基于龙芯多路处理器平台的操作系统实验课程改革.pdf

【操作系统实验课程改革】 操作系统是计算机科学和技术专业的核心课程，旨在教授学生操作系统的基本原理和系统级开发能力。近年来，随着微处理器技术的进步，尤其是多核处理器的广泛应用，如何在操作系统层面充分利用多核性能成为了研究的重点。针对这一趋势，对操作系统实验课程进行改革显得尤为必要。 在基于龙芯多路处理器平台的实验课程改革中，提出了分层次的教学方案。这一方案旨在通过不同层次的实验，逐步提升学生的动手能力和系统层软件开发能力。课程会从基础的Linux操作系统命令和Shell编程开始，帮助学生熟悉Linux环境，并能够进行简单的系统服务配置，如Tomcat、NFS、LVS、DNS和FTP等。此外，还会涉及大数据处理相关的Hadoop、Spark和Storm集群的配置和管理。 第二层次的实验将涉及到更深入的多核概念，如并发控制、调度策略和内存管理。学生将在龙芯多路处理器平台上实践多进程和多线程编程，理解并实现分布式计算环境下的任务分配和负载均衡。这一阶段的目标是让学生能够直观地理解多处理器系统中的核心运行机制。 实验课程还将涵盖处理器间的通信和同步，如使用HT总线互联的CC-NUMA架构。学生将学习如何在多路处理器平台上实现消息传递和资源共享，从而深入理解分布式计算环境的复杂性。 此外，课程改革还强调了理论与实践相结合，鼓励学生参与到开源操作系统项目中，如修改和扩展Linux内核的伙伴算法，或者实现基于心跳检测模型的进程迁移模拟。这些实践活动不仅有助于学生巩固课堂所学，还能激发他们解决实际问题的能力。 课程考核将依据不同层次的目标进行，包括实验报告、代码审查和实际性能测试，以全面评估学生对操作系统原理的理解和应用能力。这样的改革旨在构建一个连贯的知识体系，将计算机组成原理、汇编语言、C语言和操作系统等课程紧密联系起来，促进学生对计算机系统的整体认知。 基于龙芯多路处理器平台的操作系统实验课程改革，通过分层次的教学设计和实践，旨在培养出具备扎实理论基础和实践经验的新一代计算机科学家，以适应不断发展的多核技术和云计算环境的需求。这一改革对于提升学生的计算机素养和未来职业发展具有重要意义。