《操作系统》教学设计

第九课 <>教学设计

一、教学内容分析： 本课内容参考四川教育出版社《信息技术》七年级（上）第九课-计算机操作系统，本课内容有：计算机系统的管理者-操作系统，Windows 操作系统的发展及

windows 操作系统的特点。

二、 学生情况分析

本课教学内容对象是初一（七）年级同学，学生来自不同的区县及学校，各校的教育教学条件及教学要求不统一，能力水平不齐，学习环境发生了改变，学习者本身年龄也不断增长，

信息技术课程的学习， 也进入了一个新的阶段。 为了能更科学地理解知识， 学会变通，

可以设置一些问题让学生自行寻找答案。

三、 教学目标

目标难度 知识与技能 行为目标

（1）知道计算机操作系统的作用和地位，了解常用的操作系统，通过练习对比 dos 与

windows 系统的区别。

（2）知道现用 windows 操作系统的特点和发展方向，丰富自己的知识结构。

（3）体会计算机操作系统对计算机的管理作用及 windowsxp 操作系统的安装及启动的基本过程。

过程与方法

（1）以任务为驱动，培养学生的观察能力，自我探索总结的能力；

（2）培养学生进行自主学习、协作学习的能力；

（3）培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力

情感态度及价值观

（1）培养学生之间的协作合作关系，增强学生合作精神。

（2）培养学生大胆尝试探究精神。

四、 重点难点

教学重点： 认识计算机操作系统的作用和 Windows 操作系统的发展及特点。 教学难点：

对 Dos、 Windows 操作系统特点的理解及掌握 Windows 操作系统启动及安装的特点。

五、 教学方法

任务驱动法、分组协作法、自主探究法

六、 教学准备

局域网，多媒体电子教室，教学课件，及 windows xp setup 演示软件。 七、 教学过程：

教学环节 导入 教师活动

师：刚组装的计算机能直接使用吗？ 师：为什么呢？ 师：对，通过前面的学习，我们知 道，计算机系统是由硬件系统和软 件系统两大部分组成的，而我们刚组装的只是计算机的硬件设备而已，也就是“裸机 ”， “裸机 ”是不能直接使用的，还需要我们给它安装一系列的软件才行。那么面对这么多的软硬件资源，就必须要有一个管理者来进行合理统一的管理才能

一个教学用操作系统的设计与实现

摘要：本文首先指出了现有的教学用操作系统存在的不足，然后设计并实现了一个运行在虚拟机上的微内核结构的教学用操作系统，描述了系统中进程管理、进程间通信、基本内存管理、磁盘服务器以及文件服务器的设计和实现。本系统的实现将有利于学生从微观上观察操作系统的行为特征，并且帮助他们理论联系实际，具有较好的教学价值。

关键词：微内核；操作系统

A Design and Implementation of an Operating System for Tutorial

WANG HonglingZHU YamingLV Qiang

(School of Computer Science and Technology, Soochow University, Suzhou,

215006, China)

Abstract: This paper firstly points out the weaknesses of current popular

operating systems for tutorial, then designs and implements a microkernel operating

system for tutorial on Bochs. It describes the design and implementation of process

management, IPC, basic memory management, file system server and disk server in

detail. The system will do benefits to students in helping them learning operating

system principles and offering them a platform to practices what they have learned in

科技信息　Ｏ高校讲坛Ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２０１０年第３１期　操作系统课程实践教学的设计　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　黄红桃范策许宪成李畅　（广东外语外贸大学信息学院广东　广州　５１０４２０）　【摘要】操作系统原理是计算机及信息类专业的专业核心课程。实践教学对于保障该课程教学质量有着重要作用。本文结合该课程实践　教学需要，给出了实践教学设计方案。　【关键词】操作系统；实践教学；教学内容　操作系统是计算机系统中最核心和最底层的软件，是计算机系统　的指挥和管理中心。操作系统原理是计算机科学与技术及信息类专业　的专业核心课程，同时也是非计算机专业软件技术基础课程的重要内　容之一。　就计算机科学与技术专业的学生来说，不仅要求掌握操作系统的　基本理论，而且要求建立并行程序设计的思想和方法，具备熟练使用　操作系统和基本开发系统软件的技能。对操作系统的深入学习关系到　整个计算机系统的运行机制的全面理解。因此，加强实践环节，对操作　系统原理的理解非常重要。本文对操作系统实践教学的现状进行分　析，并介绍了广东外语外贸大学信息学院对该课程实践教学的设计。　１　操作系统实践性教学的现状及原因　操作系统原理课程的实践性环节按深度可以分为四个层次：使用　级、系统管理级、源代码阅读级和实现级。　目前除了中国一流研究型大学和重点大学，许多普通院校的操作　系统教学存在的问题就是重理论轻实践．学生学完这门课程普遍感觉　就是记住了一些概念。究其原因有三个方面：一方面在于课程安排的　问题。许多高校没有安排专门的操作系统编程课程或实践课程，大多　数院校安排的实践性课程时数太少．仅有一二十节；另一方面，在教学　领域中通常认为“操作系统”课程是讲原理而非使用，从而导致在操作　系统课程的教学和实践中，比较忽视操作系统的实践性环节中的使用　级、系统管理级、源代码阅读级和实现级这四级实验。实际上，这四级　实验对于操作系统原理的学习、对于整个计算机专业课程的学习都是　非常重要的；第三个方面是前期或相关课程学得不够好，没有很好的　处理本课程教学内容与其它课程的关系。如操作系统与计算机组成原　理的关系，操作系统课程和数据结构以及高级语言程序设计的关系等　的处理。从而造成操作系统的孤立性。让学生难于理解；操作系统课程　本身理论性太强，内容抽象，造成学生实践性环节薄弱。　２实践教学内容的设计　２．１改革实验内容。形成实验体系　根据前面对操作系统原理课程的实践性环节四个层次的划分，在　操作系统的实验教学中，应尽可能照顾到每个层次。　首先在使用级，安排学生自己安装不同的操作系统，体会系统的　安装过程及安装完毕后的界面。引导并让学生讨论、评价操作系统的　各方面因素。从而使他们对操作系统界面和功能有个系统、全面的理　解和看法，给出实验报告。广东外语外贸大学信息学院从实验室的具　体情况出发，要求学生至少安装一个版本的Ｌｉｎｕｘ系统，同时提供Ｓｕｎ　公司的Ｓｏｌａｒｉｓ安装盘，鼓励学有余力的学生安装并学习使用。　管理级是很实用的一个环节．可以要求学生大量查阅使用手册，　修改环境、参数变量来改变系统性能和功能。这是对操作系统功能的　再认识，可以让学生对操作系统的框架比较清楚。我们要求学生掌握　Ｌｉｎｕｘ系统的各种环境、参数的设置。针对目前Ｗｉｎｄｏｗｓ系统比较普及　的现状，要求学生熟练掌握Ｗｉｎｄｏｗｓ的各种管理功能。　源代码阅读级也是很重要的一个环节．也是高校教育普遍缺乏的　一个环节，但是这要求学生具有较强的编程功底。由于课程时间有限，　鼓励学生阅读Ｌｉｎｕｘ的部分源代码。　对于实现级，由于学生自身素质、教学设备、师资条件等的限制，　在普通高校中，至少要达到模拟实现的级别，对学有余力同学，可以实　现操作系统中的部分模块，如文件管理系统。具体说来，我们选择的实　验平台是Ｌｉｎｕｘ操作系统，用Ｃ（Ｃ＋＋）语言编制程序。因为Ｌｉｎｕｘ系统　是一个源代码开放、先进的操作系统，学生可以事先阅读它的部分代　码，而且在使用它的同时，会理解很多操作系统的基本思想。对于模拟　实现．设计如下实验：　１）进程创建与控制。用Ｌｉｎｕｘ的系统调用ｆｏｒｋＯｇ￣建两个进程　再　用系统调用ｌｏｃｋｆ（）给每个进程加锁，以实现进程之间的互斥。观察并　分析出现的现象。　２）进程通信。用Ｌｉｎｕｘ的系统调用ｐｉｐｃＯ＠￣建一条管道线，编制程　序，实现两个进程之间的管道通信。观察并分析结果。　３）消息的创建。发送与接受。是用系统调用ｍｓｇｇｅｔＯ，ｍｓｇｓｎｄ０，　ｍｓｇｒｅｖ０，ｍｓｇｃｔｌＯ，编制一个长度为１Ｋ的消息发送和接收程序？观察并　分析出现的现象。　４）存储管理实验。设计一个虚拟存储区和内存工作区，并使用先　进先出算法（ＦＩＦＯ），最近最少使用算法（ＬＲＵ），最佳淘汰算法（ＯＰＴ），最少　访问页面算法（ＬＦＵ），最近最不经常使用算法（ＮＵＲ），计算程序运行时　的页面命中率等等。　对学有余力同学，可以为Ｌｉｎｕｘ系统设计一个二级文件系统，要　求做到以下几点：　１）可以实现用户登录（１ｏｇｉｎ），列文件目录（ｄｉｒ），创建文件（ｃｒｅａｔｅ），　复制文件（ｃｏｐｙ），删除文件（ｄｅｌｅｔｅ），打开文件（ｏｐｅｎ），关闭文件（ｃｌｏｓｅ），读文　件ｒｅａｄ），写文件（ｗｒｉｔｅ），等等。　２）列文件目录时要求同时列出文件名，保护码，文件长度，创建　或修改时间。　３）源文件可以进行读、写保护，等等。　２．２鼓励学生参加专业竞赛．以赛带学　经验证明，鼓励学生参加各种与课程相关的专业竞赛，是直接提　高学生学习兴趣的极好方法。通过竞赛准备，能促使学生在极短的时　间内掌握各种操作系统的使用方法。目前我们针对操作系统课程，主　要组织学生参加广东省Ｌｉｎｕｘ公共服务技术支持中心举办的“ＧＤＬＣ　杯开源软件技术竞赛”。　开源软件技术竞赛主要是考核参赛选手基于开源软件企业信息　系统平台的设计与实现水平，参赛选手须在两个时间内完成系统设计　及实现，包括搭建系统平台，实现企业信息系统的设计、相关服务等．　这个竞赛能够促进学生掌握Ｌｉｎｕｘ系统的使用和编程。我校经过组织　学生参加校内选拔，极大的提高了学生学习Ｌｉｎｕｘ操作系统的兴趣．　并且出现了一个尖子生带动起一批学生的良好学习氛围。最终选拔出　来的参赛小组在比赛中，也荣获了好名次。　２３联系实习基地，学以致用　课程实习是教学活动的重要环节。实习不仅仅是对理论的验证，　重要的是技术训练和能力培养，包括动手能力、分析、解决问题能力、　协作能力等。它可以弥补课堂教学的不足，加深对理论过程的理解，启　发学生深入思考，敢于创新，达到良好的理论联系实际的教学效果。我　校针对操作系统课程．主要联系两个公司的系统进行实习：ＩＢＭ　ＡＩＸ　和ＣＩＳＣＯ　ＮＸ—ＯＳ。　ＩＢＭ　ＡＩＸ是ＩＢＭ开发的一套ＵＮＩＸ操作系统，也可简称为ＡＩＸ。　它符合Ｏｐｅｎ　ｇｒｏｕｐ的ＵＮＩＸ　９８行业标准通过全面集成对３２一位和　６４一位应用的并行运行支持，为这些应用提供了全面的可扩展性。它可　以在所有的ＩＢＭ～Ｐ系列和ＩＢＭ　ＲＳ，６０００工作站、服务器和大型并　行超级计算机上运行。目前国内不少大型的金融企业，如银行、保险等　部门使用的正是ＩＢＭ的机器及配套的操作系统。我们为了加强学生　的实践能力，特地组建了一个专门的ＩＢＭ系统实验室，购买了ＲＳ４００　工作站，安装了配套的ＡＩＸ系统及应用软件ＤＢ２、（下转第２５４页）

《计算机操作系统》教学设计

《计算机操作系统》教学设计

作为一位不辞辛劳的人民教师，总不可避免地需要编写教学设计，借助教学设计可使学生在单位时间内能够学到更多的知识。如何把教学设计做到重点突出呢？下面是小编整理的《计算机操作系统》教学设计，仅供参考，欢迎大家阅读。

【教学目标】

1、知识目标：

（1）了解操作系统的功能；

（2）了解Windows的界面、特点以及Windows的基本操作；

（3）理解文件、文件夹、路径的概念，学会用“资源管理器”管理文件等。

（4）会灵活使用Windows的帮助等内容。

2、能力目标：掌握简单的基本操作。

3、情感目标：通过游戏体会鼠标用法，寓教于乐，培养学生正确对待游戏的态度。

【教学重点】

鼠标的五种用法及资源管理器的使用。

【教学难点】

资源管理器中的不同操作方法。

【教学方法】

讲解法、问题教学法

【教学用具】

计算机网络电子教室

【课型】新授

【课时】2课时

【教学过程】

（第一课时）

一、导入 通过上节课的学习，我们已经知道完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。其中计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。而操作系统是系统软件的核心，是计算机硬件的第一级扩充。操作系统是计算机的管家，管理着计算机中的软、硬件资源，并且是用户与计算机交互的接口，从而实现了人机对话。这节课我们就以Windows2000操作系统为例来一起学习一下计算机操作系统知识：

二、新授

（1）启动Windows2000系统（了解）

1、在计算机启动过程中，首先检查各个硬件状态是否正常，即自检。自检完成后，操作系统装载并启动。一般情况下，这个过程不需要我们干预，是计算机自启动过程

2、活动：请学生启动计算机。并注意观察启动过程中主机、显示器、键盘等的变化。

（2）Windows2000操作系统的界面（识记）

界面组成：桌面、图标、窗口、菜单等。要求学生知道各个组成元素的名称即可。