NOOS操作系统在教学应用的研究与改进

王旭辉，李尧

(内江师范学院，四川 内江 641000)

NOOS操作系统在教学应用的研究与改进

王旭辉，李尧

(内江师范学院，四川 内江 641000)

操作系统的研发已经成为当前热点，现在几乎所有的电子设备都需要一个操作系统作为平台来发挥它的功能性作用，无论是基于嵌入式还是桌面操作系统都是一个比较具有前景的研究方向。本项目展开对新式操作系统的学习、分析、研究、总结，进而发掘出一种新的思路作为操作系统教学的模型。

操作系统；开源；NOOS；比较；教学

现在,操作系统进入了社会生活的各个方面，其研究取得了长足进展。在几十年的发展历程中,各种操作系统应运而生,现在最具代表性的是Windows、Unix和Linux三种操作系统。我们的项目，将会应用在教学上，实现教学工具的应用与完善，协助老师在操作系统课堂上让同学们更好的理解操作系统组成、结构、原理以及开发。本项目可以提升参与人员的实践与理论结合的能力，本项目的成果能够实现一些例如计算、显示图形、画图、简单小游戏的功能、具有现代操作系统大部分基本功能。本项目的思路来源于互联网上的一些新的思路、我们加以整理并结合一些学者开发操作系统的一些经验、并结合一些参与人员独特的想法、从而着手本项目的研究与开发。

1 操作系统的概念

操作系统(Operating System，简称OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在计算机硬件上的最基本的软件，任何其他应用软件都必须在操作系统的支持下才能运行。

操作系统位于硬件之上、所有其他系统软件层之下的一个系统软件，使得管理系统中的各种软件和硬件资源得以充分利用，方便用户使用计算机系统。系统软件操作系统是用户和计算机的桥梁，同时也是计算机硬件和操作系统上运行的应用软件的桥梁。

1.1 Windows与Linux的比较

Windows与Linux最大的区别是：Windows操作系统是闭源的商业化操作系统，除微软之外任何组织及个人都不能获得Windows操作系统的源代码，使得用户只能付费使用Windows操作系统而不能对系统的进行修改。Linux操作系统是开源的免费操作系统，任何人都可以免费获得操作系统的源代码，并且可以免费是使用，而且用户可以对Linux操作系统进行修改，甚至可以在GNU公共许可权限下发行，所以市面上可以见到很多Linux的发行版，如红帽Linux、centos及Ubuntu。

1.2 Unix操作系统与Linux操作系统的区别

UnixLinux和UNIX的最大的区别是，前者是开发源代码的自由软件，而后者是对源代码实行知识产权保护的传统商业软件。这应该是他们最大的不同，这种不同体现在用户对前者有很高的自主权，而对后者却只能去被动的适应；这种不同还表现在前者的开发是处在一个完全开放的环境之中,而后者的开发完全是处在一个黑箱之中,只有相关的开发人员才能够接触的产品的原型。

1.3 NOOS操作系统与Linux、Windows操作系统的区别

NOOS操作系统是基于haribote开发的开源操作系统，类似于Linux对于Unix的关系。NOOS目前初于原型阶段，在迭代开发下功能将不断完善，开发方向为Windows路线的非专业操作系统，而非Linux、Unix操作系统面向较为专业性的用户。

2 NOOS操作系统的开发现状

2.1 运行平台

目前NOOS操作系统基于x86架构CPU平台，已经支持32位指令集，x86架构平台是家用电脑市场占有率最高的平台，而且教学中也基本使用x86架构计算机，在NOOS的底层部分，使用汇编语言，可以使使用者更好地理解系统底层对寄存器的操作，64位指令集暂不支持。arm架构平台的移植还在开发中，目前教学中常见的嵌入式教学中使用的都是Linux，Linux的可移植性目前是做得最好的，NOOS也将朝可移植性方向发展。通常交叉编译环境都是建立在Linux操作系统上的，使用NOOS可以以Windows为主机进行NOOS开发编译，可以减少构建复杂编译环境的时间，大大提高教学效率。

2.2 开发语言

NOOS底层使用汇编语言，绝大部分采用C语言。Java虚拟机移植到NOOS之后，Java也将可以运行在NOOS操作系统上。因为Java语言的受欢迎程度最高，而且使用者目前是所有语言中最多的，使用Java开发应用程序无疑是一个很好的选择，就像android操作系统。多种语言的使用可以使NOOS在教学过程中不仅仅只停留在系统代码的分析上，还可以让学习者结合系统底层开发新的应用软件，增强学生动手能力，增强创新意识，现有计算机语言课程过度使用黑箱概念，削弱了底层运行过程对软件的影响，当然Java运行在虚拟机上在本文不做阐述。

2.3 文字编码

NOOS文字编码英文主要使用ASCII编码，中文使用gb2312。中文编码的使用，将大大方便国内的开发者及用户的使用，使用在教学上也将非常便捷学生的理解及操作。字库使用的DOS时期中文常用的HZK16字库，是16*16的字符，可以显示绝大多数常用汉子

2.4 用户接口

NOOS用户界面采用C语言编写的基本界面，介于以shell为主的Linux操作系统与以界面为主的Windows操作系统之间。目前国内操作系统课程很少直接分析系统级源码，很多都是在设计思路和诸多操作系统内常用算法的案例性分析，学生理解起来较为困难，存在学习片面概念性知识，而非深度理解，从而造成操作系统课程教学过于枯燥，如果使用NOOS作为教学模型，实例化分析操作系统运行原理和操作系统模块化编写，那么学生积极性和理解能力将大大提高，甚至可以提升学生的创新能力。

总之，操作系统的发展是一个永不停歇的过程。第三次工业革命是信息产业，而几乎所有与信息产业有关的技术变革都会依赖操作系统，可见操作系统的重要性，相信未来将会涌现更多的友好高效的操作系统。

注释：

① NOOS.作者在haribote基础上开发的教学操作系统.

[1] 左万历，周长林，彭涛.计算机操作系统教程[M].高等教育出版社,2010.7:3.

[2] 刘莹，赵海涛.操作系统教学之实验内容探索[J].高校讲坛,2010:17.

王旭辉(1994—)，男，汉族，河北张家口人，大学本科，内江师范学院计算机科学学院物联网工程专业。 李尧(1965.12—)，男，汉族，四川内江人，教授，内江师范学院计算机学学院，研究方向：计算机信息系统、网络安全、数据库的应用。

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1671-1602(2016)24-0227-01