操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究與實(shí)現(xiàn)

1、操作系統(tǒng)課程教學(xué)研究與實(shí)現(xiàn)摘要計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)木科專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課。木文 在課程建設(shè)的高度上，針對(duì)采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)操作 系統(tǒng)精品課程網(wǎng)站建設(shè)展開闡述，詳細(xì)地說明了綜合使用多種多媒體技術(shù)制作 課件，以及利用學(xué)校現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施搭建集合在線答疑、師生互動(dòng)和在線考試系統(tǒng) 等模塊的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)精品課程網(wǎng)站建設(shè)方法。關(guān)鍵詞操作系統(tǒng)；精品課程；建設(shè)1引言計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是最核心、最基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)技術(shù)是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員必須掌握的基木知識(shí)。在計(jì)算機(jī)學(xué)科課程體 系中，操作系統(tǒng)是一門核心課程。也是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。理 論性和實(shí)

2、踐性都較強(qiáng)，內(nèi)容抽象、涉及的知識(shí)面廣，整體實(shí)現(xiàn)思想和技術(shù)難于理 解，實(shí)踐環(huán)節(jié)又不容易操作。要求學(xué)習(xí)者不但要弄懂理論知識(shí)更要能夠上機(jī)實(shí)踐; 在理解硬件工作原理的同時(shí)還要掌握軟件編程；甚至能夠模擬實(shí)現(xiàn)一個(gè)操作系 統(tǒng)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中教學(xué)方法和教學(xué)手段比較單一，教師與學(xué)生之間很難形成 互動(dòng)。而“黑板粉筆'又難以將各種復(fù)朵的算法做出直觀的演示。抽象的理論敘述 似的學(xué)生在完成操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)后無法將所學(xué)知識(shí)與目前常用的操作系統(tǒng)聯(lián)系起 來。構(gòu)建操作系統(tǒng)精品課程體系，一是可以逐步形成一支以主講教授負(fù)責(zé)的、結(jié) 構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的教師梯隊(duì)；二可以使用先進(jìn)的教 學(xué)方法和手段，利用網(wǎng)絡(luò)資

3、源構(gòu)建課程網(wǎng)站。將相關(guān)的教學(xué)大綱、教案、習(xí)題、 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、算法演示等在網(wǎng)上免費(fèi)開放。同時(shí)為學(xué)生提供在線考試系統(tǒng)與師生交 流模塊。實(shí)現(xiàn)教學(xué)吋間與地域限制的突破。三是教材與機(jī)制建設(shè)。精品課程建設(shè) 的導(dǎo)向重在促進(jìn)教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，教學(xué)方式的改革，體現(xiàn)教學(xué)理念的變化；培養(yǎng) 學(xué)生自學(xué)能力。精品課程網(wǎng)站的構(gòu)建是整個(gè)精品課程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)z，是課程建設(shè)中能 夠與學(xué)生進(jìn)行一直接對(duì)話的主耍模塊提供了一個(gè)良好的網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié) 同的教學(xué)壞境。2網(wǎng)站整體設(shè)計(jì)網(wǎng)站除涵蓋師資介紹，學(xué)科介紹與教學(xué)計(jì)劃等靜態(tài)頁面外，還包含一些較具 特:色的設(shè)計(jì)。大體分五個(gè)獨(dú)立模塊：第一部分利用flash, photoshop等工具完

4、成 教學(xué)課件的制作。第二部分利用vb等可視化編程手段完成算法演示的設(shè)計(jì)。第 三部分利用會(huì)聲會(huì)影等工具完成授課視頻的制作。第四部分要求利用asp, net 與sql完成-個(gè)遠(yuǎn)程在線考試系統(tǒng)。最后一個(gè)模塊要求完成整體鏈接，bbs, 在線交流等功能的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的全部設(shè)計(jì)。2.1教學(xué)課件的制作。課程所需課件全部由flash制作完成，flash可以在 windows及以上操作系統(tǒng)上直接生成可執(zhí)行文件（格式為*, exe）,這種格式文件 的播放不依賴任何播放器，可以直接運(yùn)行。操作系統(tǒng)有許多知識(shí)點(diǎn)、算法和進(jìn)程 等都具有“抽象并動(dòng)態(tài)''的特點(diǎn)，這與nash所表現(xiàn)的動(dòng)畫優(yōu)勢相吻合。2flash課件

5、的選材原則。以原理演示為基礎(chǔ)的原則：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)配置的第一層軟件，在教學(xué)屮應(yīng)充分運(yùn)用動(dòng)態(tài)演示，加強(qiáng) 直觀教學(xué)。但是很多原理算法過程很抽象、過程看不見冇摸不著，只能靠想象， 過程又不能分解，借助flash課件可以彌補(bǔ)這些不足，通過演示這些過程，以加 深學(xué)生對(duì)過程原理的理解。功效最佳原則：發(fā)揮多媒體輔助教學(xué)的獨(dú)特功能去做最佳整合。從生理學(xué)及心理學(xué)的角度分 析，無論是冇意注意述是無意注意，變換方式最冇效果，避免學(xué)生的視覺疲勞、 心理疲勞將會(huì)產(chǎn)牛的抑制作用。在教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)的關(guān)鍵點(diǎn)上用多媒體課件解決 最難突破的內(nèi)容。堅(jiān)持教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體作用原則：對(duì)教師而言，在使用flash課件時(shí)，要特別注意

6、發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生 的主體作用。盡量避免兩種傾向：一是教師被課件“牽著鼻子走：淪為課件展示 的'放映員j二是教師忽視對(duì)學(xué)生思維的激發(fā)和誘導(dǎo)，而成為課件畫面的“解說 員”。應(yīng)用flash課件操作系統(tǒng)教學(xué)，具有別的手段無法替代的功能。這種現(xiàn)代化 教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合將大大優(yōu)化課堂教學(xué)。同吋，也有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì) 的發(fā)展和教師水平的提高。2.2 flash課件的內(nèi)容選擇。過程演示：進(jìn)程圖，進(jìn)程的三種基本狀態(tài)的轉(zhuǎn) 化過程等。功能模擬：操作系統(tǒng)作為接口的模擬，由于操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件，理論性強(qiáng), 其功能不能可視化，如操作系統(tǒng)的并發(fā)性和共享性，究竟怎樣是并發(fā)，怎樣又是 共享，通過演示一目了

7、然，故而加深學(xué)習(xí)者對(duì)操作系統(tǒng)功能的理解。規(guī)則模擬：操作系統(tǒng)中有同步機(jī)制規(guī)則，作為操作系統(tǒng)中一個(gè)重要的準(zhǔn)則， 只能想象出其功能，而并不能很好的理解，通過想象一個(gè)場景用flash動(dòng)畫進(jìn)行 模擬，把難以想象的抽彖世界宏觀化，通過直觀的視覺來幫助學(xué)生理解，大大降 低了難度，可以更容易的看到過程，使學(xué)習(xí)者深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。2.2教學(xué)視頻制作。視頻文件具冇直觀、具體、形彖的特點(diǎn)，來源予真實(shí)場 景錄制，其真實(shí)性和可靠性較高，具有較好的說服力，而教學(xué)視頻是將教師上課 的真實(shí)場景錄制成網(wǎng)上可播放的視頻文件。扌“攝好教學(xué)錄像之后用視頻處理軟件 對(duì)其進(jìn)行剪輯，添加字幕等后期制作，然后進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。做好的視頻鏈接到

8、網(wǎng) 上，在播放器網(wǎng)頁中隕入播放控件，便可進(jìn)行播放，便于師生瀏覽。2.2.3視頻文件處理。視頻的處理主要涵蓋了視頻的剪輯與編輯、片頭片尾 制作、音頻優(yōu)化、字幕加載和后期整合與轉(zhuǎn)換五個(gè)方面。通過dv新錄制的視頻 需要上傳到pc,抽取出來的是*, avi文件，因?yàn)樗鶅咏處熃虒W(xué)錄制過程在一起 完成，錄制過程中可能會(huì)出現(xiàn)類似卡殼或忘詞的情況，因此首先需要用繪聲繪影 將其裁剪分割。通過視頻的簡單裁剪，捉取岀粗糙的教學(xué)錄像，接著對(duì)英進(jìn)行片 頭以及片尾的添加就可以實(shí)現(xiàn)分章節(jié)層次的視頻畫面。完成裁剪和必要的添加后，整個(gè)視頻畫面部分已經(jīng)完成，但經(jīng)過剪輯編排后, 咅頻和視頻的不同步存儲(chǔ)，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致錄像中咅頻的丟失或

9、者不同步，為了進(jìn)一 步完善錄像的質(zhì)量，冇必要對(duì)英進(jìn)行音頻優(yōu)化。用goldwave對(duì)視頻屮的音頻進(jìn) 行優(yōu)化，能夠合理的模擬信號(hào)處理中存在的偏差問題。精品課程中教學(xué)視頻很重要，由于網(wǎng)絡(luò)視頻播放的局限性。教師教授的知識(shí) 很多是一帶而過，不可能一一講解，教師講授的重點(diǎn)難點(diǎn)需耍著重標(biāo)出，所以在 課題的教學(xué)視頻中，一些重點(diǎn)難點(diǎn)都加以字幕標(biāo)出。字幕的添加是用 subtitleworkshop實(shí)現(xiàn)的。subti-eworkshop對(duì)字幕的添加有兩種方法實(shí)現(xiàn)，一 是按吋間段添加，二是只能視頻幀添加，按時(shí)間添加沒有按幀添加細(xì)微。但教學(xué) 錄像對(duì)字幕沒有較高的要求，可以考慮用時(shí)間段的添加。視頻經(jīng)過一系列處理和優(yōu)化，仍

10、然具冇體積較大的缺點(diǎn)，不利于網(wǎng)絡(luò)的傳輸, 匕w格式的視頻需要轉(zhuǎn)化成*, avi格式，可以利用avi轉(zhuǎn)換工具進(jìn)行格式的 轉(zhuǎn)換，嵌入到網(wǎng)頁中進(jìn)行播放。2.2.4網(wǎng)絡(luò)視頻播放。網(wǎng)絡(luò)視頻具有交互性、實(shí)時(shí)性、集成性與碼率可變、 突發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn)。制作好后的視頻耍在頁而屮實(shí)現(xiàn)播放，在這里使用的方法是搭 建一個(gè)流媒體服務(wù)器，如欲保證視頻質(zhì)量，順序流式傳輸會(huì)更好。實(shí)時(shí)流式傳輸 需要特定服務(wù)器，還需要特殊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，女口： rtsp(reahime streaming protocol) 或mms(microsoftmesa server)o這些協(xié)議在有防火墻時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致 用戶不能觀看到一些地點(diǎn)的實(shí)時(shí)內(nèi)容

11、?？紤]到以上因素，在設(shè)計(jì)屮采用了一種簡 單的方法，在要播放視頻的頁面中插入如下代碼：2.3在線考試系統(tǒng)?？荚囋诮虒W(xué)中起著至關(guān)重要的作用，科學(xué)化的考試對(duì)學(xué) 生的發(fā)展有許多積極作用。而在線考試系統(tǒng)作為網(wǎng)站的一個(gè)組成部分，是操作系 統(tǒng)教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)過程的一個(gè)關(guān)鍵，是保證教學(xué)質(zhì)量的重要手段。系統(tǒng)采用b/s結(jié)構(gòu)(browsers/server結(jié)構(gòu))即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，利用微軟 公司的架構(gòu)web服務(wù)器，以,，sqlseer 2000作為數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。利用，net技術(shù), 結(jié)合web技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主耍設(shè)置了系統(tǒng)管理員：涵蓋 考場監(jiān)控模塊、組卷模塊、用戶權(quán)限管理模塊與查看成績模塊；科目管理員：涵 蓋科目管理、知識(shí)點(diǎn)管理、試題管理、組卷方案設(shè)置等三個(gè)模塊；班級(jí)管理員： 涵蓋班機(jī)信