1 課程建設(shè)基本情況

由于操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有舉足輕重的作用，能否學(xué)好“操作系統(tǒng)”對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展有著諸多影響。為此，我校操作系統(tǒng)課程組經(jīng)過(guò)認(rèn)真探索，從教學(xué)方法、上課形式、課程內(nèi)容、考試方式等方面對(duì)操作系統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，提出并實(shí)施了一系列具體的措施，全力營(yíng)造精品課程。

首先，我們以聯(lián)系的方式把握“操作系統(tǒng)”的教學(xué)?！安僮飨到y(tǒng)”是一門(mén)整體性很強(qiáng)的課程，涉及計(jì)算機(jī)的方方面面，且直接與計(jì)算機(jī)硬件打交道。因此，硬件的基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)非常大。如果學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不夠清晰，學(xué)習(xí)“操作系統(tǒng)”時(shí)就會(huì)遇到很大的困難。因此，我?！安僮飨到y(tǒng)”課程組的老師經(jīng)常與“計(jì)算機(jī)組成”和“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等課程的老師溝通，確保這些課程之間的邏輯連貫性和知識(shí)緊湊性，甚至由同一教師教授這三門(mén)課程，以取得這些知識(shí)間的無(wú)縫連接，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的效果。

其次，我們參考美國(guó)著名大學(xué)的“操作系統(tǒng)”教程，吸取他們?cè)凇安僮飨到y(tǒng)”教學(xué)上的經(jīng)驗(yàn)及獨(dú)到之處。同時(shí)，在課程教學(xué)中引入團(tuán)隊(duì)人員在設(shè)計(jì)真正的商業(yè)操作系統(tǒng)中所積累的經(jīng)驗(yàn)，如EMC的Engenity智能存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、IBM的AIX操作系統(tǒng)等，將跨國(guó)公司在研發(fā)操作系統(tǒng)上的心得體會(huì)與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)用于課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的課題設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生了解實(shí)際操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的酸甜苦辣，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)理解操作系統(tǒng)的層次和深度。

更為重要的是，我們以立體化教學(xué)組合來(lái)創(chuàng)造精品環(huán)境。從聯(lián)系生活的現(xiàn)身說(shuō)法，到課程網(wǎng)站、FTP下載站、E－learning在線教育互動(dòng)平臺(tái)以及邀請(qǐng)業(yè)界精英進(jìn)行講座，各種方式均以其獨(dú)特的功用被納入到整個(gè)教學(xué)的計(jì)劃和安排中。尤其是E－learning上的師生互動(dòng)，讓授課教師能夠及時(shí)了解到學(xué)生的反饋，及時(shí)對(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，以更好地適應(yīng)不同班級(jí)的學(xué)生需求。最后，我們鼓勵(lì)學(xué)生在課堂內(nèi)外進(jìn)行思索，在設(shè)計(jì)大實(shí)驗(yàn)中勇于創(chuàng)新，探索把握操作系統(tǒng)的精髓。

2 精品課程的創(chuàng)新點(diǎn)

本課程的特色與創(chuàng)新點(diǎn)是以哲學(xué)為立教基礎(chǔ)、以立體化手段構(gòu)造精品環(huán)境、以前沿接軌開(kāi)闊學(xué)生視角、以現(xiàn)身說(shuō)法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1） 以哲學(xué)為立教基礎(chǔ)

人類(lèi)萬(wàn)事萬(wàn)物均與哲學(xué)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，操作系統(tǒng)也不例外。從哲學(xué)上看，操作系統(tǒng)乃至計(jì)算機(jī)整個(gè)領(lǐng)域?yàn)橐蝗嗽炜茖W(xué)，即它們的原理、方法和實(shí)踐不具有絕對(duì)的正確與錯(cuò)誤，而只是具有相對(duì)的好與壞而已。因此，在操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，最后的考慮因素通常是哲學(xué)上的考慮。如是否需要節(jié)省成本？是否需要簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程？為效率的提高能夠付出多大的代價(jià)？這些考慮最后體現(xiàn)在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各種具體選擇上。而有些初看難以理喻的設(shè)計(jì)決策，在上升到哲學(xué)的思考層次之后，就完全清晰明了了。

2） 以立體化手段營(yíng)造精品教學(xué)環(huán)境

多管齊下，將所有有助于教學(xué)的方式應(yīng)用到教學(xué)過(guò)程中，最大限度營(yíng)造精品教學(xué)環(huán)境。案例教學(xué)以史為鑒，讓學(xué)生置身于模擬的真實(shí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)如何進(jìn)行具體的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決。課題設(shè)計(jì)大實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)、解決問(wèn)題和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。全英語(yǔ)或雙語(yǔ)教學(xué)迫使（鼓勵(lì)）學(xué)生使用英語(yǔ)解答，提高英文交流能力。教學(xué)網(wǎng)站擴(kuò)充課堂內(nèi)容，提供大量“操作系統(tǒng)”課外補(bǔ)充資料、電子課件和在線自測(cè)。E-learning學(xué)習(xí)平臺(tái)將54學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)擴(kuò)充成無(wú)時(shí)空限制的在線教學(xué)。

3） 以國(guó)際化教學(xué)的前瞻性開(kāi)闊學(xué)生視角

結(jié)合國(guó)內(nèi)外操作系統(tǒng)領(lǐng)域的最新發(fā)展，參考國(guó)際著名大學(xué)最新推出的操作系統(tǒng)課程大綱，借鑒大型跨國(guó)公司在設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)中獲得的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)的前瞻性和國(guó)際性，構(gòu)建合理的教學(xué)內(nèi)容。聘請(qǐng)優(yōu)秀的第一線精英擔(dān)任教師，參與教案制訂，傳授先進(jìn)的理念和技術(shù)；邀請(qǐng)?jiān)诓僮飨到y(tǒng)設(shè)計(jì)上有見(jiàn)解的大師進(jìn)行講學(xué)，與國(guó)際前沿接軌，開(kāi)闊學(xué)生視野。

4） 以現(xiàn)身說(shuō)法的生動(dòng)趣味性激起學(xué)習(xí)的興趣

鑒于我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)有著參加真實(shí)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)身說(shuō)法，講解在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的具體問(wèn)題和采用的具體解決方法、將操作系統(tǒng)的原理在實(shí)踐中進(jìn)行分析，促使學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的角度分析和解決問(wèn)題。穿插于案例分析之中的原理介紹，使學(xué)生潛移默化地學(xué)會(huì)運(yùn)用原理、把握精髓、深入淺出，使學(xué)生真正明了操作系統(tǒng)的奧妙，從而提高學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)的興趣。

3 精品課程建設(shè)的具體實(shí)施辦法

多年來(lái)，為營(yíng)造“操作系統(tǒng)”精品課程，我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容、方法、手段等方面進(jìn)行了一系列的研究和改革，構(gòu)造精品環(huán)境，建立了一套具體的實(shí)施辦法。

1）建立“案例-原理-實(shí)踐”的教學(xué)模式

根據(jù)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，摒棄了過(guò)去只注重書(shū)本內(nèi)容的教授，引進(jìn)了實(shí)際工作的案例。通過(guò)案例分析，促使學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，從現(xiàn)實(shí)的角度看待問(wèn)題、分析問(wèn)題，不再局限于書(shū)本上的條條框框。而穿插于案例分析之中的原理介紹，使學(xué)生潛移默化地學(xué)會(huì)運(yùn)用原理。對(duì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的親身實(shí)踐，使得學(xué)生把所學(xué)轉(zhuǎn)化為所用，并在所用中不斷加深與把握對(duì)操作系統(tǒng)的理解，避免高分低能的現(xiàn)象。

2）建立“與生活聯(lián)系起來(lái)”的深入淺出講解模式

在多年的操作系統(tǒng)教學(xué)與設(shè)計(jì)中，我們發(fā)現(xiàn)操作系統(tǒng)的許多原理本來(lái)就來(lái)源于生活。如進(jìn)程同步與生活中約會(huì)的類(lèi)似性；緩沖區(qū)與超市的類(lèi)似性；層次結(jié)構(gòu)與人類(lèi)上層建筑的類(lèi)似性等。通過(guò)把這些人類(lèi)生活中常見(jiàn)的機(jī)制引入到教學(xué)中進(jìn)行類(lèi)比分析，使枯燥的操作系統(tǒng)原理變得生動(dòng)有趣，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3）建立立體化的精品教學(xué)環(huán)境

除了課堂教學(xué)，我們建立了課程網(wǎng)站和E-learning在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。在課程網(wǎng)站上放置了大量操作系統(tǒng)資料，包括各種線程庫(kù)、小型操作系統(tǒng)、擴(kuò)充性資料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、多媒體課件和錄像，以及網(wǎng)上自測(cè)問(wèn)答。在E-learning在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上，提供了選課、在線課件學(xué)習(xí)、交流、提問(wèn)、提交和批改作業(yè)、通告、學(xué)生教學(xué)評(píng)估和反饋等功能。此外，采用雙語(yǔ)教學(xué)，并選拔優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行全英文教學(xué)。

4） 建立理論聯(lián)系實(shí)際的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)上，我們和企業(yè)合作，使用最新的軟件工具，搭建項(xiàng)目實(shí)踐的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。目前，建立了兩個(gè)300平方米的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生長(zhǎng)期開(kāi)放。讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)方式完成一個(gè)彰示根本原理的小型操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)上進(jìn)行創(chuàng)新，提出自己的見(jiàn)解和設(shè)計(jì)，并在實(shí)驗(yàn)室加以驗(yàn)證，從根本上和底層次上深化對(duì)操作系統(tǒng)的理解。

5） 建立與當(dāng)前技術(shù)的緊密聯(lián)系

在介紹基礎(chǔ)原理之外，對(duì)當(dāng)前與操作系統(tǒng)相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)作出講解。尤其是在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際考量、操作系統(tǒng)威脅和操作系統(tǒng)的災(zāi)難應(yīng)對(duì)上，我們講解了先進(jìn)的理論、方法和實(shí)踐。例如，我們講解了Phishing對(duì)操作系統(tǒng)安全的挑戰(zhàn)，Multicore和流媒體技術(shù)對(duì)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響、數(shù)據(jù)備份與災(zāi)難恢復(fù)對(duì)操作系統(tǒng)的新要求等。同時(shí)，我們邀請(qǐng)企業(yè)的資深工程師和操作系統(tǒng)的真正設(shè)計(jì)者開(kāi)設(shè)講座，傳授最新技術(shù)和業(yè)界最佳實(shí)踐，開(kāi)闊學(xué)生視野。

4 精品課程相關(guān)教材介紹

在教學(xué)內(nèi)容的組織上，我們遵循基礎(chǔ)與前沿兼顧、理論與實(shí)際齊進(jìn)、技術(shù)與管理并重的原則，覆蓋了操作系統(tǒng)知識(shí)體系的所有方面，并努力為后續(xù)的信息安全理論、高可靠軟件工程、分布式操作系統(tǒng)、信息災(zāi)難及災(zāi)難應(yīng)對(duì)、實(shí)時(shí)計(jì)算等計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)I(yè)課打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

為此，我們選擇了荷蘭籍學(xué)者Andrew Tanebaum編寫(xiě)的原版國(guó)際優(yōu)秀教材《Modern Operating System》作為中心教材。該書(shū)在操作系統(tǒng)界享有很高的威望，并被美國(guó)的多所著名大學(xué)選擇作為教材或參考書(shū)，在Amazon的在線評(píng)論里也獲得了五個(gè)星級(jí)的評(píng)價(jià)。該書(shū)對(duì)操作系統(tǒng)的論述全面、充分，錯(cuò)誤較少，與操作系統(tǒng)的當(dāng)前研究同步，文筆流暢，可讀性強(qiáng)，趣味性高，是少有的優(yōu)秀教材。學(xué)生使用后反映良好。

主講教師個(gè)人簡(jiǎn)歷

主講教師鄒恒明教授系美國(guó)密歇根大學(xué)（University of Michigan-Ann Arbor）計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程博士、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士、華中理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)士。曾先后在美國(guó)IBM、美國(guó)國(guó)家數(shù)據(jù)公司、美國(guó)朗訊和美國(guó)EMC公司任職8年多，參與了EMC公司的Engenity存儲(chǔ)操作系統(tǒng)和IBM的AIX操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，并為多家跨國(guó)公司設(shè)計(jì)過(guò)（信息）災(zāi)難恢復(fù)解決方案。2003年10月加入上海交通大學(xué)，為高可靠軟件實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。目前開(kāi)設(shè)的課程有操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和信息災(zāi)難及災(zāi)難應(yīng)對(duì)。鄒恒明教授在國(guó)際主要期刊和會(huì)議上發(fā)表論文幾十篇，在軟件可靠性預(yù)測(cè)與選擇（高可靠軟件工程）、信息災(zāi)難及災(zāi)難應(yīng)對(duì)（HERMES信息盾）、安全存儲(chǔ)與訪問(wèn)（高可用信息系統(tǒng)）、系統(tǒng)應(yīng)用虛擬化（Translucent Computing）等方面取得了獨(dú)特的研究成果。

鄒恒明教授主講的各門(mén)課程均獲得了學(xué)生的廣泛認(rèn)同。以“操作系統(tǒng)”為例，其在上海交通大學(xué)軟件學(xué)院教授的“操作系統(tǒng)”獲學(xué)生評(píng)價(jià)分28.95（滿(mǎn)分30），在計(jì)算機(jī)系教授的ACM班“操作系統(tǒng)”獲學(xué)生評(píng)價(jià)分96.636（滿(mǎn)分100）。

課程網(wǎng)址

http://se.sjtu.edu.cn/elearning/

賬號(hào)：cs307

密碼：cs307

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