操作系统实验课题拓展及支撑操作系统研发的教学生态圈构建初探
操作系统B实验报告(华北电力大学科技学院)
课程设计报告( 2011-- 2012年度第1学期)名称：操作系统原理课程设计B 院系：信息工程系班级：软件09k2学号：0919********学生姓名：闫雪峰指导教师：郭丰娟张琦设计周数： 1成绩：日期：2011年11 月25日《操作系统原理课程设计B》课程设计任务书一、目的与要求1. 理解和掌握操作系统的基本概念、基本组成与工作原理；2. 理解和掌握操作系统中主要功能模块的工作原理及其实现算法；3. 掌握软件模块设计技能；熟悉并能较好地利用软件开发环境独立编程、调试和分析程序运行情况，逐渐形成创新思维和从事系统软件的研究和开发能力。
二、主要内容采用某种程序设计语言，设计与开发一个仿真操作系统，要求具备进程调度、存储器管理、文件及设备管理等基本功能，具体内容包括：1.模拟单处理器系统的进程调度，加深对进程的概念及进程调度算法的理解；2.编写一个多线程程序，加深对现代操作系统中线程的理解；3.编写和调试一个银行家算法程序，加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法；4.用可变分区算法模拟主存的分配和回收，加深对存储器管理的理解，熟悉各种主存分配方法；5.模拟虚拟存储管理中缺页中断及页面置换算法，加深对虚拟存储器管理的理解，熟悉各种页面淘汰算法；模拟设备的分配与回收，加深对设备管理的理解；模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解；模拟磁盘调度的过程，加深对磁盘存储器管理的理解，熟悉各种磁盘调度算法。
6.综合以上实验的结果，并进行集成与设计，开发出一个小型虚拟操作系统。
对以上课程设计内容，将根据学生的专业与实际情况进行调整，某些题目为选作题目。
三、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1 熟悉开发环境及程序设计语言1天2 系统的分析、设计2天3 调试与集成1天4 验收，提交实验报告1天四、设计（实验）成果要求至少完成主要内容中的3项，统一使用课程设计报告书，文字清楚、工整。
两会代表委员聚焦智能网联汽车
两会代表委员聚焦智能网联汽车作者：刘通来源：《汽车纵横》2022年第04期当前，汽车智能化、网联化的融合发展正在加速，智能网联汽车已不再只是交通运载工具，也是大型智能终端、信息中心。
智能网联汽车成为中国汽车产业实现弯道超车的另一绝佳契机，更是支撑构建智能交通和智慧城市的关键节点。
在政企学研的努力下，我国智能网联汽车产业发展已取得巨大成果。
然而，要实现智能网联汽车的落地普及和规模化发展，需要进一步有效整合政府、企业、市场、技术等资源。
3月4日-11日，2022年“两会”在京召开。
来自汽车行业的政协委员和人大代表瞄准“智能网联汽车发展”这一热点话题，纷纷出谋划策。
在产业过去几年的快速发展过程中，我国已基本建成了新能源和智能网联汽车的政策法规、技术标准、产品安全的体系框架，同时企业也建立了较为完善的智能汽车自主研发体系、生产配套体系和部分核心智能化技术研发体系。
随着产业发展进一步向战略纵深处迈进，中国智能汽车操作系统等核心技术的缺失，将对我国智能网联汽车产业进一步发展造成实质性阻碍。
为避免智能汽车重蹈智能手机被“卡脖子”的覆辙，着手以中国智能汽车操作系统为核心的生态建设已经迫在眉睫。
十三届全国人大代表、上汽集团党委书记、董事长陈虹在提交的《关于修订完善相关法律法规和配套政策支持智能网联汽车加快发展的建议》中，建议政府应进一步加大对核心技术攻关的支持力度，通过专项资金扶持等方式，鼓励引导企业自主掌控操作系统、线控底盘等核心软硬件研发能力。
与此同时，相关部门也要加快形成行业标准、尽早实现产品技术规模化，如在《道路机动车辆生产企业及产品准入管理办法》中，建立“自动驾驶系统”的等级评价认证体系和准入机制等。
作为新创车企中唯一的十三届全国人大代表，哪吒汽车创始人兼董事长方运舟认为，人工智能、大数据等新技术加速发展，对中国智能汽车产业发展提出新挑战，主要包括车用操作系统、车用高性能芯片及汽车智能安全三大挑战。
尤其是汽车操作系统，已经成为中国智能汽车发展过程中的"卡脖子"技术。
计算机组成与系统结构开放式实验教学漫谈
计算机组成与系统结构开放式实验教学漫谈随着计算机科技的快速发展，计算机相关领域的教育教学也在逐步改变。
传统的计算机组成与系统结构实验教学模式已经不能满足学生对计算机技术的实际需求。
为此，开放式实验教学模式应运而生，给予学生更多自主学习和实践的机会，有效提升学生的实际操作能力和综合素质。
本文将从以下三个方面对计算机组成与系统结构开放式实验教学进行探讨和分析。
一、教学目标与设计在开放式实验教学中，教学应该注重培养学生的动手实践能力和综合素质，而不是单纯的知识传授。
因此，在教学设计上应该充分考虑学生的个性差异、学习需求和学习水平，创造符合学生实际情况的教学情境。
例如，可以安排学生在模拟实验室中模拟操作计算机硬件和软件，学习计算机系统的组成原理和工作流程，加深对计算机系统结构的理解和掌握。
此外，可以设计一些有趣的实践课题，引导学生探索计算机技术在实际应用中的价值和作用，提升学生的实践能力和创新思维。
二、教学资源和支持作为开放式实验教学的实施者，教师需要为学生提供适合的教学资源和支持，在教学过程中积极引导和鼓励学生探索性学习。
例如，可以为学生提供一些实际的计算机系统案例和教学视频资源，让学生通过观看视频和研究案例，深入理解计算机组成和系统结构的关键原理和技术。
此外，教师还应该鼓励学生通过网络互动和实践交流，分享学术研究和实践经验，让学生对技术趋势和前沿动态有更深入的了解。
三、教学评估和反馈为了保证开放式实验教学的质量和效果，教师需要定期开展教学评估和反馈，及时了解学生的学习进度和学习成果。
例如，可以通过设计实验报告、开展小组讨论、组织实践活动等方式，评估学生的学习水平和动手操作能力，及时反馈学生的表现和问题。
同时，教师还应该为学生提供针对性的学习建议和指导，帮助学生克服学习难点和困惑，提升学生的自主学习能力和创新能力。
总之，计算机组成与系统结构开放式实验教学是一种有效的教学模式，可以提高学生的实际操作能力和综合素质，实现知识的传授和能力的培养相结合。
基于Windows内核的_操作系统_课程实验平台设计与建设
Computer Education技术应用文章编号：1672-5913(2009)14-0139-02基于Windows内核的“操作系统”课程实验平台设计与建设何宗键，张惠娟(同济大学，上海 201804)摘要：在“操作系统”课程的教学中，实验教学设计的好坏直接影响到学生对操作系统本身的理解与吸收。
其中实验平台的设计与建设至关重要。
本文提出了一套基于Windows内核的“操作系统”课程实验平台，它架构在大众最为熟悉的Windows操作系统基础上，可供学生对操作系统内核进行扩展、修改、并获得客观评价。
此举极大的降低了学习门槛，提高了学生的学习兴趣和主动性。
在实际应用中取得了较好的效果。
关键词：操作系统教学；实验平台；WRK；Windows内核中图分类号：G642 文献标识码：B1 引言“操作系统”是计算机软件中最重要，最核心的部分，也是高校计算机高等教育的一门重要基础课程。
操作系统中有众多的理论、模型与思想，如果不通过实验教学，对学生的讲述仅仅停留在课堂陈述，又无法取得很好的效果，因此“操作系统”是一门实践性很强的课程。
目前国内高校“操作系统”实验课程的开设方法有如下几种：(1)验证型：即通过模拟环境、实际操作或案例剖析的形式，对操作系统中的常见算法、技术等进行验证。
这种方法可以有效的化操作系统中的抽象原理为形象的实现，但是学生做的内容往往千篇一律，其主动性很难调动。
(2)设计型：即通过模块替换、功能扩展或独立开发的形式，要求学生设计实现一些操作系统中的功能。
这种方法可以提高学生的自主能动性，但是其工作量与难度很难把握，如果太简单起不到锻炼的作用，太难又可能导致大部分学生无法完成而影响教学效果。
如何使操作系统实验既能很好的辅助课程教学，又能提高学生的实践水平，是所有讲授操作系统的教师不得不面对的问题。
我们认为，搭建强有力的实验平台对解决此问题有重要意义。
一个好的操作系统实验平台需要最大程度上的降低课程实验的难度，屏蔽操作系统实现的复杂细节，抓住知识要点，调动学生的积极性，同时又可以对学生的工作作出合理的评价。
计算机操作系统实验课程教案2016
教师备课教案本
(实验课程)
教学单位：计算机学院
课程名称：计算机操作系统
课程组成员：李文生周艳明邹昆马慧段琢华版本号：2016
电子科技大学中山学院
实验课程授课计划
“教学后记”为可选填写项，是授课完毕后，教师对授课准备情况、授课过程及授课效果的回顾与总结。
再次运行程序，将结果截屏并放入实验报告。
并分析实验结果，描述主线程和线的交替执行情况。
此结果有没有问题？如果有问题的话试分析原因。
CPU的机器上的执行情况和多核CPU的机器上的执行情况可能有
、下面我们修改上述程序，编写一个模拟火车站售票系统的程序。
我们知道，在实际生活中，多个人可以同时购买火车票。
也就是说，火车站的售票系统肯定
再次编译运行程序，将结果截图放入实验报告，该结果有无问题？
注意观察最后一行ticket的编号，和之前的结果作对比。
为何多卖了一张票？试进行分析，将分析写入实验报告。
提示：分析当ticket==1时两线程的执行情况。
2、查看BPB参数表，根据BPB参数表结构（附该表），根据DBR0x30偏移的8字节（0x00 00 00 00 00 0C 00 00）确定MFT表的起始簇号为（786432）（十进制表示）
“转到扇区”（或点击工具栏的。
嵌入式Linux操作系统教学模式探讨及创新课题实践
系统 的教 学特 点和 实 践教 学模 式依 然处 于探 索阶 段 。
一
、
嵌 入式 Ｌｎｘ操 作 系统课 程特 点 ｉ ｕ
嵌 入式 Ｌｎ ｘ 操 作系 统 是一 门综合 性 很高 的 电气 类专 业 课 ｉｕ
学 的 目的是想 帮助 异地 的表 妹 学习数 学 ， 在 自己的衣帽 问用 雅 他
参 考文 献 ：
［］ 奕标 ． 息技 术何 以未 能有 效 变 革教 育的 框 架分 析 ［ ． １ｔ 信 Ｊ教 ］ 育 学人 大复 印报 刊 资料 ， １ ， ２ ２５ ０
［】 治 文 ． 远 程 教 育 中 的 心 理 距 离 因素 【 ． 国 远 程 教 ２王 论 Ｊ中 ］ 育， ０， ２ ５１ ０ ２ ［］ 国远 程教 育 网．ｔ： ｗ ． ｙｅｕｔｍ ３中 ｈｐ／ ｗｃ ｃｄ ． ｔ １ ｗ ｎ ｏ ［］ 动 百科 ． 汗学 院．ｔ：ｗ ｗｈ ｄｎ ． ｍ ４互 可 ｈｐ／ ｗ ． ｏｇｃ ｔ ／ ｕ ｏ
案 并实 现 。然 而随着 市场 上 试验 平 台的 日益丰 富和 完善 ，很 多需 在 Ｌ Ｄ 的显示 屏上 。 Ｃ
要 学 生 自己动 手 才 能 实现 的 功 能 ，都 能 找 到相 对 应 的模 块 来代
替 ，学 生只 需 要根据 模块 的说 明来操 作 ，就可 以轻松 达 到实 验要
生 了 “ 汗学 院 ” 可 。
系 统 ，在 解 放学 生 时 间 、空 间的 同时 如 还能 有效 地 控 制学 生 的学 习进度 、保证 学 习效果 必会 潜 力 巨大 ，影 响 深远 ，甚 至会 对 整个
社会 的教育 变 革产 生极大 的促 进作 用 。
一种新型操作系统内核与内核实验系统的研究与实现
实 验 系 统 ， 以满 足 内 核 实 验 的教 学需 求 。
先 应 该 是 紧凑 小 巧 的 ，能 够 保 证 学 生在 一 个 学 期 内通 读 其 源 码 ，掌 握 其 设 计 原 理 与 实 现 方 法 。从 这 个 角 度 看 ， 当前 的主 流 的 操 作 系 统 内核 都显 得 太 大 ，动 辄 上 千 万 行
配 器初 始 化 。
２ ３ ３ 缓 冲 区 管理 ． ．
中断 服 务 模块 处 在 最 底 层 ，负 责 与 硬 件 的交 互 ，提
供 了对 中断 和 异 常 的 处 理 。
当进 程想 要 从 一 个 文 件 上 存 取 数 据 时 ， 内核 把 文件 中的 数据 移入 内存 ，在 内存 中读 取 和 修 改 其 内容 ，然 后
一
杨 麦顺 ，巩 学伟 ，颜世 光
（ 安交 通大学 电子与 信息 工程学 院 ，陕西 西 安 西 ７０４ ） １０ ９
摘 要 ：本 文 首 先 分 析 了操 作 系统 内核 实验 平 台的 系统 需 求和 现 有 平 台存 在 的 不 足 ， 然后 针 对 这 些 需 求
提 出 了新 的设 计 思 想 ，设 计 了一 个新 的 内核 ，并 对 各 主 要 模 块 进 行 了具 体 实现 ，在 此 基 础 上 设 计 了 内核教
是 计 算 机 专 业 的重 点 课 程 ，而 原 理 的学 习要 和 实 践 相 结 作 系统 内核 中 ，计 算 机 的 运 行 效果 就 发 生 了 改 变 ，可 以 合 才 能 有 好 的效 果 ，这 就 对 内核 实 验课 程 提 出 了很 高 的 很 容 易 的从 计 算 机 的启 动 速 度 ，响 应 时 间 ，程 序 执 行 的 要 求 。设 计 一 套 容 易 上 手 ，与原 理课 程 结 合 紧 密 并 能 激 流 畅度 等 感 觉 出这 些 改 变 。 发 学 生 学 习兴 趣 的 内核 实 验 尤 为 必 要 。 为 此 ，本 文 分 析
实践教学中教师创新生态系统研究
创新教育科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald212DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.34.212实践教学中教师创新生态系统研究①郭宗明 李国强（烟台南山学院 山东烟台 265713）摘 要：本文进一步认识了实践教学概念及实践教学生态系统。
教师作为实践教学创新生态系统中一个关键因素，其本身又是一个复杂的创新生态系统。
教师的创新教学理念、创新教学方法、创新教学内容、创新教学设计等等都是构成教师创新生态系统的因素。
关键词：实践教学 创新 生态系统中图分类号：F276.44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2017)12(a)-0212-02实践教学是培养高技术应用能力和创新型人才不可缺少的重要途径。
认识实践教学的系统性有利于促进实践教学的质量和水平。
本文从生态系统的角度，剖析实践教学生态系统中的重要因子—教师对高校实践教学创新生态系统的影响。
1 实践教学及实践教学系统1.1 实践教学的概念教学活动过程中不仅有教师的课堂讲授、学生的思考、提问及教师的解答，而且有相应的实验、实习、劳动等等环节。
教育教学培养的人才与社会发展需要的人才的不协调和不适应性日益突出，对教育教学提出了客观性思考问题。
对教学活动过程的反思，教学活动中的学生为主的实践活动得到认识和加强。
20世纪80年代，我国出现“实践环节”一词，《关于制订职工高等工业专科学校教学计划的暂行规定》中提出加强实践性教学环节的要求[1]。
实践性教学环节是实验、实训等教学环节的统称。
这些环节都具有实践性强的特点。
实践教学是实践性教学环节的升华。
它具有概念的特征[2]。
因此，从教学活动过程及教学活动对社会发展作出适应性演变的本质上看，理论教学和实践教学是教学活动整体的两个方面。
实践教学因理论教学而产生，离不开理论教学，但实践教学在其内容、形式和功能上有不同于理论教学。
活动四探究操作系统
活动四探究操作系统一、活动背景随着信息技术的不断发展，操作系统成为了计算机科学的核心技术之一。
为了加深对操作系统原理的理解，提高对操作系统设计和优化的能力，本次活动将组织学生进行操作系统的探究。
二、活动目标1、深入了解操作系统的基本原理和功能；2、学习操作系统的设计和实现；3、提高学生对操作系统优化和安全性的能力。
三、活动内容1、理论学习：学生通过阅读教材、网上课程等途径，了解操作系统的基本原理、功能、设计和优化方法。
2、实践操作：学生通过实验、编程等方式，实践操作系统的设计和优化。
3、交流讨论：学生通过小组讨论、线上论坛等方式，交流学习心得和经验，互相学习和帮助。
4、成果展示：学生通过报告、演示等方式，展示自己的研究成果和学习成果，提高自信心和表达能力。
四、活动流程1、确定研究主题：学生根据自己的兴趣和需求，选择一个操作系统相关的主题进行研究。
2、制定研究计划：学生根据自己的研究主题，制定具体的研究计划，包括研究内容、方法、时间等。
3、实施研究计划：学生按照计划进行学习和实践，记录实验数据和结果，并及时调整计划。
4、撰写报告：学生在完成研究后，撰写一份完整的报告，包括研究背景、目的、内容、方法、结果等。
5、成果展示：学生通过报告、演示等方式，展示自己的研究成果和学习成果，提高自信心和表达能力。
五、活动评价1、学习态度：评价学生在活动中的学习态度，包括是否积极参与、认真学习、努力实践等。
2、知识技能：评价学生在活动中的知识技能水平，包括对操作系统原理的理解、设计和优化能力等。
3、创新能力：评价学生在活动中的创新能力，包括是否能够独立思考、主动探索、解决问题等。
4、合作精神：评价学生在活动中的合作精神，包括是否能够与他人协作、积极交流、互相帮助等。
六、活动总结通过本次活动，学生们深入了解了操作系统的基本原理和功能，学习了操作系统的设计和实现方法，提高了对操作系统优化和安全性的能力。
学生们也发现了自己的不足之处，如理论知识掌握不够扎实、实践能力有待提高等，需要在今后的学习和实践中加以改进和完善。
《Linux操作系统》课程标准
《Linux操作系统》课程标准（理论）二、课程定位Linux操作系统是计算机科学与技术、数据科学与大数据技术、物联网工程等专业开设的一门专业必修课程。
Linux是自由软件项目的重要组成部分。
它目前广泛地应用于计算机科学研究、软件技术研究、网络服务后台系统等需要高可靠性、高复杂度的环境之中。
因此，学习使用Linux也成为计算机相关专业人员所必备的技能之一。
掌握Linux操作系统的基本应用技能，可以更好地理解多用户多任务操作系统的文件和目录管理、用户和组管理、磁盘管理、软件包管理、进程管理和Shell编程等知识，对综合实践能力的培养有重要的促进作用。
为后续课程如Hadoop生态圈大数据开发技术起到重要的支撑作用。
三、课程目标总体目标本课程通过相关理论的讲授和若干实验任务的实施，培养学生用理论知识去分析并解决问题的能力；通过不断的上机实践培养学生实际操作能力并积累Linux操作系统使用经验；通过任务分解及设计，培养学生在Linux环境下进行软件开发和系统管理的实践能力与创新能力，从而促进学生综合应用能力的发展。
（一）知识目标1.掌握Linux操作系统的发展历史、应用领域及安装方法；2.掌握Linux常用命令的用法；3.熟练运用vi编辑器；4.掌握文件和目录管理的基本概念、基本原理及相关命令的用法；5.掌握用户和组管理的基本概念、基本原理及相关命令的用法；6.掌握磁盘管理的基本概念、基本原理及相关命令的用法；7.掌握软件包管理相关命令的用法；8.掌握进程管理的基本概念、基本原理及相关命令的用法；9.熟练掌握Shell编程的相关方法。
（二）能力目标1.具备在命令行界面下完成基本操作的能力；2.具备文件和目录管理、用户和组管理、磁盘管理、软件包管理、进程管理、shell编程开发能力；3.具备独立解决问题的能力、较好的综合实践能力；4.具备开发创新能力；5.具备Linux的前沿应用能力。
（三）情感价值目标1.培养学生的学习兴趣与探索精神，激发学生的创新思维与创造力；2.培养学生的自主学习能力，掌握利用在线资源、文档和社区论坛进行技术学习和问题解决的方法；3.培养学生的社会责任感、专业认同感、科技报国的家国情怀和科学严谨、一丝不苟的工作作风；4.培养学生遵守信息技术行业的职业道德和行为规范，尊重知识产权，坚定政治立场，理解并遵守相关的法律法规。
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0 引言《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006—2020年）》及“核高基”国家重大科技专项在实施过程中所折射出的计算机专业人才培养方面的问题说明，计算机系统能力培养亟待加强和改善，且是提高计算机专业本科教学质量和水平的一个重要方向[1]。
特别需要指出的是，我国在操作系统研发方面长期处于落后态势，制约着整个基础系统软件产业的发展。
作为计算机本科专业主干课程之一的“操作系统”课程，在我国高层次计算机专业人才的基础知识传授和实践技能培养方面具有不可替代的作用，是实施计算机系统能力培养的关键核心课程和着力点。
为从根本上改变我国操作系统及基础系统软件研发实力的落后态势，“操作系统”课程应当在计算机系统能力培养方面发挥排头兵作用，并为掌握计算机核心技术高素质人才的培养厚植沃土。
换句话说，不仅“操作系统”课程的理论教学内容应当与时俱进和不断完善，以适应计算机及操作系统技术的迅猛发展，而且相关实验课题体系的建设亦应持续改进和拓展优化，以适应操作系统实验课题拓展及支撑操作系统研发的教学生态圈构建初探翟高寿1，许宏丽1，杨 昆2，李德国2（1．北京交通大学计算机与信息技术学院，北京 100044； 2．龙芯中科技术有限公司，北京 100089）【摘要】“操作系统”是计算机本科专业主干课程，也是实施计算机系统能力培养的关键核心课程和着力点所在。
为从根本上改变我国操作系统及基础系统软件研发实力的落后态势，应当在计算机核心技术自主可控的国家战略指导下，从操作系统构建和推广应用目标出发，持续改进操作系统实验课题体系建设，不断拓展和优化与操作系统相关的基础系统软件群研发技术的实验课题设计要求，改革、完善、满足操作系统研发生态圈高层次专业人才培养需求的理论与实践教学内容，同步构建起能够有效支撑操作系统研发的教学生态圈。
【关键词】操作系统；实验课题；体系建设；教学生态圈；基础系统软件【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-5065（2019）03-0044-07收稿日期：2018-12-30作者简介：翟高寿（1971—），男，山西阳泉人，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为操作系统、系统安全、系统软件；许宏丽（1963—），女，辽宁沈阳人，博士，教授，硕士生导师，研究方向为图像/视频分析、视觉测量、三维重构；杨昆（1977—），男，浙江杭州人，博士研究生在读，研究方向为计算机应用；李德国（1973—），男，江苏徐州人，学士，工程师，研究方向为FPGA及教学应用。
基金项目：2017年教育部产学合作协同育人项目“基于龙芯处理器的操作系统构建实训项目开发”（项目编号：201702025004）。
我国高层次计算机专业人才的实践技能培养要 求[2]。
进一步说，在国家关于计算机核心技术自主可控战略的指导下，应从操作系统构建和推广应用目标出发，不断拓展和优化操作系统相关基础系统软件群研发技术的实验课题的设计要求，改革、完善并满足操作系统研发生态圈高层次专业人才培养需求的理论与实践教学内容，同步构建起能够有效支撑操作系统研发的教学生态圈。
1 构建操作系统及推广应用所需的专业知识技能要确立构建操作系统及推广应用所需专业知识和技能的基本要求，必须先搞清楚操作系统在整个计算机系统体系结构中所处的地位及其自身的核心功能。
1.1 计算机系统体系结构及操作系统核心功能现代计算机系统体系结构如图1所示，该图是在James E. Smith 和Ravi Nair 给出的计算机体系结构示意图的基础上设计绘制而成的[3]。
从图1中可以看到，处理器调度程序、内存管理程序及各种各样的设备驱动程序构成了操作系统最主要的核心功能。
同时，操作系统运行在处理器平台上，承担着管理、控制各类计算机软硬件资源的任务，并为其他程序的运行提供系统调用服务。
1.2 操作系统研发所需基础知识及技能要求操作系统在整个计算机系统中承担衔接软硬件的桥梁和纽带作用。
因此，研制和开发操作系统必须掌握的基础知识应包括机器指令集、基本输入输出系统（BIOS ）、内存管理和中断等硬件运行机制，以及向应用程序提供系统服务的软中断机制。
从操作系统功能设计的角度而言，自启动装入、系统调用、内存管理、处理器管理、设备管理及文件系统等相关方法与技术应构成“操作系统”课程的主体教学内容。
此外，操作系统的结构设计、开发与测试方法、性能评价指标、发展历程及相关概念等亦可作为“操作系统”课程的可选内容。
需要说明的是，在特定方法与技术的教学讲授和实施过程中，应有机穿插引入Windows 或Unix/Linux 典型案例加以展开，从而化抽象为具体，使学生真正理解、掌握并保证课堂教学质量。
从培养操作系统研发高素质人才的角度而言，不仅要求掌握上述相关概念和设计原理，同时还要求能够熟练地运用汇编语言、C 语言（Rust 语言或Go 语言）开展操作系统及各功能模块的分析、设计、编码、测试和维护。
1.3 基础系统软件知识范畴及技能要求操作系统（指操作系统内核）是重要的基础系统软件，绝大部分其他软件都运行在操作系统上。
但只有配备了诸多实用软件的操作系统，才可以算得上是功能强大的操作系统，也才能够有推广应用的潜在价值和实力。
笔者认应用程序库例程操作系统键盘控制器鼠标控制器显示器控制器软盘控制器硬盘控制器U 盘控制器网络设备控制器音响控制器摄像头控制器内存控制器执行部件（处理器）系统互连部件（总线）内存地址转换部件基本输入输出系统设备驱动程序内存管理程序处理器调度程序系统指令集用户指令集用户硬件软件指令集体系结构图1 现代计算机系统体系结构为，实用软件主要指那些通用的、方便计算机系统使用且拥有众多用户群体的软件，包括编辑器、汇编器、编译器、开发调试工具、网络通信程序、网络浏览器、文件管理器、任务管理器、桌面系统（实质上是前述若干种实用程序的集成），以及办公软件、仿真软件等。
其中，构建汇编器和编译器所涉及的目标程序文件格式、可执行文件格式，以及汇编器、链接器、调试器的设计开发方法与技术在大部分高校现有的计算机专业本科课程（包括“操作系统”）中，一般并没有涉及[4]。
笔者认为应当补充到“操作系统”课程中，以完善基础系统软件研发知识结构。
同样，除有关概念、算法的理解外，还应配备实验课题实践环节，确保学生真正掌握所需知识。
2 操作系统实验课题体系建设“操作系统”对计算机专业本科生来讲是公认的一门比较难以“吃透”和真正掌握的课程，其根源就在于相关的概念和原理较多、比较抽象且难以理解。
因此，“操作系统”课程的实践环节对于保证课程质量、保证系统开发实践技能培养的效果特别重要。
第一步就是进行操作系统实验课题体系建设，这也是关键的一步。
2.1 操作系统实验课题体系整体规划立足于操作系统及计算机系统核心技术自主可控战略对于高素质人才培养的需求，操作系统实验课题应面向系统能力培养目标进行整体规划和优化布局。
（1）从构建操作系统各关键模块的实验设计出发，融入核心算法实现和开放源码分析验证两类实验作为有机补充，构建和完善“操作系统”课程分层立体式实验课题体系。
总体上，操作系统实验课题可分为系统开发类实验课题和核心算法实现类实验课题。
系统开发类实验课题可进一步细分为系统级应用开发类实验课题、系统模拟实现类实验课题、实际系统部件开发类实验课题、内核源码分析验证类实验课题及自主系统开发类实验课题5个子类。
其中，内核源码分析验证类实验课题建议以开放源码的Linux操作系统内核源码及相应系统平台作为分析/实验对象。
（2）从基础系统软件开发技能培养需求、龙芯处理器平台及开源Linux操作系统出发，拓展或调整相关操作系统实验课题设计要求，并把它列为实践类本科课程（如“软件系统课程设计”“软件综合实践”“Linux操作系统分析与实践”）或研究生课程（“高级操作系统”“安全操作系统”等），甚至列为本科毕业设计或研究生论文的实验（项目）课题。
考虑到学生兴趣及在未来工作中所面对的多样性的技能需求，“操作系统”课程实验实践环节应全面实施自主选择实验课题并贯彻分类分层次要求及因材施教的原则。
同时通过不同实验课题设置不同权值或不同要求、不同评价等级的方式，适度引导学生选择真正的系统开发类实验课题，保证系统能力培养总体目标的实现和达成。
2.2 系统开发类操作系统实验课题 整体上而言，从系统级应用开发类实验课题，到系统模拟实现类实验课题，再到实际系统部件开发类实验课题，一直到内核源码分析验证类实验课题和自主系统开发类实验课题，相关设计和完成难度逐级增大，成绩评定权值应适当逐级提升。
如有关学生确实是自己独立完成并达到了相应实验课题要求，甚至可提供一个实验课题等价于若干实验课题的评价处理方案。
上述5类实验课题列表及简要描述如表1所示。
2.3 核心算法实现类操作系统实验课题根据“操作系统”课程相关内容，核心算法实现类操作实验课题及简要描述如表2所示。
相关实验课题均要求正确设计测试用例并进行充分的测试验证。
3 操作系统实验课题拓展为营造培养具备操作系统及计算机核心技术研发能力的高素质人才的良好环境，可对现有操作系统实验课题进行拓展（见表3），以涵盖现有相关专业课程未涉及的基础系统软件设计内容。
同时，从支持国产优秀处理器发展和推广的角度出发，可专门设立基于龙芯处理器的操作系统实训项目类实验课题（见表4）。
另外，在“Linux 操作系统分析与实践”“高级操作系统”和“安全操作系统”课程中，还可引入各种层级的基于Linux内核的操作系统实验课题（见表5），以增强对开源Linux操作系统的深入理解和掌握，进而表1 系统开发类操作系统实验课题分类列表及简要说明分类实验课题简要说明系统级应用开发Peterson同步机制及其与Windows/Linux同步机制的比较无基于Windows的典型进程同步问题解决方案的模拟实现生产者—消费者问题；各类读者—作者问题；哲学家就餐问题基于Linux的典型进程同步问题解决方案的模拟实现系统模拟实现进程管理器模拟设计与实现实现进程状态演化及控制操作内存管理器模拟设计与实现基于分区内存管理方式实现FAT文件系统模拟设计与实现基于虚拟机及软盘映像文件实现实际系统部件开发Linux Shell设计实现与替换无Linux桌面系统设计实现与替换支持任务管理、文件管理等Linux设备驱动程序设计与实现Linux/Windows设备驱动模型；选择特定网卡、声卡、字符设备Windows设备驱动程序设计与实现内核源码分析验证Linux内核引导模块分析验证引导过程及关键操作代码Linux内核内存管理机制分析验证提取关键数据结构及算法Linux内核进程调度机制分析验证Linux内核特定文件系统分析验证可选择EXT2/3/4、NTFS或FAT Linux内核特定设备驱动程序分析验证可选择特定网卡、声卡、键盘自主系统开发最简操作系统设计实现要求实现二次引导过程自主操作系统设计实现学生自己构思和教师审批确立开放式自主系统开发课题表2 核心算法实现类操作系统实验课题及简要说明实验课题简要说明页面淘汰算法实现、验证及比较最佳/随机/先进先出/最长时间未使用/简单Clock/改进型Clock处理机调度算法实现、验证及比较先来先服务/短进程优先/高优先权优先/高响应比优先/时间片轮转/多级反馈队列调度算法银行家算法实现与验证随机发生进程创建/撤销及资源请求/释放事件死锁检测算法实现与验证随机发生进程/资源状态磁盘调度算法实现、验证及比较先来先服务/最短寻道时间优先/扫描/循环扫描/FSCAN算法表3 拓展的操作系统实验课题及简要说明实验课题简要说明支持保护模式的简单操作系统的设计与实现实模式/保护模式切换，建立控制台及命令接口支持FAT文件系统的简单操作系统的设计与实现建立控制台并全面支持FAT软盘映像文件操作支持EXT2文件系统的简单操作系统的设计与实现建立控制台并全面支持EXT2磁盘映像文件操作支持中文的简单操作系统的设计与实现建立控制台并支持内核/用户空间中文信息显示C程序预编译器的设计与实现能处理C标准规范中的大多数预编译语句简单C程序编译器的设计与实现要求生成可执行文件或可直接处理的汇编代码面向特定汇编格式源程序的汇编器的设计与实现要求生成特定标准规范格式的目标程序/可执行文件链接程序的设计与实现要求生成特定标准规范格式的可执行文件汇编源码模块间调用关系分析工具的设计与实现无C源程序函数间调用关系自动分析的研究与实现无Makefile文件分析工具的设计与实现无CMakeLists文件分析工具的设计与实现无操作系统内核源程序分色显示工具的设计与实现Linux内核源码（涵盖.c、.h、.s、.S、Makefile等）汇编程序智能编辑器的设计与实现无C程序智能编辑器的设计与实现无Makefile文件智能编辑器的设计与实现无汇编程序调试器的设计与实现无C程序调试器的设计与实现无虚拟机的设计与实现无表4 基于龙芯处理器的操作系统实训项目类实验课题及简要说明实验课题简要说明基于龙芯处理器的基本输入输出系统的设计与实现基于龙芯实验箱，完成核心BIOS中断例程基于龙芯处理器的U-Boot固件移植与优化分析U-Boot源码，并移植到龙芯实验箱平台上基于龙芯处理器的简单操作系统的设计与实现基于龙芯实验箱基于龙芯处理器的Linux操作系统的移植与优化基于龙芯实验箱基于龙芯处理器的设备驱动程序的设计与实现基于龙芯实验箱、特定设备和Linux操作系统基于龙芯处理器的简单C编译系统的设计与实现基于龙芯实验箱和Linux操作系统基于龙芯处理器的汇编器的设计与实现基于龙芯实验箱和Linux操作系统基于龙芯处理器的汇编程序调试器的设计与实现基于龙芯实验箱和Linux操作系统提升构建自主可控操作系统的群体性研发实力。