统计学分析方法

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统计学分析方法范文第1篇

【关键词】医学统计学方法；管理；医疗资源；策略；效果

随着国民经济水平的增长，医疗行业也呈现欣欣向荣的势态发展。在医院建设发展以及日常管理中，医疗资源是最重要的部分，尤其是医务人员、医疗设备等等。很多医院正是由于医疗资源的管理方式欠缺妥当，导致了医疗资源分配不合理，对医疗卫生服务的正常开展造成了严重的影响[1]。如何采取有效的管理方式提高医疗资源的管理水平和医疗资源的利用率是医院发展和管理中不懈努力的目标。医学统计学正是在这一背景下研究的一种新型医疗资源管理方法。鉴于此，本文就运用医学统计学方法管理医疗资源的策略和效果进行简单的论述。

1资料与方法

1.1一般资料选取我院2009年12月——2012年12月间信息系统数据库中的所有医疗资源相关记录进行统计分析，主要包括人力资源配置、患者情况、床位数设置等等。

1.2数据处理将本次统计调查的实验数据均录入SPSS17.0软件包进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示，以P

2结果

2.1人力资源配置通过统计我院2009年12月——2012年12月间的医生、护士人员情况，并与床位计算比例，最后与国家卫生部颁布的床位和医生比例发现我院计算所得的数据偏低[2]。由于我院还担任有临床教学任务，在人力资源职务分配上面，一些医务人员不仅要负责临床诊治，还要进行教学工作，这就大大增加了医务人员的工作量和工作压力。因此人力资源欠缺是首要问题，需要扩大医务人员队伍；另外是在科室分配方面欠缺妥当，一些科室的患者多、疾病复发，而一些科室的患者少、疾病简单，在人力资源分配上面有点一概而论，使得一些资历深、技术水平高的医师无法充分的发挥其技术，而在患者多、疾病复发的科室又欠缺资历深、医疗技术水平高的医师。经过统计学方法分析发现，在神经内科的医师偏多，尤其是资历深的医师；而一些新成立的科室则欠缺资历深的医师。通过统计学方法计算出各科室合理安排医师情况最终进行了适当的调整。

2.2床位管理我院在近几年均进行了床位扩大，但是患者的数量在不断增多，且增长的速率超过了床位增长率。因为床位依然不够，时常出现床位紧张的情况，通过统计学方法计算出了按照标准情况欠缺的床位数量并进行了补充；另一方面是科室的床位分配不合理，一些科室的床位比较充足，一部分科室床位比较欠缺[3]，通过统计学分析出了床位合理分配数量，最终对各科室的床位分配进行了调整。

2.3患者情况根据统计学的计算结果显示我院在患者的来源方面存在不合理的地方，比如下乡、义诊等活动的时间安排、医务人员数量、活动范围等方面欠缺妥当。根据统计结果我院对下乡和义诊活动进行了调整，增加了在住院患者分布少的地区开展义务扶贫、义诊等活动，并结合着患者的情况和医院的条件开设绿色通道，为患者提供优质服务，减轻患者的医疗经济负担，指导患者了解健康知识，免费为患者发放部分药品等等，以此解决了部分患者因为经济困难无法就医的问题，同时也提升了患者对医院的形象以及我院的知名度。

3讨论

医疗资源的合理分配是提高医院管理效率的重要手段。通过本次调查发现，在医院的日常管理中由于各种原因使得医疗资源配置存在诸多问题，最主要的床位数量不够、医护人员不足等等，在医疗资源的分配上存在很多不合理的地方，比如资源分配不均匀等等，通过运用医学统计学方法管理后这些问题得到有效的解决。由此说明，医学统计方法管理是一种有效的管理方法，它能够有效的改善医护人员人手不足、医疗资源分配不均匀等问题，提高医疗资源管理和分配的有效性，因此医院在日常工作开展和管理中应充分的运用这一管理技术，以此来提高医院的管理水平、从而提高医院和社会的效果，促进医院乃至我国整个医疗卫生事业的发展与进步。

参考文献

[1]邓洁，张世庆，王永清.从医学统计学角度评价医疗器械临床试验[J].透析与人工器官，2009，04：20-24.

统计学分析方法范文第2篇

关于医学论文数据、资料的统计分析方法，总结如下：

1.定量资源

对于定量资料，应根据所采用的设计类型、资料所具备的条件和分析目的，选用合适的统计分析方法，不应盲目套用t检验和单因索方差分析；

2.定性资源

对于定性资料，应根据所采用的设计类型、定性变量的性质和频数所具备的条件以及分析目的，选用合适的统计分析方法，不应盲目套用X-检验；

3.回归分析

对于回归分析，应结合专业知识和散布图，选用合适的回归类型，不应盲目套用简单直线回归分析，对具有重复实验数据的回归分析资料，不应简单化处理；

4. 多因索、多指标资料

统计学分析方法范文第3篇

关键词：电子系统设计；教学内容；案例教学；实践科目设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）03-0080-02

电子信息工程专业培养从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等方面工作的高级专门人才，“电子系统设计”是电子信息工程的核心专业课程，一般包括理论教学和实践教学两部分，是衔接原理性知识与工程设计之间的桥梁。“电子系统设计”不仅要求对前修的电子技术、计算机、信号处理等系列课程融会贯通、综合运用，而且还需要适应现代信息技术的发展和需求，因此教学难度较大，需要进一步改进教学方法，提高教学效果，增强学生的实践创新能力。本文首先详细分析了教学内容、课堂教学、实践教学等环节中存在的主要问题和不足，然后探讨了有针对性的改进方法和措施。

一、主要问题分析

1.教学内容。总的来说，教学内容没有很好体现现代电子系统设计的全局性、新技术与新方法、硬软件结合的特点，与当前技术发展与应用需求存在一定程度的脱节。（1）单元电路设计内容偏多，缺乏“系统级设计”概念。在不少教材及授课中，仍以讲授各种电路的设计方法为主要内容，过于强调“技术级设计”，与前修课程重复性较大。本课程的讲授重点应该是现代电子系统设计的基本方法、基本流程以及怎样用各种单元电路和硬软模块构建高性价比的电子信息系统。（2）传统技术内容偏多，而新器件、新技术和新方法的介绍不足。当前各种新型集成电路和微处理器、PLD和嵌入式技术、EDA方法等已经非常成熟，在现代电子系统和产品中广泛应用。但是在不少教材及授课中，仍以8位单片机为核心、以分立元件或中小规模集成电路为基础讲授电子系统的设计，学生将难以适应信息技术的发展和需求。（3）偏重硬件设计内容，忽略软件在电子系统中的作用。电子系统是由硬件、软件组成的有机整体，缺一不可，但在不少教材及授课中，主要介绍硬件电路和硬件系统，致使学生的（系统）软件设计能力严重不足。

2.课堂教学。教学效果虽然取决于学生和教师两个方面，但归根到底还是看教学方法是否得当。“电子系统设计”课程一般安排在第7学期，此时大部分学生专注于考研和找工作，学习积极性和时间投入不足；本课程涉及面较广，不仅需要灵活运用前修课程的相关知识，而且须加强对实际电子系统（产品）的分析和综合能力，有一定的难度。这些特点对课堂教学方法提出了较高要求。虽然很多教师对多媒体课件制作、双主体课堂教学模式等方面进行了有益的改进和运用，但是在授课的深入浅出、知识的融会贯通、理论联系实际等方面普遍存在不足，难以调动学生的积极性和主动性。

3.实践教学。“电子系统设计”课程的实践性极强，一般配备综合课程设计等实践环节。实践科目的设计是其中的重点和难点，常常存在以下问题，达不到预期训练效果：难度及工作量偏大或便小；覆盖面经常偏小，等同于一个课程实验；趣味性或实用性不够，难以引起学生兴趣；设计及制作成本考虑不足，给学校或学生造成负担；较大的课题以团队形式完成，但任务分工及考核量化不明确，等等。另外，实践教学手段较单一，没有很好体现教学与行业应用、与教师科研的合理结合。

二、改进方法探讨

针对上述教学环节中存在的主要问题，结合笔者多年“电子系统设计”课程的教学实践，提出如下改进方法。

1.合理编排教学内容，既体现课程内涵，又联系当前的技术发展和现实需求。以系统级设计为主线，重点讲解现代电子系统设计的基本方法和基本流程，以及如何利用典型电路和软硬件模块构造高性价比的电子信息系统，而局部环节的“技术级设计”应由前修课程完成[1，2]。例如，电子系统设计的流程包括需求性论证、系统方案设计（含成本、功耗、可靠性分析等）、硬件/软件设计、抗干扰设计、系统仿真、制作/调试、产品化设计等；模拟系统/数字系统/混合系统（智能系统）的重点、难点内容；自顶向下设计方法；CDA和EDA工具的运用；各级仿真在设计中的应用等。充实新器件、新技术及新方法的有关内容。重点以新型集成元器件、PLD器件为基础，以新型单片机、嵌入式或DSP芯片为核心构建现代电子系统，例如程控放大器、程控滤波器在信号调理中的应用、单片机+FPGA的系统设计、多种串行总线及外设接口方法等；无线传感器网络、RFID、物联网等新兴技术在电子系统设计中应用等。加强电子系统软件设计方面的内容和训练。重点讲解接口、通信和上位机应用程序的设计方法。

2.以学生引导为目标、以案例教学方法为手段，提高教学效果。学生是教学的主体，激发他们的学习积极性和主动性是取得良好教学效果的根本保证。但是学生引导不是靠说大道理、做思想工作，而是蕴含在科学合理的教学手段之中。根据该课程的特点，案例教学是最佳的手段[3]。对典型电子系统、电子产品的资料进行搜集、整理，形成5～8个经典案例，在课堂上重点剖析。通过案例这个载体，一方面将相关知识点有机联系起来，容易达到深入浅出和融会贯通，另一方面使学生对实际电子产品和最新发展动态充分了解，增强学习兴趣和热情。例如，在安徽农业大学电子信息工程专业的教学中，以自主研发的农业环境远程监测系统（图1）为案例，详细讲解需求分析、总体设计、各模块设计及实物展示，加深了学生对传感器、数据采集、太阳能供电、远程无线传输、数据中心、应用服务等环节的理解以及对数字农业、精准农业的认识，收到了良好的教学效果。

3.设计科学合理的实践科目，开展形式多样的实践模式，提高实践创新能力。实践科目设计是保证实践教学效果的重点[4，5]。通过对多种实训教材、电子设计竞赛题目的搜集、筛选、整理，并结合学校、学生的特点，设计一套（20个左右）科学、合理的“电子系统设计”实践科目，兼顾难度、工作量、覆盖面、成本、趣味性及实用性等诸多因素。学生在教师的指导下选择合适的题目，通过文献查阅、方案论证、器件选择、电路设计、软件编程、装配调试、系统测试、文档整理等环节，较系统地掌握电子系统设计的全过程，达到实践训练目的。对于能力较突出且有兴趣的学生，可以进一步拓展实践教学形式，鼓励他们参加各种类型的科技创新活动、参与教师科研活动，提高竞争意识、协作精神和创新能力。

电子信息技术的发展日新月异，传统的教学体系和方法面临着严重的挑战。笔者根据多年电子系统设计的教学和科研经验，分析了教学内容、教学方法、实践环节中存在的主要问题，提出了有针对性的改进措施，应用在教学实践中效果较好。再配合考核方法、支撑条件等其他环节的改进，将全面提升“电子系统设计”的教学质量，增强学生的实践及创新能力，更好地满足现代信息产业对高质量人才的需求。

参考文献：

[1]马建国，等.电子系统设计[M].高等教育出版社，2004.

[2]贾立新，等.电子系统设计与实践[M].第2版.清华大学出版社，2011.

[3]赵燕，江国栋.《电子产品的测试与维修技术》项目式教学实例分析[J].教育教学论坛，2012，（5）：161-162.

[4]肖忠.《电子系统设计》课程教学方法的探讨[J].科技信息，2011，（26）：135-137.

[5]余小平，庹先国，奚大顺，等.《电子系统设计实践》教学改革尝试[J].实验科学与技术，2011，9（6）：80-82.

统计学分析方法范文第4篇

【关键词】小学留守儿童；教育管理；现状；改进方法

一、前言

自从进入21世纪，政府、社会以及教育界就非常关注与重视留守儿童这个农村特殊群体。事实上，留守儿童现象并不是我国独有的，但如今我国的留守儿童问题却变得格外重要。2010年第六次人口普查中，我国农村留守儿童的规模已经达到了约6100万，占据农村儿童的40%，全国儿童的22%。这么多的儿童没有父母的陪伴，这些儿童在成长的过程中遇到的一些困难以及健康、教育和心理等方面的发展都引起了社会各界的忧思。而且留守儿童问题和目前的人口流动问题、城市化问题以及社会融入问题等互相影响，要处理好留守儿童问题，就要从复杂的社会问题的多个方面、多个层次进行探索。

二、小学留守儿童的教育管理现状

（一）小学留守儿童的性格问题

留守儿童正处在生理发育、心理逐渐成熟的P键时期，但是因为很多留守儿童因为常年没有父母的陪伴，当遇到一些不高兴或者困难的事情时，就很难或者没有办法向父母倾诉自己心里的压抑和郁闷等，没有办法寻求帮助，这样，他们的内心就会感觉非常孤独，极易形成孤僻、自私、任性等不好的性格，变得自卑、消极、悲观，并且不喜欢、不愿意与其他人交往。祖辈对留守儿童大多较为溺爱，一切都喜欢顺着他们的意思。这就导致留守儿童一直就处于弱控制或无控制的状态，渐渐形成严重的逆反心理，以及爱撒谎、蛮横无理等坏习惯，甚至出现严重的行为偏差。还有一些留守儿童由于监护人监管的缺失，精神空虚，放任自我，常年留恋网吧，沉迷网游，性格变得内向，易怒，常常因为无端小事而打架斗殴。

（二）传统教育观念的影响根深蒂固

农村地区传统的应试教育观念现今仍未被彻底地改变，仍旧有很多人觉得考上一所好的大学才是出路。很多农村留守儿童的父母都希望脱离农村户口，成为城市户口；成绩仍然是教师评价学生好坏的依据，是评价学生等级的根本。素质教育在农村学校开展得不彻底，教师仍以提高分数为目标，没有意识到留守儿童因为父爱、母爱的缺失在性格上和心理上所造成的问题或存在的隐患，以人为本的教育理念并没有落实。

（三）小学留守儿童学习成绩普遍不好且逐渐下降

留守儿童的父母对孩子总体上的教育期望值并不是很高，许多家长认为孩子通过学习获得发展的希望并不是很大，没有在孩子的学习方面规定硬性的目标，认为完成义务教育阶段的学业就行了，然后就让孩子跟随自己到外地打工。另外，留守儿童的监护人很少对孩子的学习进行管理。由于这些监护人大多都是年龄较大的老人，不仅身体较差，而且缺乏一定的文化基础，不能够有效地辅导与帮助留守儿童的早期教育；隔代监护使得老人与孩子存在一定的沟通障碍，父母只顾赚钱养家而不注重孩子的学习，使得留守儿童大都认为学习对自己并没有多大用处，缺乏上进观念，从而导致成绩普遍较差且逐渐下降。

（四）价值观取向产生了偏差

由于父母长时间在外地打工，家庭的经济条件虽然不断得到改善，但是也产生了一些不健康的价值取向，比如产生一些拜金主义和享乐主义思想等，并对其进行盲目的追崇。由于家长长期不能在孩子身边，反复习惯性地用物质和金钱来补偿缺失的亲情，导致留守儿童养成经济富裕的优越感，以及对物质与金钱的期望逐渐提高，甚至产生用金钱来衡量一切的错误价值观。

（五）自律能力差并且道德行为出现明显的偏差

正处于义务教育阶段的留守儿童自律能力都较差，他们的行为大都处于他人的规范与管理的状态之外。但因为父母经常不在身边，留守儿童与监护人又隔着一代，这就使得对留守儿童的要求出现放松，在不犯大错误的前提下小问题都不管不问，行为不受约束。这就导致留守儿童变得自由散漫，纪律性较弱，在家庭中表现为不听从监护人的话，讨厌监护人的言语和管理行为，产生叛逆心理；在学校中表现为经常迟到、早退、旷课以及道德品行较差等，不能够好好地遵守学校的规章制度；在社会上表现为总是出入于网吧、游戏厅等不良场所，甚至整日与社会上一些不良青年混在一起。

三、小学留守儿童教育管理的改进方法

对于留守儿童的教育来说，学校、家庭和社会应该互相结合起来形成有效合力，其中学校教育是主渠道。对留守儿童的教育不能够仅限于校内教育，还要加强校外教育，弥补校外教育的缺失，进而使留守儿童能够健康快乐地成长。

（一）加大对小学留守儿童的关注与教育力度

借助网络构建一个良性的交流平台，充分发挥信息技术的优势，借助多媒体信息技术资源来和留守儿童进行思想上的交流以及学科上的教育。首先要加大农村小学留守儿童教育问题与生活状况的宣传力度，要呼吁更多社会各界人士对留守儿童施以更多的关注与帮助，充分发挥家庭、学校与社会的职能，扩大留守儿童受教育的空间。然后借助教学多媒体和网络视频资源等手段对留守儿童进行直观的教育，不断地净化他们的心灵，端正他们的行为。最后利用视频和声音等媒体手段增加留守儿童与父母的交流次数，让留守儿童时常感受到父母的关心和温暖，从而健全留守儿童的人格。

（二）采取有效方法对留守儿童进行心理辅导并使其掌握心理辅导的基本技能

留守儿童的敌对性和焦虑程度通常都远比正常儿童高，加上没有办法随时与自己的父母进行沟通与交流，导致思想与认识上都产生一定的偏差，出现严重的心理问题。这些问题随着时间的推移，就会渐渐地累积起来，对留守儿童的道德人格产生影响，甚至误导他们走上违法犯罪的道路。所以要解决留守儿童的心理冲突和障碍，教师向留守儿童普及心理健康常识与心理辅导基本技能是很有必要的，要让留守儿童能够科学正确地处理好自己情绪上的困扰与认知，让他们能够稳定地度过留守期的心理危机阶段，形成良好的道德品质。

方法一：开展活动，让留守儿童享受快乐。健康的心理不是天生的，而是在社会环境和实践活动中慢慢形成和发展的。丰富多彩的集体活动以及富有教育力、感染力的课堂，是培养学生健康心理的重要途径和手段。

方法二：因人而异，对症下药，让留守儿童学会面对挫折。留守儿童的烦恼、焦虑、紧张往往因人而异，有时团体指导难以收到最佳效果。“一把钥匙开一把锁”，教师要随时随地观察留守儿童的心理动态，发现异常及时对症下药，引导学生走出心理误区。

方法三：扬长避短，增强留守儿童的自信心。自信是成功的一半，自信心也是好心态的开始。每个孩子都有自己的优势和特点，教师在教育教学活动中，要根据留守儿童的特点进行扬长教育，充分展示留守儿童的特长，从而不断增强留守儿童的自信心。

（三）多关心、爱护、帮助留守儿童

教师或班主任应对留守儿童的情况多加了解，要多留意留守儿童思想与情绪的变化以及心理需求。教师要更多地投入感情到教育中，让留守儿童感受到亲人的温暖，学会求助、倾诉，让留守儿童在心理上有一个明确的归属感。

（四）建立健全学校教育机制

对于留守儿童来说，学校是他们接受教育最主要的地方。学校教育在很大程度上决定着留守儿童的成长，留守儿童的全面发展受到学校教育体系的影响。因此学校要建立并完善留守儿童档案，档案中主要包括这些内容：留守儿童的生活环境、家庭成员、家庭条件、监护人情况、交往对象、学习情况、性格特点、心理特征以及价值取向等。

（五）改善留守儿童监护人的教育与管理理念

留守儿童的监护人基本上都很注意孩子的吃穿住行以及个人安全，但是却忽视了与孩子进行情感上的交流，导致留守儿童很难形成良好的行为习惯，经常出现上课时注意力不集中和随心所欲地玩耍等现象。所以，要充分发挥出学校教育的优势，尤其要重视与留守儿童家长的联系沟通，让他们对学校教育的认识有所提高。学校还可以为改变监护人的教育理念和方法，提高监护人的素质，开展一些相关的活动，让监护人消除“甩手掌柜”的错误观念，充分感受到自己的责任感与紧迫感，让他们清楚留守儿童的情商教育在家庭中也是需要被重视的，要重视留守儿童的全面教育与培养，积极与学校配合做好留守儿童的教育工作。

四、结束语

总而言之，教师一定要主动积极地关注留守儿童这个特殊的教育群体，不仅要做好学校的教育工作，并且要时常与留守儿童的监护人或监护人保持联系，增强其对小学留守儿童的监护意识与教育意识；也要多与留守儿童的家长联系，与他们沟通交流留守儿童的学习与心理情况，让家长不必过于担心孩子。为给小学留守儿童营造一种和谐愉快的学习氛围，要不断提高教学质量，让留守儿童重新找回信心。留守儿童只有在学习和生活中感受到教师与同学的关心与友爱，才能全身心地投入到课堂之中，更加快乐地学习、生活。

【参考文献】

[1]田守明，楠.浅析农村小学留守儿童教育的现状和对策[J].亚太教育，2016（28）：270.

[2]张凤虎.农村小学留守儿童教育管理的探索与思考[J].科学大众（科学教育），2010（11）：127-128.

统计学分析方法范文第5篇

论文关键词：操作系统，内核分析，Linux，跨平台调试

 

0 引言

作为计算机科学与技术专业的一门重要专业基础课程，操作系统的地位举足轻重。但在高校本科教学过程中，学生普遍反映该课程难学，教师在教学中也困难重重。究其原因，操作系统课程自身的知识结构以及研究对象特有的复杂性使上述情况成为必然。而知识体系的复杂性直接导致该课程给人理论性强、抽象的印象。因此，如何有效开展操作系统课程的实验教学，加深学生对该课程的直观理解和把握就显得至关重要。传统实验方法以验证和仿真为主，实验很难发挥应有的作用，且容易混淆系统级和应用级的许多概念，反而使学生更难把握知识结构，难以对系统软件形成宏观认识。结合多年教学实践，我校在操作系统课程的本科教学过程中结合实验平台软件的开发和应用，探索出一种直观有效的实验教学模式，使得教学效果得到较显著的提高。

1 操作系统实验教学现状

1.1 实验比重

由于操作系统课程涉及的理论知识多杂志铺，系统级的验证和实验难度较大，导致教学过程中容易出现避重就轻的情况，教师易偏重理论课而轻视实验课教学，实验的课时设置在各高校中也不同程度地偏少。另一方面，学生受考试形式的引导，也偏重理论学习而忽视实践动手能力的培养。实践证明，不注重实验、验证环节，学生很难对该课程涉及的大量概念和方法形成直观认识，导致对许多知识点的认识出现偏差，反而不利于理论课的学习。例如，目前选用的教材在行文时经常变换研究的“角度”，一些知识点是面向应用的，而一些是研究操作系统内部实现的，但在讲述中并未明确说明，比如：在“进程同步与互斥”部分，大部分教材是从“应用”的角度来描述P、V操作的，并附带伪码算法。但在学习过程中，许多同学搞不清这些算法用在何处，是在应用程序层次还是在操作系统实现层次。如果结合Linux或Windows平台设计实验内容，补充P、V操作对应的系统调用和有关函数的用法，真正写出可运行的程序，就可以大大加深对知识点的理解。

1.2 实验方式

与大部分应用类课程相比，操作系统课程的研究目标是系统软件，知识结构偏重底层软件，且往往涉及到硬件知识，开展实验所需的软硬件平台复杂，传统教学模式很难真正实施“系统级”的实验项目，故常用模拟算法代替。这样容易导致所学知识和方法比较抽象和“遥不可及”，很难形成对操作系统整体上的理解和把握。

1.3 现有的一些改革和尝试

针对操作系统课程实验教学中的问题杂志铺，各高校进行了许多有益的改革和尝试。例如，使用逐渐被认同的Linux实验平台[1]，整理更加规范的实验内容[2]，以及按照归类和划分层次的原则对实验目标进行细化等方法[3]。但操作系统实验内容自身的复杂性与实验方式尽量简单、有效的要求之间的矛盾依然存在。

2 基于内核分析的实验模式

针对上述问题，本校操作系统教研组在操作系统实验教学中不断探索和尝试，总结出一种基于内核分析的实验教学方法。实施过程中，在保障36个实验学时的前提下，直接面向具体的操作系统对所学的概念和算法进行验证、设计，配合跨平台编译和调试技术，有效地降低了实验实施的难度，且不增加学生的额外负担。

2.1 内核分析

内核分析，就是选择一个开源的操作系统作为对象，通过阅读源代码来分析其实现原理和必要细节，并在特定的地方修改部分代码以验证自己的算法。但是，为了降低实验的复杂度并适应本科生的知识结构，实验对象不应太复杂。基于上述考虑，可以选择Linux0.11版本作为实验的目标系统。Linux0.11版是Linux的早期版本，其总的代码量只有1万行左右，且结构清晰，功能较完整（能够覆盖实验教学中的知识点），几乎包含了目前较新版本内核的所有基本功能和原理[4]，能够较好的满足实验要求。

2.2 跨平台编译和调试

单纯的代码阅读是枯燥无味的，特别是操作系统这种系统软件。为了提高实验的直观性，可借助动态调试技术来实现内核代码的阅读和分析工作。通过调试过程可以较轻松的跟踪内核执行的流程、关键算法的运行效果以及关键变量和寄存器的取值情况。

但由于操作系统是系统软件，其修改、编译和调试过程远比一般的应用程序复杂。目前常见的实验环境是在微机上直接安装Linux的发行版本或在Windows系统中通过虚拟机安装Linux开展实验。但这些方法都需要在修改内核后重新编译并重启系统，其过程繁琐且需要掌握Linux的大量命令，从而加重了学生的负担并容易导致其失去学习兴趣。

得益于自由软件基金组织GNU对Linux的支持，目前有许多Linux相关的工具软件可以使用，并且有对应的Windows版本。其中杂志铺，著名的编译器GCC和调试工具GDB可以巧妙解决实验过程繁琐的问题。其主要思路是：利于GCC、GDB、MAKE工具和虚拟机软件，实现一种跨平台的内核编译和调试方法，即在Windows平台下编辑、编译并调试运行Linux系统。这和用VC、VB等应用程序开发工具编程调试的工作方式几乎没用区别。另外，通过开发一个集成实验环境（Windows下的应用程序），可将GCC、GDB、MAKE及虚拟机工具进行集成，从而将命令行工作方式转换为视窗工作方式，大大简化实验步骤，使学生更容易集中注意力到实验内容本身。

图1描述了这种基于跨平台编译调试技术的工作流程。

图1 跨平台内核编译、调试流程

3 集成实验环境的搭建

搭建集成实验环境的目的是避免实验时频繁的执行GNU工具集对应的各种命令，使实验步骤尽可能简洁。其主要组成为：虚拟机BOCHS、Windows下的GNU工具集以及主控程序。集成实验环境的开发过程本身涉及许多操作系统课程中的知识点，比如进程间通讯、管道、共享存储器等。对学有余力的学生，阅读其实现代码有助于编程能力和对操作系统整体认识的提高。

3.1 虚拟机BOCHS

传统的Linux内核调试方法是使用KGDB进行远程调试。这种方法必须要求有一台目标机和一台调试机，因此用于实验有很多困难，难以实施。而利用虚拟机软件，可以在一台微机上虚拟另一微机并满足实验的要求。另外，选择BOCHS而非其它软件的主要原因在于它使用的是仿真技术而非虚拟技术，从而更适合充当调试服务器的角色。

3.2 Windows下的GNU工具集

为了实现跨平台的内核编译和调试，实验环境需要使用Windows下的GNU最小工具集（Minimalist GNU for Windows），主要包括的工具有：AS、LD、GCC、MAKE以及GDB。其主要作用是保证在Windows平台下GNU开发环境仍然可用。但需要注意的是，基于该工具集生成的可执行程序是PE格式的，即Windows下的可执行程序格式，不能作为内核镜像执行，因此需要一个简单的转换过程。但这种首先将内核编译为exe再转换为内核镜像的过程恰好可以为GDB保留内核符号表，从而使跨平台调试成为可能。

3.3 集成实验环境

这是一个用VC开发的Windows应用程序，其功能包括内核源码的管理、编辑、编译、内核镜像的生成、调试、MINIX根文件系统的维护以及实验项目的管理。

（1）内核源码以及实验项目的管理

该功能主要结合操作系统实验教学中的系统引导、进程管理、存储管理、设备管理、文件系统等内容，针对相应的内核源码给出注释、快速索引、实验指导以及实验步骤。它可以帮助学生通过真正的内核代码分析，更深刻理解相关知识点，且形式直观、易于理解。

（2）内核镜像的生成、调试

该功能是实验环境的核心部分。基于该功能可以快速对修改过的内核生成新的镜像，并通过调试器看到真正的运行情况，从而使内核分析实时、动态进行杂志铺，并且像调试应用程序一样简单。具体实现时，将GCC、GDB、BOCHS等作为子进程执行，并通过管道和I/O重定向等方法将繁琐的控制台工作方式转变为视窗工作方式。例如，进行调试时，不再需要记忆GDB的调试命令和频繁的控制台输入，只需点击鼠标设置断点、单击菜单项或按快捷键即可实现字符环境下几十条命令才能实现的功能，操作简单、界面更友好。

（3）根文件系统的维护

在Windows下维护根文件系统的目的是便于将可执行程序加载到磁盘镜像中。由于Linux0.11功能简单，并且为了保证磁盘镜像尽可能小，Linux0.11本身不包含GCC等编译工具，因此，要在目标系统中运行的程序必须在Windows系统中编辑、编译，最后再加载到根文件系统中。

图2为集成实验环境运行的情况。

图2 集成实验环境

4 结语

操作系统课程实验教学的必要性和重要性已被广泛认同，而对教学方法、手段的探索和改革还任重道远。这种基于内核分析的实验方法试图让学生真正接触操作系统实现细节的同时，力争简化实验步骤，使实验环节易于实施。实践证明，该教学模式容易被学生接受、取得了较好的教学效果。

参考文献

[1]钟少丹.“操作系统”课程实验设计的思考［J］. 计算机教育,2008(12):120-121.

[2]张其亮,韩斌.操作系统课程实验教学改革探析［J］. 计算机教育,2010(7):91-93.

[3]邹恒明.操作系统课程实验中的五重奏哲学［J］. 计算机教育,2009(20):109-112.

[4]赵炯.Linux内核完全注释.［M］. 北京:机械工业出版社,2004.9.