实验教学研究与探索[J].计算机教育,2010,(1).
[2]张其亮,韩斌.操作系统课程实验教学改革探析[J].计算机教育,2010,(7).
[3]叶俊民等.“操作系统原理”理论与实践课教学研究[J].实验技术与管理,2010,(27).
操作系统实验报告范文第8篇
1.传统实验报告的局限性
传统的实验报告手册［1］内容主要包括实验目的、实验原理、主要试剂与仪器、实验装置图、实验数据记录与处理、结果与讨论等，适用于验证性实验，学生在完成实验报告时只是机械地罗列实验内容，不加思考，更谈不上分析和讨论实验中出现的现象，因此无法对整个实验进行更深入的理解和思考，严重遏制了学生探究思想的形成与发展。随着学生整体素质的不断提高和科学技术的日益发展，传统的实验教学方法和模式急需改进。
2.论文式实验报告的内容及要求
论文式实验报告［2］要求以“小论文”的形式书写实验报告，是指学生自己通过图书、上网查阅相关资料、文献，在了解实验目的的基础上，自行设计实验方案，进行实验操作，通过讨论与分析探究事物的本质，然后撰写成汇报性书面材料的过程。但是，实验小论文在课题的选取、讨论的深度、范围、引用文献等方面又不同于专题论文。它规模小，可减少学生因为撰写小论文花费的精力与时间，但是丝毫不影响学生独立获取知识、查阅文献能力的培养，也不会减弱探究的兴趣。因此，它更加适用于探究性实验、家庭实验等研究性实验。
论文式实验报告的书写应体现出科学性、理论性、创造性和探究性，要给学生思考、选择和发展的空间。论文式实验报告［3］的主要内容与书写要求包括以下几个方面。
2.1实验课题。
教师可以给出与探究性活动相关的多个课题，由学生选择感兴趣的某个课题进行研究；同时，在论文的前言部分阐明选题的意义和目的。
2.2实验原理。
概括与实验装置或操作系统、操作规程以及实验对象等密切联系的理论知识。
2.3实验方案。
查找资料了解与该课题相关的信息，自主地发现问题、提出假设、结合实验原理设计实验方案。
2.4仪器与药品。
学生根据自己的实验思路和设想自主选择所需的仪器与药品。
2.5实验部分。
按照设计的实验方案，完成实验操作，记录实验现象。
2.6实验结果与分析。
对结果作详尽的讨论与分析，探究事物的本质。
2.7实验结论。
一般阐述本文研究得到的结论或创新之处，以及本文研究的不足之处或遗留的未予解决的问题。
2.8实验反思。
谈谈实验的收获和体会，以及实验中存在的问题和解决的方法。
2.9实验参考文献。
在小论文后列出参考文献，指明引用资料的出处，反映出真实的科学依据。
3.论文式实验报告的优点与可行性
3.1有利于培养学生独立获取信息，以及加工信息的能力。
在做探究性实验之前，明确实验目的、设计科学的实验方案是探究活动成功的关键所在。因此，实验前学生要通过查阅、收集和整理与本次实验相关的资料，选择探究的课题。通过小组讨论，初步设计实验方案，写出预习报告，指导自己的探究活动。
例如，在探究醋酸除垢效果的课题时，我引导学生做好实验前的准备工作，如查阅资料了解水垢的主要成分，有关各物质的溶解性能，以及不同浓度的醋酸溶液的配制方法等信息。结果，学生自己了解到了许多基础知识并提出了很多假设：①醋酸的浓度越大除垢效果好；②醋酸浓度太大效果不好，浓度太低效果也不好，可能在某合适的浓度时效果最好；③温度越高除垢效果越好；④温度太高效果不好，温度太低效果也不好，可能需要合适的温度；⑤水垢的主要成分是CaCO3；⑥水垢的主要成分是CaCO3和Mg（OH）2，等等。学生在提出假设的基础上，思考实验的化学原理，然后，进行小组间的合作与交流，初步设计了简单的实验方案。
3.2在将知识和技能进行融会贯通的活动中提高学生的科学素养。
探究性活动对学生来说充满着未知与挑战，学生难免会在实验中遇到各种理论知识和操作技能方面的挫折和困难，教师要引导学生正确认识实验探究过程中所遇到的挫折和困难，激励学生勇于探索，发挥自己和团体的创造性。例如，在醋酸的除垢实验中，学生就遇到了以下难题：①配制多大浓度的醋酸溶液，以及配制几种不同浓度的溶液；②水垢与醋酸溶液的用量分别定为多少；③除垢时是否需要搅拌，如何搅拌；④反应温度控制在多少摄氏度，以及如何控制温度；⑤根据什么标准来衡量除垢效果的好与坏，等等。可见，只有学生在实验中不断摸索，才能拓宽思维，不断地改进实验装置和实验方案。在得到可靠的实验数据后，学生还要结合数学知识处理数据、绘制曲线、分析曲线等过程才能得出除垢的最佳条件。在整个活动过程中，学生不断地发现问题、解决问题，体会了学科间、知识与技能间的联系，体验了成功的乐趣。因此，论文式实验报告的撰写过程可以培养学生从多学科、多维度思考问题，以及综合应用知识和技能解决实际问题的科学素养。
3.3有利于学生表达自己的观点，提出自己的见解。
探究性实验重在对学生进行探究过程、探究方法、探究思路、动手实践能力和创新精神的培养，而这些能力的提高要靠学生在实践中不断探索、总结经验和自我反思的过程中逐步达成。因此，实验报告中要重视学生对实验进行全面的归纳和反思，如让学生谈谈实验的收获、体会和实验中存在的问题、解决方法，等等。这样便于进行小组间的合作与交流，使学生养成自主学习、合作学习和探究学习的良好素养。
3.4有利于及时反馈教学效果，便于师生交流，调整教学计划。
通过让学生书写实验讨论与反思，教师可以在第一时间了解学生对知识和技能的掌握情况，了解学生的思维品质，这便于教师调整教学计划，优化教学效果。例如，通过对醋酸除垢实验报告的总结，可以看出多数学生绘制出了除垢所需时间与醋酸浓度的关系曲线，知道了醋酸溶液的除垢效果与醋酸浓度的关系，还有部分学生不会用数学知识去处理化学中的问题，对知识的应用不够灵活。因此，教师在以后的教学中要设计一些有关定量方面的实验，有目的地训练学生处理数据的能力。
总的看来，小论文比传统的实验报告更为灵活，且简单易行。它不仅可以保留传统实验报告的基本功能，而且可以限制学生的抄袭，有利于促进学生进行独立思考和操作，发展学生的个性。另外，在探究活动中随机出现的问题能激发学生的好奇心和实验热情，这有助于增加学生的思考空间和思考深度，增强创新的意识和能力。近年来，我们在探究性实验教学方法的革新上不断探索，在教学中将传统的实验报告改进为实验小论文的模式，并在学生中开始试行，教学效果明显优于传统的实验报告。因此，教师要更新思想，精心设计合适的探究性实验，指导学生书写论文式实验报告，逐步培养学生的科学探究素养。
参考文献：
［1］许遵乐，刘汉标.有机化学实验［M］.广东：中山大学出版社，1998：21-22．
［2］谈春霞．有机化学实验报告的革新探索［J］．实验室研究与探索2006，25：233-234．
操作系统实验报告范文第9篇
关键词:实践课程;教学方案;程序设计;软件技术
1课程目标
培养实用型、创新型人才,提升软件研发能力,构建系统、完善的理论及实践专业课程体系架构,一直是计算机专业课程和专业基础课程的根本目标。为积极落实计算机学院计算机科学与技术专业的专业培养目标,强化对学生应用编程实践能力的体系化培养,进一步构建、充实计算机软件、硬件紧密结合的基本知识架构,贯彻系统、可持续发展的培养思路和课程体系,在C语言程序设计、面向对象技术、计算机基础等先修课程基础上,加强学生软件开发能力的培养,设置并开设程序设计实践课程“计算机设计项目实践”。
课程设计方案针对专门的实用编程技术及其应用实现方法,进行特定系统功能的设计,确立实现方法,完成程序编码与调试。进一步加强程序设计基础理论技术的掌握,提升程序设计的深度和难度,培养学生设计实现较大程序的能力。为专业素质和能力的培养奠定扎实基础。
本课程的设计项目对方案设计目标、设计内容、设计思路、实施基本方法进行系统规划,学生能够了解面向具体应用的程序设计基本方法,明确系统功能、设计、实现的基本流程,理解一个实用应用程序的基本架构,掌握设计实现的应用程序的运行流程。在选择C语言编程环境及其方法的基础上,能够基于库函数或类库函数接口,运用具体编程方法,完成应用程序的设计、编码等开发工作。选择学生感兴趣的项目,构建用户自己的应用程序代码,达到熟练运用编译环境工具、开发较大型应用程序的目的。
课程方案设计的基本原则在于,通过精选应用系统的需求分析、功能设计、编码、实现、测试、提交等基本环节,展现软件开发基本过程,运用实用编程技术及其应用实现方法,培养学生实际开发经验,提升学生应用编程实力,巩固学生程序设计基本规范、基本流程的理解和实现技术,达到充实程序设计的应用知识体系、激发学生的学习兴趣和主动性、开拓学生的专业视野和实际工作能力的目的。
2教学方案设计
2.1应用系统的设计
通用操作系统的文件系统为用户数据的存储和读写等提供必备支持,应用程序设计也需要有关文件操作功能的支持,文件系统及其各项实现技术具有实用价值,C语言程序设计课程中,文件系统相关章节对文件的基本操作、编程接口、实现方法等内容进行了简要介绍,学生具备一定的理解文件系统功能和处理文件的知识基础[1]。
参考相关资料,使用高级语言实现的一个文件系统,作为一个应用原型系统,基于该系统,完成软件项目设计的各个过程[2]。
首先通过分析文件系统基本功能,理解文件系统的设计步骤,及设计实现一个简单、功能完善的模拟文件系统SMFS。该文件系统功能包括文件操作、文件存储管理、文件系统一致性和容错性管理[3]。
SMFS文件系统采用C语言设计实现。通过分析原型程序的数据结构设计、算法设计实现,掌握该应用软件的模块划分与集成,掌握编译环境、运行环境的构建与使用。
首先对现有原型系统初步改错并进行调试,查看运行结果,分析并找出原型系统仍然存在的问题。
再根据所设计的文件系统应用程序方案功能,进行设计和修改,对应用程序进行二次开发,完成应用程序的设计、编码、调试、运行。
方案的实施使学生应用能力得到锻炼和提高。学生可了解软件开发规律、开发思路和实现技术。
2.2开发平台的选择
使用PC机、Windows操作系统、高级语言编译工具及其环境,作为硬件、软件开发运行平台。选择Turbo C或 Borland C作为编译工具。开发、运行平台易建。原型软件程序已通过初步调试,可运行,为学生的调试、二次设计、开发提供有利支持和保证。方案可行性、可操作性较强。
3教学内容
3.1文件系统分析
以UNIX操作系统文件系统为例,对文件系统管理数据结构及基本构成进行必要分析,了解文件系统基本工作方式及其功能实现的基本方式。动手实现一个模拟文件系统――文件应用系统。
3.2文件应用系统规划
文件应用系统设计功能包括,提供一个文件操作接口函数库,基于该函数库实现一个简单的文件系统,提供高效的存储管理功能。该文件系统提供较好的容错性能,系统崩溃时进行数据的一致性检测,确保数据不丢失。
基于文件函数库的基本文件操作函数,设计实现一个简单的单用户文件系统。文件系统功能设计简化为以下几个模块。
Naming:将文件名映射为文件占用的磁盘块,空闲磁盘块管理的内存与磁盘数据结构,称为磁盘空闲表。该表可跟踪磁盘上每一个磁盘块分配使用情况,该表永久存放在磁盘上,文件系统启动时放入内存,指导文件的空间分配。
Allocated:磁盘块的分配记录,即文件系统的物理组织。采用索引节点方式进行文件分配磁盘块的管理。每个文件拥有唯一I节点,每个文件的属性信息存放在该文件的I节点中。此外,目录文件中包含该目录下子目录名及其I节点或文件名及其I节点,用于按目录逐级查找,将文件名映射到I节点上。
文件操作包括:创建文件;修改文件;删除文件等。
容错性、一致性的设计。文件系统的恢复策略。确保文件数据的完整性、持久性。
3.3文件应用系统数据结构设计
全局数据结构包括:文件系统文件最大数量;文件系统最大空间;文件系统操作提示符――字符串;文件系统名称――文件名表示;文件系统文件指针;文件I节点――结构体类型;文件I节点指针;文件I节点表――数组。
3.4文件函数库设计
文件系统应能永久存储数据,物理上存储数据的是磁盘。为简单起见,使用一个文件模拟磁盘。将文件磁盘块大小设定为4KB,每个磁盘块有唯一编号,每个文件以磁盘块为单位存储数据。
磁盘函数库模拟真实的硬件接口,设计为函数实现,函数接口提供良好的调试接口,为将磁盘驱动器接口映射为模拟的磁盘函数库函数接口。磁盘函数库设计如下函数:
void creat_file_system()
函数功能:创建一个文件,包括文件管理数据和实体数据结构,表示文件系统。
void open_file_system();
函数功能:打开或创建文件系统,错误返回error;正确则返回文件系统指定的文件管理数据和实体数据结构位置指针。
int new_a_file(char *file_name)
函数功能:搜索文件系统,查出可用空闲管理块,存入指定文件名,返回管理数据位置指针,否则,返回-1。
int del_a_file(char *file_name)
函数功能:搜索文件系统,查出指定文件,从文件系统中删除该文件,返回该文件位置指针,否则返回-1。
void list()
函数功能:搜索文件系统,只要文件名不为空,输出文件名和文件长度,文件计数。
int open_a_file(char *file_name)
函数功能:搜索文件系统,如指定文件存在,返回指定文件所在的序号。
int offset_by_i(int i)
函数功能:返回第i个文件在文件系统存储空间的偏移量。
int write(char *file_name,int offset,char *str,int count)
函数功能:打开文件file_name,写入文件,写入文件系统管理块信息。
int read(char *file_name,int offset,int count,char *str)
函数功能:打开文件file_name,读出该文件字符串内容。
void print_help()
函数功能:输出系统文件操作提示信息,供用户选择。
int main()
函数功能:启动文件系统,进入帮助界面,用户可以输入各项操作代码,循环执行对应文件操作,或结束系统运行。
合法操作包括:①创建文件系统;②新建一个文件;③删除一个文件;④显示文件列表;⑤写入文件;⑥输出文件;⑦退出文件系统。
3.5应用文件系统运行分析
测试中,查看存在的设计缺陷。如,文件系统中文件数量的检测和控制;文件长度的检测和控制;文件系统启动确认等[4]。
3.6应用文件系统的再设计方案
根据学生对原型系统的理解和掌握程度进行自行设计。测试改进方案的系统运行的完善性和健壮性。
4教学过程
本课程课堂授课课时为8学时,上机实践学时为24学时。教学采用讲课、上机交替进行的方式。便于学生及时把教师交付的每个任务贯彻落实、设计实现,教师能将学生实践中出现的问题,利用课堂教学及时反馈、说明、给出指导意见。
教师在授课期间,对设计方案的设计思想、设计方法、实现系统功能、实现技术及方法、编译运行环境等进行简要讲解、说明。学生在上机实践环节过程中,完成项目方案的设计实现,通过接受教师检查、验收、答辩等环节,提交实验报告。锻炼和提升分析,设计,文字、语言表述,实现,工具运用等能力。
该方案教学过程可设计为三个阶段。
4.1授课内容设计
该阶段完成进行系统开发的技术理论、程序架构、软硬平台搭建等准备工作。从项目设计目标、方案设计、实施过程及要求、编程技术分析、系统功能等方面进行授课。指导学生奠定扎实基础,为进行下一阶段的实践作好准备。为了比较系统全面了解有关软件开发的基本概念、基本过程,设计授课内容按系统功能驱动的方法展开,紧密结合实现编程技术,引导学生逐步系统了解开发一个特定应用系统所必需掌握的基本概念和基本技术。
教师在8学时的授课中,首先向学生明确说明方案系统的功能,然后进行功能的分解,直至完成模块的划分,讲解需要的编程技术,实现模块功能,学生在此基础上,设计模块内部的算法流程,并实现、调试、运行软件系统。
4.2实践内容设计
上机实践24学时。实践环节以课题组模式进行工作,利于互相帮助,培养合作能力和意识。学生以课题组为单位进行方案论证、设计、开发环境构建、分工、单元开发、调试、系统运行,完成项目实践报告的编写。组长是项目主持人。该过程能使学生明确软件开发的各个环节,结合自身条件对每个环节进行自己的设计实现。课题组学生可按以下实施内容及步骤开展工作,并按计划接受教师的检查和评估。
每2人自由结为一个课题组。可以均衡学生的能力,达到互助的目的。确立方案的功能及设计基本方法,设计模块函数功能及其编程接口。
安装开发环境、调试开发工具。对于开发使用的 C/C++语言环境及工具、函数等作必要的调试。
分析设计系统功能,划分每位同学的模块分工明细。完成各自的功能模块设计、编码实现、调试,并接受教师检查、评估。
课题组完成系统集成调试。提交调试报告和系统使用说明书,并接受教师软件验收。
项目实践上机环节的内容可操作性强、实施要求具体、目标明确,便于对学生的研究能力、协调协作能力、软件系统分析设计能力、编码能力,解决问题能力、语言、书面表述能力等作一个综合的培养、评价、考核。
5评价体系
对学生方案设计实现的评价,旨在通过实践的各个环节的监督检查,深入了解学生的进展情况、方案实施效果、出现的问题等,为学生提供指导、建议,考核设计与实现结果是否达到方案目标的要求。
针对项目实践课程的目标和特点,必须规划、确立学生成绩评价标准。否则,课程开设效果难以保证。对学生方案设计实现的评价,旨在通过实践的各个环节的监督检查,深入了解学生的进展情况、方案实施效果、出现的问题等,为学生提供指导、建议,考核设计与实现结果是否达到方案目标的要求。
课程实施过程分为:课堂教学,课题组完成系统分析设计的理解、模块功能设计与划分、编程实现与调试、软件验收、答辩等。
学生成绩评价体系设计根据每位学生的各个部分的实施情况进行评估。学生应提交规定格式、内容的文档、实验报告,完成编码、调试、软件验收,学生在阶段检查时对设计实现内容进行讲解、答辩。答辩对学生的系统总体设计模式与运行模式进行考核,确认学生是否对软件系统的设计流程、运行流程及其出现的问题,有全面的理解。敦促学生全面系统地完成项目实践整个实施计划与实施过程。
学生成绩评价体系包括文档成绩评估设计和软件验收答辩两个部分。
文档成绩评估设计。组长及其组员负责组织编写实验报告,实验报告的详细格式及内容的规范要求见附录。其中包括分析设计、系统调试、系统运行手册、设计实现的模块和调试等内容。根据实验报告的可读性、创新性、结构内容完整性、工作量等因素,评估每位学生的文档成绩。
软件验收答辩。根据教师提出的系统需求和设计方案建议,以课题组为单位进行系统分析设计,每人独立进行模块详细设计及编码调试工作,根据提交的模块设计实现文档和调试文档,学生对模块使用的数据结构及算法设计进行讲解、答辩。教师根据讲解简明、思路清楚、工作量饱满、使用技术有独到之处等方面给予成绩评定。根据提交的实验报告进行软件系统验收,根据系统的运行功能实现、界面设计、编码技术运用等评估学生的验收成绩。考核分值分布如表1所示。
表1考核分值分布表
考核内容百分比
系统分析设计报告10%
模块详细设计报告10%
原运行系统调试报告15%
系统调试报告用户手册15%
阶段检查25%
验收检查25%
6教学文档及环境支撑
计算机设计项目实践包括24学时的上机操作,需要完成课程软件系统开发与文档组织编写,是以学生自主完成为主,教师指导为辅的实践过程。为配合师生的需求,提高学生的工作效率,支持文档的编写、系统的设计实现、编码、调试等诸多具体要求,一个方便实用的文档及具体要求支持体系十分必要。教学文档可提前提交给学生参考,一般包括:①授课教案;②实验指导书;③应用软件开发环境;④课程实践环节参考手册;⑤网上教学资源平台;⑥教学大纲;⑦实验大纲;⑧授课计划;⑨实验上机学期计划表。
7课程实践环节参考手册设计
特别设置一个实践环节参考手册,对课程设计所有环节具体要求和实施办法作一说明。为学生方便地编写文档和规范地完成实施过程,提供规范文档体系参考与指导,使学生的成果体系完整、有据可查。
附录一,实验报告规范模板;附录二,实验任务书;附录三,报告文档内容格式参考;附录四,进度安排及成果提交;附录五,实验报告撰写规范;附录六,成绩评估表。
8结语
操作系统技术对于大学计算机专业课体系教育的重要性勿容置疑,实践教学对理论教学有延伸和提升的作用,其教学重要性、迫切性、科学性越来越得到国内外同行的共识,如何将实用技术引入实践教学
环节一直是教学中探索的重点和难点。本方案的创新性在于系统全面地设计了实践类课程的各个环节,提供了较全面的方案设计内容,有一定的参考价值。方案具有较好的可操作性和可移植性,可供其他计算机专业课的实践环节参考。该方案已应用于教学,对学生拓展应用编程技术,进行软件开发具有较好的效果。
该方案具有技术实用、平台易建、功能明确、难度适中的特点。通过方案的实施,学生系统软件分析能力和应用软件的开发能力能得到一个全面的实践和锻炼。
参考文献:
[1] 谭浩强. C语言程序设计[M]. 北京:清华大学出版社,2006(6):150-210.
[2] 卢军. Linux0.01内核分析与操作系统设计[M]. 北京:清华大学出版社,2004(6):139-198.
[3] 孟庆昌,牛欣源. 操作系统[M]. 2版. 北京:电子工业出版社,2009(11):183-216.
[4] 赵斌. 软件测试技术经典教程[M]. 北京:科学出版社,2007(5):1-59.
Research and Implementation of Programming Practice Project
NIU Xin-yuan
(School of Computer, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100101, China)
Abstract: The paper, according to the mechanism of operating system file system and a case of design and implementation. A programming practice project is designed and implemented. The project includes that course claim , teaching plan design ,teaching process and content ,evaluation system, course reference manual, etc. All can make and ensure the project being scientific, systematicness, practicability and operability. The project can be applied in programming practice course directly. Its design architecture, system and content, implemented means and operational method can be referenced by the other software technology practicing course.
操作系统实验报告范文第10篇
关键词:操作系统;实验教学;课程设计
中图分类号:G642 文献标识码:B
1存在的问题
“操作系统”是计算机专业的核心理论课程之一,无论在教学、科研中还是在软件产业及国家信息安全中都处于非常重要的地位。但是,一直以来,“操作系统”的教学和实验都存在比较严重的问题。
(1) 操作系统在所有软件中是最复杂的,而且目前的几大主流操作系统的地位已经相当坚固, 所以师生参与编制实际操作系统的机会少之又少, 这样在教学过程中原理的抽象性和实际系统的开发必然严重脱节,直接导致了该课程教学效果的不理想。
(2)“操作系统”课程的理论性和综合性都很强,学生在学习过程中不容易理解和掌握,也无从应用,因此,从主观上讲,学习操作系统的无用论在学生中也普遍存在。这直接影响了学生学习该课程的兴趣,使学生普遍反映该课程难学。
(3) 操作系统的复杂和功能强大,使得操作系统的实验难以设计和实施,再加上实验设备和实验环境的问题,更难开展具有针对性的实验。据调查,有些高校根本不开设操作系统的实验。因此,该课程的教学目的和教学要求根本无法达到。
2教学探索与实践
教育学中革新传统教学的“建构主义”理论主张应以学生为中心,认为学生的知识主要是学生自己建构起来的,教师的作用是提供一个良好的学习环境以帮助和推动学生去建构自己的知识。基于这种建构性教学的核心思路,我们应以学生为主体,设计相应的教学模式以及相应的施教方法,推动学生建构自己的知识,激发学生的学习兴趣,培养学生的自我学习、自我发展和团结协作的能力。
为了解决“操作系统”课程中的问题,除了授课时要突出重点,讲清难点以外,还要注重讲课的方式,采取有效的教学方法,改革以往的考核方法,加重对实验课的考核,通过实验在实践中让学生加深对较为抽象的理论知识的理解记忆,帮助学生学习,让学生掌握有效的学习方法。
2.1采用启发式教学,激发学生的学习兴趣,注重培养学生的学习能力
教学离不开讲授,“操作系统”这门理论课有更多“讲”的内容,但要讲究方法,要注意激发学生的思维,调动学生主动积极思考。在授课过程中,不能单纯地介绍抽象的基本原理和概念,而是要渗入到学生的现实感受中。教师要充分地启发学生的联想,让他们的现实感受和所教授的抽象原理产生共鸣,以此来引起学生的兴趣,从而使学生在学习中能够充分发挥其主观能动性。
其实,操作系统本身的特点决定了其教学的过程是培养和发展学生逻辑推理能力的有效途径,这就需要教师去思考、去设计,让学生在学习专业知识的过程中培养学的能力。为了培养这一能力,在具体授课时,针对一个问题,教师应向学生介绍多种参考资料。通过查阅参考资料中对同一问题的不同阐述,培养学生研究性学习的能力;另外,教师还要注意引导和培养学生利用网络资源的能力,并注意综合知识的应用,锻炼学生的独立学习能力,使学生的目光从课内延伸到课外。
2.2精心设计教学过程,突出学生学习过程中的主体地位,注重培养学生的创新学习能力
实施以学生为主体的教育,培养学生的创新素质,精心设计教学过程是非常有效的方法。经过多年的努力,我们总结出了一套行之有效的方法,就是在教学设计的过程中,要注意充分发挥教师的提示、引导、分析和归纳的作用,设计相应的环节和一定量的问题,以培养学生的独立思考能力和创新能力。复习巩固性的问题,可以督促学生养成复习巩固知识的学习习惯;引导性的问题,可以督促学生养成预习新知识的学习习惯;点评式的问题,有益培养锻炼学生的综合能力。引导学生分析问题时,注意要引导学生用多种方法加以思考。不同的方法,会产生差异很大的结果,这可以让学生更加注意方式方法的选择。
为了突出重点内容,把更多的时间留给学生,我们通过多年的实践,把“操作系统”的内容分成了三大类:需要了解的内容(能记住所学的知识内容,并能直接运用这些知识)、应该理解的内容(理解所学概念,并能用它解决简单问题)和必须掌握的内容(要求熟悉知识内容,能把标准所列知识综合应用)。这样,教师在教学过程设计中就可以根据所划分好的内容进行有针对性地设计,在教学时根据内容的类别就可以采用不同的方法,真正做到了有的放矢。
2.3加强实验实践环节,发挥学生在实验中的主导作用,培养学生的学习兴趣和团结协作能力
这个环节,我们改革的力度最大。在这几年中,经历了一个不断发展和完善的过程。开始的时候,我们只是开设了一些模拟实验,如进程管理的模拟、文件系统的模拟等,让学生从中加深对相应原理和理论知识的理解。后来,随着课程改革的深入,我们逐步引入了Linux源码分析和关于Linux平台的一些实验。现在,我们的这个环节可以分为两个层次:与理论课程安排在一块的模拟实验和独立的关于Linux平台的课程设计环节。在第一个层次中,我们安排了进程调度模拟实验、作业调度模拟实验、进程同步模拟实验、分页存储管理模拟实验和文件管理系统模拟实验等,要求学生随着理论课程的学习,在安排的实验学时内独立完成,主要目的是巩固所学的理论知识,做到学以致用。关于第二个层次,我们安排了两周的课程设计,要求学生分组完成在Linux平台上的实验。在这个层次中,我们始终坚持以学生为中心、以教师为主导的指导思想。教师的作用是为学生提供和营造一个能充分发挥学生个性、施展学生才能的学习环境,设计可供选择的方案,鼓励学生创新,并及时、恰当地给予正确的评价和指导,使学生学会学习、学会发现、学会创造,少走弯路,乐于接受新知识,提高学习效率,不断完善自我。坚持以学生为中心就是要转变教学模式,实施双向交流的知识传授、能力训练、素质养成的教育模式,培养学生的创新思维方法,按照学生的特点来设计实验方案、安排实验内容、组织实验活动。具体如下:
(1) 教师按照上面的指导思想,设计了实验项目方案,并标明了每个方案的难度系数,供学生自由选择。在每个方案中,除了必须完成的任务以外,还允许学生进行创新。
(2) 开展以自我管理为主,组成实验小组。为了培养学生的团结协作意识,在分组时,我们打乱了班级和性别,进行随机分组,以5～6人为一组。然后,每个组根据自己的实际情况,选出组长,负责整个组的管理和协调。
(3) 选择实验项目方案。每个组经过讨论,选择适合自己小组的方案。由于这个环节的成绩是根据每个方案的完成情况(包括整个小组的完成情况和每个小组成员的完成情况)、难度系数和创新情况来综合评定的,因此,选择一个合适的方案是相当不容易的。
(4) 制定计划、分工和进度表。每个组经过讨论,制定相应的软件开发计划,并在组长的主持和协调下,进行任务和功能的划分,最后制定本小组的进度表。
(5) 每个小组按照自己的进度表进行实验项目开发。在开发过程中,既鼓励竞争又要加强合作,要求每个学生必须就这个环节完成一份有自己见解的报告,同时,每个小组也必须完成一份有价值的报告。这样,在整个环节的过程中,充分体现了竞争与合作的统一。
2.4改革考核方式,调动学生理论与实践相结合的热情,促进学生的主动学习
成绩的考核,改变了单纯强调卷面成绩的考核办法, 将总评成绩改为卷面成绩占50%,上机实验成绩占20%,课程设计成绩占30%。同时,关于实验和课程设计的考核要详细化、规范化。不是以实验的表现或实验报告来评定实验成绩,而是看实验准备、实验动手能力、调研活动、实验报告、思考问题和解决问题的方法以及与小组其他成员的合作情况等综合地、动态地评定实验成绩和课程设计的成绩。鼓励学生思考,鼓励学生提问,鼓励学生开展创造性的活动等。
3结束语
通过“操作系统”课程的改革,提高了学生学习的主动性,培养了学生的学习能力和创新能力。尤其是我们开展的“操作系统”课程设计环节,更是培养了学生的组织协调和团结协作能力。由于每一个小组由5～6人组成,选举一名组长负责小组内关系的协调处理,大家配合共同完成实习任务,这有力地培养了学生的集体主义精神和组织协调能力。
当然,这种教学改革也增加了学生学习的压力。由于成绩是综合评定的,因而学生会有一定的压力。但是,只要教师注意引导,是可以将这种压力转变为学生学习的动力的,我们近几年的实践也证明了这一点。
总之,在“操作系统”的授课过程中,通过以上的改革,我们发现学生的积极性、动手能力有了明显地提高,单调抽象的理论知识也在实验中生动并简单起来,学生的理解能力加强了,团队协作精神也慢慢培养起来了,较大地提高了教学质量,并且也使期末的考核更具有公平性和促进性。
参考文献:
[1] 王希杰,王立新.《操作系统》教学中的几点思考[J]. 邢台学院学报,2004,19(2):88-89.
[2] 李倩.计算机信息技术课程实验教学与专业课程整合的研究[J]. 现代企业教育,2006(24):105-106.
[3] 管致锦.基于实验任务驱动的操作系统教学设计[J]. 南通工学院学报:自然科学版,2004,3(2):75-78.
[4] 鲁和杰. Linux系统教学实验平台构建与比较研究[J]. 福建电脑,2008(10):41,47.
[5] 李印清,荆立夏,于浩杰.《操作系统原理》实验教学的实践与设想[J]. 郑州航空工业管理学院学报:社会科学版,2004, 23(1):79-81.