二、四个层次的实验教学方案 本教学方案遵照循序渐进的原则将实验教学分成四个 层次,由低到高分别为:实验平台层、算法仿真层、内核调 试层和内核构建层。实验系统为Ubuntu11.10,集成开发环 境为QtCreator,虚拟机为Qemu,内核版本为3.0.3,内核代 码调试器为Eclipse。1.实验平台层 Ubuntu是当前最主流的一种Linux发行版,具有近似于 Windows的友好界面及丰富的软硬件支持。由于现行教材绝 大多数以Unix/Linux为蓝本,将Ubuntu作为实验系统有利于 理论联系实际。QtCreator是基于Qt开发包(开源)的C++集 成开发环境,具有运行速度高、占用资源少等优点,借助其 可简便地设计出带GUI界面的程序。为了帮助学生掌握 QtCreator,以MySQL作为后台数据库开发了一个数据库示例 程序,实现了Ubuntu平台下简单的物流管理。将Ubuntu和 QtCreator结合作为实验平台,提升了用户体验和编程效率, 不仅使得原本枯燥的算法模拟变得生动清晰,还促进了该课 程与《数据结构》、《面向对象程序设计》、《数据库原理》 等课程的融会贯通。
2.算法仿真层 该层是传统实验教学的重点,以模仿各种重要算法的实 现为目标。以LRU页面置换算法为例,假设有n次页面访问、 分配给进程的页面数固定为m,那么首先在窗体上设计出具 有m个单元的堆栈,每个单元存放一个最近访问过的页面号。
若被访页面号在堆栈中存在,便将其抽出堆栈再压回栈顶;
反之,淘汰栈底再将新页面号压至栈顶。整个过程在GUI界 面上展示,学生可以非常直观地掌握该算法。
3.内核调试层 利用EclipseCDT(C++开发包)和Qemu虚拟机可轻松地实现对内核代码的远程调试,有助于学生深入了解内核代码 结构。首先对内核代码执行Make命令生成内核配置(config) 文件;
然后在Eclipse中建立基于内核源代码的工程,并运 用Make命令生成内核镜像bzImage;
接着在Qemu虚拟机中按 照调试模式运行该内核镜像,即:启动虚拟机时要“冻住” 虚拟机,等待调试器发出继续运行的命令;
最后回到上述 Eclipse工程,任意设置断点并按Debug模式跟踪代码执行流 程。4.内核构建层内核构建指的是通过修改内核代码实现对 内核的维护和开发。与内核调试层相似,首先在Eclipse中 建立一个基于内核源代码的工程;
然后修改内核代码并运用 Make命令生成新内核;
最后将新内核拷贝到/boot目录下,修 改/etc/lilo.conf中关于内核镜像的设置以启用新内核。
三、小结 本文提出的《操作系统原理》实验教学方案以培养学生 的学习兴趣和动手能力为宗旨,满足电子商务专业课程注重 务实的需求。所构建的实验平台新颖、有吸引力,通过代码 调试分析内核结构提高了学生的实践水平,实现了学以致用 的目标。然而,由于教学时间有限,如何进一步提炼教学内 容、提升教学效率是下一步探索的目标。
扩展阅读文章
推荐阅读文章
推荐内容
钻爱网 www.zuanai.cn
Copyright © 2002-2018 . 钻爱网 版权所有 湘ICP备12008529号-1