代码剖析在操作系统课程教学中的应用.pdf

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代码剖析在操作系统课程教学中的应用疊化枷****的所—机一恿兄刚学创新模式的研究与实践田计算泰山医学院研究生部,山东泰安,┥揭窖г盒畔⒐こ萄г海蕉┌摘要:《操作系统》是计算机专业的一门抽象的理论课程。将代码剖析法应用到《操作系统》的授课过程中,即结合一个具体操作系统通过剖析其源代码对所讲授的理论内容进行说明和验证。选用简单、易懂的嵌入式操作系疧猧魑J道写肫饰觯破了传统讲授型教学方法枯燥无味、理论脱离实际的弊端,提高了授课质量。关键词:操作系统;代码剖析中图分类号:文献标识码:啵骸恫僮飨低场肥羌扑慊蒲в爰际专业重要的专业基础课程,是困家指定的计算机专业考研课程之一。课程讲述的内容并不是针对单一特定产品的操作系统,而是从各种具体的操作系统中提取涞纳杓圃砗统墒的实现技术进行介绍。学好《操作系统》对理解计算机系统的工作原理、提高应用程序的设计开发能力,都有非常重要的意义。传统的《操作系统》教学方法主要足以抽象的原理叙述为主。存在着理论与实际应用相脱节的现象。使得学生学完该课程后,难于把所学的知识与常用的操作系统联系起来,从而普遍感觉课程所讲述的理论太抽象、难以理解,甚至有的学生会产生学****操作系统没有实际用处的错误认识。代码剖析法就是结合—个具体操作系统,在诔象理论的同时剖析其源代,对所讲授的内容进行说明和验证:从而避免单纯的理沦讲述,引起学生的学爿必趣,提高课程的教学质量。车牟僮飨低辰萄Х椒《操作系统》足冉铣橄蟆⒗砺坌越锨而很少有机会得到实践的课程。传统的授课方式主要有以郑坷砺凼诳畏绞健<匆钥伪疚J诳喂具,教师完全以课’髻讲述抽象理论为主,不结合具体操作系统产品进行讲解或指导学生进行验证性、设汁性实验。这种授课方式使得理论严重脱离实际,学生没有可以看的到、摸的着的东西兴趣。,例如等。学生通过具体的验陛操作、系统调用来观察和验证操作系统中一些技术。可以了解某死论、技术的具体实现隋况,但实验中既不能修改代码也不能扩充功能,因此只能“知其然,而不知其所以然”。砺凼诳斡肽D獗喑探岷方式。诮欣砺凼诳蔚耐薄Q∪〔僮飨低持的一些典型技术、,例如:银行家算法、页面置换算法等。但这些算法和程序是虚拟的,并不对系统中的实际资源进行真正的访问和控制。这种方法可以加深学生对某些理论和技术的理解,但是其脱离操作系统的实际,学牛不能获得对系统驤部实现的直观和具体感陛的认识。砺凼诳斡攵懒⑸柚岷方式,即完成理论授课后,指导学生独立设计一个结构相对简单δ芑就瓯傅男⌒筒僮飨统。这是一种理想的教学方法,可以使学事充分理解操作系统的原理与实现技术。但即使是小型的操作系统。其结构也非常复杂,代码量相当大,对刚学****过操作系统,而对其原理理解不够深刻,又没有系统软件开发经验的学生来说,完成这项任务有很大的难度。肫饰龇ǖ奶氐传统的《操作系统》教学方式都存在着一系列的弊端。同时,由于操作系统产品设计中的新思想和新方法的不断现,使操作系统的基本原理和实现技术都发生了不同程度的变化,而教学内容往往相对滞后,跟不上新思想新技术的发展,更谈不上与该领域的最新成果‘际应用同步,这些问题给教学带来了一定的难度。代码剖析法,即在《操作系统》课程的授课过程中结合一个具体操作系统讲授原理通过音Ⅱ析其源代码对所讲授的内容进行说明和验证,然后要求学生用自己没计、编写的代码替换其中相应模块或为其扩展功能。⒖菰锊⒛岩岳解的内容变得具体牛动。同时学生通过动手编写部分模块或扩展功能。可以进一步深刻了解抽象的原理是如何具体由代码实现的。由于低吃绰氩还ǹ#琇系统功能、代码过下复杂,我们选用“疧狪魑J道行代码剖析。斗疧狪且恢衷绰牍ǹ!⒓虻ァ易懂的嵌入式操作系统内核,学生在有限的课程学时内完伞Ⅱ『以理解和接受。肫饰鲈诮萄扣的应用甃嘈吹幕谟畔级抢占式的实时多任务操作系统,包含了实时内核、任务管理、时抗芾怼⑷挝窦渫ㄐ庞胪藕帕浚氏洌⒍恿和内存管理等功能。“疧哂锌伞舅没舨谩⒏呶榷ㄐ院皖靠性的特点。它的源代码夫部分是用镅员写的,源码完全公开,便丁移植和维护,而且对于学校研究完全免费,只有在应用于盘利项目时才需要支付少量的版权费。“疧狪暮诵拇胫饕0ㄊ父鯿源程序文件和一个:编文件,代码量不是很大,注释详细,特别适合一般使用者的学****研究。虽然/—是专门为嵌入式系统应用而设计的操作系统,但它可以在基于机的肪诚略诵校ü浦惨部梢圆灰览其他操作系统直接运行在机上。同时“疧虎蛟市硎褂谜咦约盒薷脑创耄黾有功能后编译运行,因此初学者可以在自己熟悉的环境下进行学****分析、研究和开发。在《操作系统》的教学过程中,讲解抽象理论的同时以扯疧对心技术作为案件进行代码剖析,能够使学生直观的接受所学知识,下面举例说明。当讲到进程管理时,进程通讯机制包括互斥信号量、同步信号量、消息队列、信箱等,“疧虎蛑蟹直鹪贠瓹、猀..任募惺现,可以通过分析其代码,使学生对所学内容有具体的认识。其中消息传递机制在进程控制块中相关的代码如下:~//指向事件控制块的指针//传递给任务的消息指针//义任务的状态字海挝竦挠畔燃丁事件控制块中包括:存放指向消息或者消息队列的指针娣等待消息的任务列表’的数据结构代码如下:/指向消息队列巾消息的指针唬⒍恿兄械奶氏⑹/是消息队列的总的容量】;蚈鸾合。是消息队列的等待任务列表猀—;:晖,,定义一个队列事件⋯⋯唬迦氲鼻暗南一唬⒍恿惺觢一接收消息原语蓈所实现,代码如下:/定义消息队列的指针—/定义—个队列事件当前事件指针垃叼一:聊://将对应的地址的消息复制到一城一—∥队列消息数减学生可以自己编写代码验证消息传递机制的运行情况,或者修改消息机制的功能,例如:《,哦崾铮捍肫饰龇ㄓτ迷凇恫僮飨低场课程的教学巾,突破了传统讲授犁教学方法枯燥无味、理论脱离实际的弊端,提高了课落授课质量。同时突破了传统讲授刭教学方法重理论轻实践的缺点。对于学牛理解抽象理论,提高综合设计能力有着很好的帮助。奁剑鹾U洌撕V楦咝2僮飨低晨纬探】《操作系统原理》深程建设的思考Ⅱ壮鞘Ψ堆г貉П:—..浅论互动性在操作系统课程教学中的应用Ⅱ沾笱аПǎ:—.中国新技术新产品垫Ⅸ肖延丽彭磊“疧狪鉐‘曲一粆狽;。‘⋯⋯·,
代码剖析在操作系统课程教学中的应用
作者:肖延丽,彭磊
作者单位:肖延丽(泰山医学院研究生部,山东泰安,271016),彭磊(泰山医学院信息工程学院,山东泰
安,271016)
刊名:中国新技术新产品
英文刊名:CHINANEWTECHNOLOGIESANDPRODUCTS
年,卷(期):2011(2)
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