Nachos_Project_1_2014-操作系统实验

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Nachos同步机制实习报告

同步机制实习报告善良的大姐姐2015.3.30目录一：总体概述 (3)二：任务完成情况 (3)任务完成列表（Y/N） (3)具体Exercise的完成情况 (3)三：遇到的困难以及解决方法 (12)四：收获及感想 (12)内容五：参考文献 (13)一：总体概述Lab3首先要求阅读Nachos系统提供的同步机制代码，即Semaphore的实现。

其次要求修改底层源代码，达到“扩展同步机制，实现同步互斥实例”的目标。

具体来说，即要求在Semaphore的基础上，实现Lock锁和Mesa管程的Condition（条件变量）。

此外，还要利用编写的同步机制，来实现互斥实例，进而证明同步机制编写的正确性。

二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）具体Exercise的完成情况Exercise1：调研任务：调研Linux中实现的同步机制调研情况：Linux的同步机制包括好几层。

第一层：原子操作。

以x86体系结构为例，定义在linuxX.X/include/asm-i386/atomic.h文件中。

文件内定义了原子类型atomic_t，其仅有一个字段counter，用于保存32位数据。

其中原子操作函数atomic_inc完成自加原子操作。

第二层：自旋锁。

以x86体系结构为例，定义在linuxX.X/include/asm-i386/spinlock.h文件中。

其中__raw_spin_lock完成自旋锁的加锁功能。

自旋锁达到的效果为，在等待锁的线程会不断地申请锁，直到获得锁或是时间片用尽从而离开CPU。

第三层：信号量以x86体系结构为例，定义在linuxX.X/include/asm-i386/semaphore.h文件中。

信号量的申请操作使用down函数，释放操作使用up函数。

即通常所说的PV操作。

区别于自旋锁，当一个进程在等待一个锁时，会让出CPU进入休眠状态，直到其他进程释放锁后，将该进程放入可运行队列。

Exercise2：源代码阅读任务阅读下列源代码，理解Nachos现有的同步机制。

操作系统实验报告1

姓名：刘桂良
硬件环境：Ubuntu12.8.1-mips.tar.gz 和 nachos-3.4-2011.tar.gz 拷贝到主文件夹中，解压 nachos。 $ tar xzvf nachos-3.4-2011.tar.gz 输入 su，输入密码，进入 root 用户下， cp gcc-2.8.1-mips.tar.gz /usr/local $tar xzvf gcc-2.8.1-mips.tar.gz 在普通用户下，转到 threads 目录下， cd /nachos3.4/code/threads 之后输入 make 之后，测试 nachos 系统测试成功结果如下：
软件学院实验报告
实验题目：Installation of Nachos System 日期：2013-11-1 班级： 11 级 3 班 Email：61536799@ 实验目的：安装 Nachos 和 Mips gcc 交叉编译了解基本 Nachos 系统组织结构学号： 201100300144
结论分析与体会：通过这次实验，熟悉了 C++语言和系统开发调试，理解 Nachos 系统的 Makefile，掌握重构 Nachos 系统的方法。

操作系统实验一(杨婷婷)

实验一熟悉Windows2000/XP中的进程和线程一、实验目的1、熟悉Windows2000/XP中任务管理器的使用。

2、通过任务管理器识别操作系统中的进程和线程的相关信息。

3、掌握利用spy++.exe来察看Windows中各个任务的更详细信息。

二、实验理论基础及教材对应关系1、实验理论基础：（1）操作系统中的进程和线程的概念；（2）进程PCB的各项指标含意；2、本实验内容主要对应于教材第2章。

三、实验内容与步骤1、启动操作系统自带的任务管理器：方法：直接按组合键Ctrl+Alt+Del，或者是在点击任务条上的“开始”“运行”，并输入“taskmgr.exe”。

如下图所示：2、调整任务管理器的“查看”中的相关设置，显示关于进程的以下各项信息，并完成下表（填满即可）：表一：统计进程的各项主要信息3、从桌面启动办公软件“Word”，在任务管理器中找到该软件的登记，并将其结束掉。

再从任务管理器中分别找到下列程序：winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe，试着结束它们，观察到的反应是，原因是。

4、在任务管理器中找到进程“explorer.exe”，将之结束掉，并将桌面上你打开的所有窗口最小化，看看你的计算机系统起来什么样的变化、得到的结论是（说出explorer.exe进程的作用）。

5、运行“spy++.exe”应用软件，点击按钮“”，切换到进程显示栏上，查看进程“explorer.exe”的各项信息，并填写下表：表二：统计线程的各项信息进程：explorer.exe 中的各个线程6、注意某些线程前有“＋”，如图所示：，说明二者之间的差异是。

四、实验材料的提交与成绩评定lsass.exe 系统进程，用于微软Windows系统的安全机制。

services.exe 微软Windows操作系统的一部分。

用于管理启动和停止服务。

winlogon.exe Windows 用户登陆程序，管理用户登录和退出。

nachos系统实验报告：实验二

实验二一.实验目的将nachos 中的lock 和condition 类的实现补充完整，并利用这些同步机制实现两个基础功能。

二.实验内容1) 实现syncy.h 中的Lock 和Condition 类，并利用这些同步机制将实验一中所双向有序链表类修改成可以在多线程线程环境下运行。

2) 实现一个线程安全的Table 。

Table 有一个固定大的Entery 数组。

3) 实现一个大小受限的BoundBuffer ，可以完成读.写功能，其中读写的size 可以超过设定的buffer 大小，当读的东西太快或写的太慢时，就将其挂起。

当buffer 里重新有写的空间或读的空间时在将其线程放入就绪队列中。

三.实验结果1.锁机制的实现 **因为lock 和condition 都有两个版本，所以当调用取得锁和释放锁的函数时我用的是GetLock()和ReleaseLock(),而不是lock->Acquire(),Condition 同理用的是Signal （）和Wait （）。

这些函数会根据运行程序时输入的参数来决定用哪个版本的锁或者不用锁。

a)主要代码分析 Lock 类的主要成员{public ： void Acquire(); // 得到锁 void Release(); // 解放锁private: Thread *LockedThread ; // 用于储存现在拥有 lock 的线程 LockStatus status ; // 表示此时lock 的状态（Busy ，Free ） List *queue // 用于保存挂起的线程}Lock 类中Acquire 函数得到锁，如果此时别的线程拥有锁，则此时线程被挂起放在queue 队列中,直到有人释放锁时，Release 函数将queue 中的一个线程加入就绪队列，每次只能由一个线程得到锁。

Condition 类主要成员{ public: void Wait(LockO *conditionLock); void Signal(LockO *conditionLock); private:List *queue ; char* name;}Condition 类的所有操作都在线程得到锁时进行操作，且运行其函数时，都先检测 lock 是否被currentThread 锁拥有。

利用Nachos操作系统研究和实验虚拟内存

利用Ｎａｃｈｏｓ操作系统研究和实验虚拟内存摘要:本文分析和论述了如何利用教学指导型操作系统Nachos研究和实验虚拟内存。

通过详细的实例设计与分析,阐述了在Nachos操作系统中如何构建虚拟内存,如何实现虚拟内存的各种调度算法;如何实验和分析虚拟内存的工作过程和性能。

对虚拟内存的教学和科研具有一定的指导辅助作用。

关键词:操作系统;虚拟内存;实践教学;Nachos1引言虚拟内存的实现和运行同时涉及到内存管理、调度与中断、文件系统等内核诸多方面的问题。

因此在操作系统的教学和实验中虚拟内存的讲解和实验是较为棘手和困难的一个问题。

为了能够讲清虚拟内存的基本构造和工作原理或想独立实践一下虚拟内存的构造和各种虚拟内存策略,我们可以利用一下教学指导型操作系统Nachos。

由于Nachos提供了一个自由构造虚拟内存的框架,可让我们在其上开发和构造自主设计的虚拟内存,辅助我们更好的开展好虚拟内存的教学和研究。

2内存管理和虚拟内存构造机制Nachos在它的页表机制中仅提供了可让用户构造虚拟内存的基本机制。

页表结构是由TranslationEntry 类定义的,该定义在文件machine/translation.h中: class TranslationEntry {public:int virtualPage; //逻辑页号int physicalPage; //物理页号bool valid; //有效位bool readOnly; //只读位bool use; //引用位bool dirty; //修改位};为了实现虚拟内存的页置换,我们需要在以上类中增加一个该页在文件中的块偏量:int inFilePage。

原始的Nachos内存无法实现多道程序同时驻留内存,为此可以为其增设了分段式内存管理,从而实现了多道程序同时驻留内存并发执行。

增设的段式内存管理机制的类结构为:class SegmentEntry { //段表public:int segID; //段号int segBase; //段基址int segPages; //段页数} ;class MemManager{ //段管理器public:MemManager();// 段构造~MemManager(); // 段析构SegmentEntry * Allocate(int segPages,int pid);//分配一个段void Deallocate(int Pid); //回收一个段private:List *usedList; //已用内存页表链List *idleList; //空闲内存页表链};用户的可执行文件按段装入到模拟机的物理内存中并发执行的过程(无虚拟内存方案)可参见文献[1]。

Nachos模拟操作系统的实验教学应用

由于实验课程课时的限制和学生程序实现能力的差距，目前国内高校操作系统实验主要以分离的设计各管理功能仿真试验为主。各实验内容之间的
系统联系不够强，生对各章节知识点的理解不能学
及到真正底层硬件操作代码。其代码量也不大，总共只有８多个文件，０最大的一个源文件其代码量也
国外的操作系统教学的以实际操作系统（例如Ｍ — Ｉ
ＮＸ）目的设计与实现为方式的教学模式还存在Ｉ项
较大的差距。
Ｎｃｏ没有涉及到底层的硬件操作代码，ａｈｓ因此修改
里面的代码不会涉及太多硬件的基础。Ｎｃｏａｈｓ简单的实现了现代操作系统的大部分重要功能，进如程管理，内存管理，件系统，管理等，没有涉文ＩＯ而
供一个可再生的调试环境，能够使得学生能够理也
于其代码数量较大（超过２万行）且涉及较为底层，
的硬件驱动的细节和用户安全系统等。在理论和实践教学集中在一学期的课程而言，论对教师和学无生都有较ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的难度和工作量。
２３０
实验与课程设计：
Ｎｃｏ模拟操作系统的实验教学应用ａｈｓ
二、ｈｌ程序的扩展Ｓｅｌ
在Ｎｃｏ中Ｓｅ是一个命令解释器，ａｈｓｈｌｌ它解释
由用户输人的命令并且通过ＥｅＶ或Ｅｅ统调ｘｃｘｃ系用来运行相关程序。通常，验中对Ｎｃｏｈｌ实ａｈｓＳｅｌ的扩展工作可以包含以下几个内容：一是进程调度；二是内存管理；是文件系统；三四是系统调用；是五

中南大学操作系统安全实验报告

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY操作系统安全实验报告学生姓名专业班级学号学院信息科学与工程学院指导教师宋虹实验时间 2014年12月《操作系统安全》实验一……Windows系统安全设置实验一、实验目的1、了解Windows操作系统的安全性2、熟悉Windows操作系统的安全设置3、熟悉MBSA的使用二、实验要求1、根据实验中的安全设置要求，详细观察并记录设置前后系统的变化，给出分析报告。

2、采用MBSA测试系统的安全性，并分析原因。

3、比较Windows系统的安全设置和Linux系统安全设置的异同。

三、实验内容1、配置本地安全设置，完成以下内容：（1）账户策略：包括密码策略（最小密码长度、密码最长存留期、密码最短存留期、强制密码历史等）和账户锁定策略（锁定阈值、锁定时间、锁定计数等）（2）账户和口令的安全设置：检查和删除不必要的账户（User用户、Duplicate User用户、测试用户、共享用户等）、禁用guest账户、禁止枚举帐号、创建两个管理员帐号、创建陷阱用户（用户名为Administrator、权限设置为最低）、不让系统显示上次登录的用户名。

审核登录事件、审核特权使用等（4）设置IP 安全策略（5）其他设置：公钥策略、软件限制策略等2、Windows系统注册表的配置（1）找到用户安全设置的键值、SAM设置的键值（2）修改注册表：禁止建立空连接、禁止管理共享、关闭139端口、防范SYN攻击、减少syn-ack包的响应时间、预防DoS攻击、防止ICMP重定向报文攻击、不支持IGMP协议、禁止死网关监控技术、修改MAC地址等操作。

禁止建立空连接：“Local_Machine\System\CurrentControlSet\Control\LSA-RestrictAnonymous”的值改成“1”即可。

禁止管理共享：HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\LanmanServer\Parameters项对于服务器，添加键值“AutoShareServer”，类型为“REG_DWORD”，值为“0”。

实验三-操作系统实验Nacho

实验内容利用事实验三操作系统实验Nacho、实验人员:、实验目的：本次实验的目的在于掌握使用 nachos 中的线程序解决较为复杂的并发问题。

分三部分：实现事件栅栏原语并进行正确性测试；实现闹钟原语并进行正确性测试; 件栅栏和闹钟原语来解决电梯问题（详细内容请看 nachos-labs.pdf ）。

三、实验内容：1. 实现事件栅栏原语2. 实现闹钟原语3. 解决电梯问题四、实验步骤：1. 实现事件栅栏原语#ifndef EVENTBARRIER_H#defi ne EVENTBARRIER_H#in clude "syn ch-sem.h"#defi ne SIGNALED 1#defi ne UNSIGNALED 0 class Eve ntBarrier{ public:Eve ntBarrier();~Eve ntBarrier();void Wait();void Sig nal();void Complete。

;int Waiters。

； private:bool state;Con diti on *waits;Con diti on *waitc;Lock *barrier;Lock *in barrier;int waiter;};#en dif#i nclude "Eve ntBarrier.h"#in clude "thread.h"Even tBarrier::Eve ntBarrier()waits=new Con diti on ("waitsig nal");waitc=new Condition("waitcomplete");barrier=new Lock("barrier"); inbarrier=new Lock("inbarrier");state=UNSIGNALED;waiter=0;}EventBarrier::~EventBarrier() {delete waits;delete waitc;}void EventBarrier::Wait(){barrier->Acquire();waiter++;while(state==UNSIGNALED)waits->Wait(barrier);barrier->Release();}void EventBarrier::Signal()barrier->Acquire();state=SIGNALED;waits->Broadcast(barrier);barrier->Release();inbarrier->Acquire();waitc->Wait(inbarrier);inbarrier->Release();state=UNSIGNALED;}void EventBarrier::Complete(){inbarrier->Acquire();waiter--;if(waiter==0){waitc->Broadcast(inbarrier);}else{waitc->Wait(inbarrier);}inbarrier->Release();int Even tBarrier::Waiters(){return waiter;}2. 实现闹钟原语#defi ne ALARM_H#in clude "system.h"#i nclude "list.h" class Alarm{ public:Alarm();~Alarm();void Pause(i nt howL on g); void Wakeup();int Getpause num(); private:List *queue;int pause num;int leftime;};#en dif#in elude "system.h"#in elude "thread.h"#in elude "Alarm.h"exter n Alarm *alarm;void check(i nt which){while(alarm->Getpause num ()!=0){curre ntThread->Yield();}curre ntThread->Fi nish();}Alarm::Alarm(){queue=new List();pause num=0;}Alarm::~Alarm()queue->~List();}void Alarm::Pause(int howLong){Thread *t;pausenum++;if(pausenum==1){t=new Thread("forked thread");t->Fork(check,0);}if(howLong<=0)return;leftime=stats->totalTicks+howLong*TimerTicks*10000;IntStatus oldlevel=interrupt->SetLevel(IntOff);queue->SortedInsert(currentThread,leftime);currentThread->Sleep();(void) interrupt->SetLevel(oldlevel);}void Alarm::Wakeup()Thread *thread;int ptime=-1;IntStatus oldLevel = interrupt->SetLevel(IntOff);thread = (Thread *)queue->SortedRemove(&ptime);(void) interrupt->SetLevel(oldLevel);while( thread != NULL ){if(stats->totalTicks>=ptime){scheduler->ReadyToRun(thread);pausenum--;oldLevel = interrupt->SetLevel(IntOff);thread = (Thread *)queue->SortedRemove(&ptime);(void) interrupt->SetLevel(oldLevel);continue;}else{oldLevel = interrupt->SetLevel(IntOff);queue->SortedInsert(thread,ptime);(void) interrupt->SetLevel(oldLevel);break;}intAlarm::Getpause num() {retur n pause num;}3. 实现单个电梯class Elevator{public:Elevator(char *debug name,i nt nu mfloors,i nt myid);~Elevator();char *getName() { return n ame; }void OpenDoors(); /* 电梯开门 */void CloseDoors(int i); /* 电梯关门 */bool VisitFloor(int floor); /*查看电梯是否访问某层 */bool Enter(int id); /* 乘客进入电梯 */void Exit(int id); /* 乘客离开电梯 */void RequestFloor(int floor); /* 乘客阻塞在电梯内部 */ intGetlD(){return id;}void SetState(int i);bool IFEMPTY();void GoUp();void GoDown();private:char *name;int id;int numFloorsint currentfloor;int occupancy;int MaxNumber;int states; /* 设置电梯状态*//* 电梯是否为空*//* 电梯上行*//* 电梯下行*/; /* 电梯所能到达的最大楼层*//* 目前所在楼层*//* 目前乘客数目*//* 最大乘客数目*//* 电梯状态*/int GetFloor(){return currentfloor;}int GetState(){return states;}EventBarrier *eventbarrier; /* 电梯栅栏 */bool *ifvisitfloor;/* 判断电梯是否停留某楼层的数组 */Lock *occlock;};class Buildingpublic:Building(char *debugname,int numfloors,int numelevators);~Building();char *getName() { return name; }void CallUp(int fromFloor);void CallDown(int fromFloor);Elevator *AwaitUp(int fromFloor); /* 乘客等待，阻塞 ,返回电梯指针 */ Elevator *AwaitDown(int fromFloor); /* 乘客等待，阻塞，返回电梯指针 */ bool GetDownLight(int floor){return DownLight[floor];}bool GetUpLight(int floor){return UpLight[floor];}void SetDownLight(int t,bool i);void SetUpLight(int t,bool i);void WakeUp();void WakeDown();Elevator *TellElevator();private:char *name;int NumElevators; /* 电梯数目 */int NumFloors; /* 楼层数目 */EventBarrier *eventbarrier_up;/* 上行栅栏 */EventBarrier *eventbarrier_down;/* 下行栅栏 */Elevator *elevator; /* 一个电梯 */bool *UpLight; /*楼层上行按键*/｝；#i nclude "syn ch-sleep.h" #in clude "system.h" #i nclude "Eve ntBarrier.h" Even tBarrier::Eve ntBarrier(){eve ntlock=new Lock("eve ntlcok"); complete=new Con diti on ("complete");sig nal=new Con diti on ("sig nal"); SIGNALED=false;waiters_co un t=0;}Even tBarrier::~Eve ntBarrier(){delete even tlock;delete sig nal;delete complete;void EventBarrier::Wait(){eventlock->Acquire();waiters_count++;while(!SIGNALED)/* 如果事件栅状态是 UNSIGNALED, 则阻塞 */signal->Wait(eventlock);eventlock->Release();}void EventBarrier::Signal(){eventlock->Acquire();SIGNALED=true;/* 设置事件栅栏的状态为 SIGNALED*///printf("\n set SIGNALED=true,waiting for all forks WakeUp");signal->Broadcast(eventlock);/* 唤醒所有阻塞于 Signal 的线程 */ complete->Wait(eventlock); /* 阻塞于 Complete*///printf("\n has already signaled all waiting forks");SIGNALED=false;/* 恢复事件栅栏的状态为 UNSIGNALED*///printf("\n has already reset SIGNALED=false\n"); eventlock->Release(); }void EventBarrier::Complete()eve ntlock->Acquire();waiters_co un t--;if(waiters_count==O)/* 最后一个应答，唤醒所有阻塞在complete 的线程*/ complete->Broadcast(eve ntlock);else if(waiters_cou nt>0)/* 并非最后一个应答，阻塞在 complete*/complete->Wait(eve ntlock);elseprin tf("\n waiters_cou nt error!");eve ntlock->Release();}int Even tBarrier::Waiters(){retur n waiters_co unt;}五、实验结果1. 事件栅栏测试结果2•闹钟测试结果3.电梯测试结果普通情况严C^1L4018@C56;电梯满六、实验总结本次实验关于电梯的程序难度较大，特别是电梯部分。

操作系统实验_实验1课案

广州大学学生实验报告开课学院及实验室：计算机科学与工程实验室 2015年11月11日实验课操作系统成绩程名称实验项进程管理与进程通信指导老师陈康民目名称(***报告只能为文字和图片,老师评语将添加到此处,学生请勿作答***)进程管理（一）进程的创建实验一、实验目的1、掌握进程的概念，明确进程的含义2、认识并了解并发执行的实质二、实验内容1、编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程。

当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。

让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示'a'，子进程分别显示字符'b'和字符'c'。

试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。

2、修改上述程序，每一个进程循环显示一句话。

子进程显示'daughter …'及'son ……'，父进程显示'parent ……'，观察结果，分析原因。

三、实验步骤1、编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程。

代码：#include <stdio.h>main( ){int p1,p2;while((p1=fork( ))= = -1); /*创建子进程p1*/if (p1= =0) putchar('b');else{while((p2=fork( ))= = -1); /*创建子进程p2*/if(p2= =0) putchar('c');else putchar('a');}}运行结果：bca，bac, abc ,……都有可能。

2、修改上述程序，每一个进程循环显示一句话。

子进程显示'daughter …'及'son ……'，父进程显示'parent ……'，观察结果，分析原因。

代码：#include <stdio.h>main( ){int p1,p2,i;while((p1=fork( ))= = -1); /*创建子进程p1*/if (p1= =0)for(i=0;i<10;i++)printf("daughter %d\n",i);else{while((p2=fork( ))= = -1); /*创建子进程p2*/if(p2= =0)for(i=0;i<10;i++)printf("son %d\n",i);elsefor(i=0;i<10;i++)printf("parent %d\n",i);}}结果：parent…son…daughter..daughter..或parent…son…parent…daughter…等四、分析原因除strace 外，也可用ltrace -f -i -S ./executable-file-name查看以上程序执行过程。

Nachos平台操作系统上机实践指南

目录第一章试验环境介绍 (4)1.1 引言 (4)1.2 Nachos平台的功能特点简介 (4)1.2.1 什么是Nachos (4)1.2.2 Nachos的特点功能介绍 (4)1.3 Nachos平台的搭建与配置 (5)1.3.1 Nachos试验环境文件列表 (5)1.3.2 Nachos试验环境搭建步骤 (6)1.3.3 Nachos的功能模块组成结构 (22)1.3.4 Nachos的编译运行开发环境 (22)第二章Nachos平台技术实现说明 (24)2.1 Nachos的机器模拟机制概述 (24)2.1.1 Sysdep模块实现机制分析 (24)2.1.2 中断处理模块实现机制分析 (27)2.1.3 时钟中断模块实现机制分析 (28)2.1.4 终端设备模块实现机制分析 (29)2.1.5 磁盘设备模块实现机制分析 (29)2.1.6 系统运行情况统计 (30)2.2 Nachos中的进程/线程管理 (30)2.2.1 相关知识点回顾 (30)2.2.2 功能概述 (30)2.2.3 具体模块实现介绍 (31)2.3 Nachos中的文件系统管理 (33)2.3.1 相关知识点回顾 (33)2.3.2 功能概述 (34)2.3.3 具体模块实现介绍 (34)2.4 Nachos中的存储系统管理 (36)2.4.1 相关知识点回顾 (36)2.4.2 功能概述 (36)2.4.3 具体模块实现介绍 (37)2.5 Nachos中的网络系统管理 (37)2.5.1 相关知识点回顾 (37)2.5.2 现有功能分析 (37)2.5.3 具体模块实现介绍 (38)。

Nachos系统调用实习报告

Nachos系统调用实习报告在本次实习中，我参与了Nachos系统的开发与优化工作。

Nachos是一款开源的嵌入式操作系统，旨在提供安全、高效和可靠的计算环境。

通过实习，我希望能够更深入地理解操作系统的内部机制，提升我的系统编程技能，并且在实际项目中运用所学知识。

在进行系统调用设计时，遇到了参数传递的问题。

经过研究，我们决定采用寄存器传递参数，并优化了寄存器的使用方式，提高了调用效率。

在实现文件系统时，遇到了读写性能的问题。

我们通过对文件系统进行优化，包括缓存机制、文件分割等手段，有效地提高了读写性能。

在多任务调度中，遇到了任务优先级冲突的问题。

我们通过引入任务调度器，实现了任务的动态优先级调整，解决了冲突问题。

团队合作：在实习期间，我与团队成员积极沟通，共同解决了许多问题。

我们经常进行技术讨论，分享解决方案，共同优化系统性能。

这种团队合作的方式让我收获颇丰。

在实习过程中，我运用了所学的操作系统知识，如进程管理、文件系统、设备驱动等，对Nachos系统进行优化。

同时，我还学习了汇编语言、C语言以及嵌入式开发的相关知识，并将其应用到实际项目中。

这些知识的应用让我对操作系统有了更深入的理解。

通过实习，我更加深入地理解了操作系统的内部机制和实现方法。

我学会了如何在实际项目中运用所学知识，提高了我的系统编程技能。

我认识到团队合作的重要性，学会了如何与他人协作解决问题。

我认识到自我学习和持续进步的重要性，需要在工作中不断学习和提升。

对某些专业知识掌握不够深入，需要进一步学习。

在解决问题时，有时过于急躁，需要更加耐心地思考和分析问题。

通过本次实习，我更加深入地理解了操作系统的内部机制和实现方法，提高了我的系统编程技能和解决问题的能力。

我也认识到团队合作的重要性，学会了如何与他人协作解决问题。

这些经验和收获将对我未来的学习和工作产生积极的影响。

在过去的六个月中，我有幸在XYZ科技公司的Nachos团队实习，专注于文件系统的开发与优化。

操作系统实验报告一

实验报告课程名称：操作系统（nachos）Array实验项目名称：进程调度实验时间：2010-09-08班级：姓名：学号：实验目的:用高级语言编写和调试一个有 N个进程并行的进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

实验环境:PC机、windows XP 操作系统、Visual C++6.0开发工具/Win-TC实验内容及过程:实验内容：设计一个有N个进程并行的进程调度程序。

进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。

具体描述如下：每个进程有一个进程控制块（ PCB）表示。

进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

分析：进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。

进程的到达时间为进程输入的时间。

进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。

就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。

用已占用CPU时间加1来表示。

如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后按照优先数的大小把它插入就绪队列等待CPU。

每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。

重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

调度算法的参考流程图如下：实验过程：1．在win-tc环境中编写一个有N个进程并行的进程调度程序,包括最高优先数优先的调度算法和先来先服务算法，代码见附录中。

2．在上机环境中编译、调试程序。

3．设计输入数据，得出程序的执行结果。

实验结果及分析：1、选择最高优先数优先的调度算法调度两个进程：输出进程名、进程cpu时间、进程还需时间、进程优先数及进程状态，最高优先数优先的调度算法调度三个进程：2、选择先来先服务算法调度两个进程：输出进程名、进程开始时间及结束时间，先来先服务算法调度三个进程：实验心得：操作系统第一份实验刚开始确实有点没头绪，而且也刚接触一点儿进程调度的，对它只是大概了解些。

Nachos操作系统部分实验说明

} 5、修改文件中的调度类成员函数,使其按线程优先数大
………
新的设计的实验内容和步骤：
重新执行../lab2中的make 重新执行./nachos –rs 10
可以看到新内核的输出按规定的静态优先数次序在并发执行：
Name:Main Num:0 looped:0 Name:T1 Num:1 looped:0 Name:T2 Num:2 looped:0 Name:T1 Num:1 looped:1 Name:T2 Num:2 looped:1 Name:T1 Num:1 looped:2 ……
以上设计实验输出结果的分析：
主线程首先执行后放弃CPU，T1优先级最高排在队首先被选中。主线程由于优先级最低被排在队列尾。
T1 线程放弃 CPU，当前 T2 在队首先被选中。T1 优先级最高又被排在队首。 T2线程放弃CPU，当前T1在队首先被选中。T2被排在队首。如此重复5次，T1和T2线程执行结束，队列中仅有主线程了。主线程连续执行 4次后结束工作。
………… private:
………….. int Priority;//线程的优先数 } 4、在构造线程类时为线程设置一个静态优先数：在中的 Thread::Thread(char * debugName,int priority)
{ ……. Priority = priority;
一、内核线程调度策略设计
设计目标：
在 Nachos 系统中实现按优先数调度线程，研究各种调度策略算法的实现，分析各种调度算法的性能。 …..
设计背景：
从 Nachos 系统的基本内核./threads/ 文件中可以看出 Nachos 系统的基本内核实现了先进先出的调度策略。
调度类 Scheduler 管理着一个就绪队列 list。它的成员函数 ReadyToRun(currentThread)将当前线程挂入该队列的队尾： Scheduler::ReadyToRun (Thread *thread) {

操作系统实习-第一部分线程机制实习说明

2010-2011第二学期“Nachos实习”第一部分线程机制实习说明时间安排时间内容第2周 2.28 ～3.6 线程调度第3周 3.7 ～3.13 锁&条件变量第4周 3.14 ～3.20 同步&互斥第5周 3.21 ～3.27 Challenges 第一部分报告提交时间3月27日时间24:00推迟报告提交时间4月4日时间24:00实习内容本次实习希望通过修改Nachos系统平台的底层源代码来实现以下目标：第2周实现基于优先级的抢占式线程调度Exercise 1 扩展线程的数据结构增加“用户ID、线程ID”两个数据成员，同时在Nachos现有的线程管理机制中增加对这两个数据成员的维护机制。

增加“挂起（suspending）”状态，即可以将当前线程映像保存在磁盘文件而不是内存中。

Exercise 2 增加全局性线程管理机制在Nachos中增加对线程数量的限制，使得Nachos中最多能够同时存在128个用户线程。

Exercise 3 修改线程调度算法，实现基于优先级的抢占式调度算法第2周完成同步机制：锁和条件变量Exercise 实现锁和条件变量a)阅读源代码code/threads/下synch.h，和，了解原语操作b)实现锁和条件变量可以使用sleep和wakeup两个原语操作（注意屏蔽系统中断），也可以使用Semaphore作为唯一同步原语（不必自己编写开关中断的代码）第4周同步互斥机制应用Exercise 实现同步互斥实例基于Nachos中的信号量、锁和条件变量，采用两种方式实现同步和互斥机制应用（其中使用条件变量实现同步互斥机制为必选题目）。

具体可选择“生产者-消费者问题”、“读者-写者问题”、“哲学家就餐问题”、“睡眠理发师问题”等。

（可选择其他经典的同步互斥问题）第5周 Challenges题目（必做其中一个，也可选做多个）Exercise 1 Send/Receive机制为Nachos的线程管理模块增加通过Send/Receive进行通信的机制。

操作系统实验教程

操作系统实验教程在当今数字化的时代，操作系统作为计算机系统的核心组成部分，其重要性不言而喻。

对于学习计算机相关专业的学生和从事相关工作的技术人员来说，深入理解操作系统的原理和机制，并通过实验来巩固和拓展知识，是必不可少的环节。

本教程将带您走进操作系统实验的世界，帮助您掌握操作系统的关键概念和实践技能。

一、实验环境的搭建在开始操作系统实验之前，首先需要搭建一个合适的实验环境。

这通常包括选择合适的操作系统（如 Windows、Linux 等），安装相关的开发工具和编译器（如 Visual Studio、GCC 等），以及配置必要的环境变量。

对于初学者，建议选择较为常见和易用的操作系统，如 Windows 10 或 Ubuntu Linux。

在 Windows 系统中，可以通过安装 Visual Studio 来进行 C/C+＋程序的开发；而在 Linux 系统中，可以使用命令行工具来安装 GCC 编译器，并通过文本编辑器（如 Vim 或 Emacs）来编写代码。

二、进程管理实验进程是操作系统中最基本的概念之一，它是程序的一次执行过程。

在进程管理实验中，我们将学习如何创建、终止进程，以及如何进行进程间的通信。

1、进程的创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。

可以使用系统提供的 API 函数（如 Windows 中的 CreateProcess 函数或 Linux 中的 fork 函数）来创建进程，并通过相应的函数（如 ExitProcess 或 exit 函数）来终止进程。

2、进程间通信进程间通信是指不同进程之间交换数据和信息的方式。

常见的进程间通信方式包括管道、消息队列、共享内存等。

通过实验，我们可以了解这些通信方式的原理和实现方法，并编写程序进行实际的通信操作。

三、内存管理实验内存管理是操作系统的重要任务之一，它负责合理地分配和回收内存资源，以确保系统的高效运行。

1、内存分配与释放学习使用编程语言中的内存分配函数（如 C 语言中的 malloc 和 free 函数）来动态分配和释放内存。

NachOS实验报告（4个全）

NachOS实验报告（4个全）四川大学操作系统课程设计报告学院：软件学院专业：软件工程专业年级：08级组编号：组成员：提交时间：2010年6月24日指导教师评阅意见：.. . . .指导教师评阅成绩：：：实验项目一项目名称：开发Shell程序试验背景知识Shell此处的shell是指命令行式的shell。

文字操作系统与外部最主要的接口就叫做shell。

shell是操作系统最外面的一层。

shell管理你与操作系统之间的交互:等待你输入，向操作系统解释你的输入，并且处理各种各样的操作系统的输出结果。

shell提供了你与操作系统之间通讯的方式。

这种通讯可以以交互方式（从键盘输入，并且可以立即得到响应），或者以shell script(非交互)方式执行。

shell script是放在文件中的一串shell和操作系统命令，它们可以被重复使用。

本质上，shell script是命令行命令简单的组合到一个文件里面。

Shell基本上是一个命令解释器，类似于DOS下的。

它接收用户命令（如ls等)，然后调用相应的应用程序。

较为通用的shell有标准的Bourne shell (sh)和C shell (csh)。

交互式shell和非交互式shell交互式模式就是shell等待你的输入，并且执行你提交的命令。

这种模式被称作交互式是因为shell与用户进行交互。

这种模式也是大多数用户非常熟悉的：登录、执行一些命令、签退。

当你签退后，shell 也终止了。

shell也可以运行在另外一种模式：非交互式模式。

在这种模式下，shell不与你进行交互，而是读取存放在文件中的命令,并且执行它们。

当它读到文件的结尾，shell也就终止了。

实验目的：Shell是一个命令处理器（command processor）——是一个读入并解释你输入的命令的程序，它是介于使用者和操作系统之核心程序（kernel）间的一个接口。

它是一个交互性命令解释器。

操作系统实验指导书

操作系统实验软件工程专业实验指导书目录目录 (2)实验一WINDOWS进程初识 (3)1、实验目的 (3)2、实验内容和步骤 (3)3、实验结论 (4)4、程序清单 (4)实验二进程管理 (7)背景知识 (7)1、实验目的 (10)2、实验内容和步骤 (10)3、实验结论 (12)4、程序清单 (12)实验三进程同步的经典算法 (17)背景知识 (17)1、实验目的 (18)2、实验内容和步骤 (18)3、实验结论 (19)4、程序清单 (20)实验四存储管理 (24)背景知识 (24)1、实验目的 (28)2、实验内容和步骤 (28)3、实验结论 (34)4、程序清单 (34)实验一WINDOWS进程初识1、实验目的（1）学会使用VC编写基本的Win32 Consol Application（控制台应用程序)。

（2）掌握WINDOWS API的使用方法。

（3）编写测试程序，理解用户态运行和核心态运行。

2、实验内容和步骤（1）编写基本的Win32 Consol Application步骤1：登录进入Windows，启动VC++ 6.0。

步骤2：在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“projects”选项卡中选择“Win32 Consol Application”,然后在“Project name”处输入工程名，在“Location”处输入工程目录。

创建一个新的控制台应用程序工程。

步骤3：在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“Files”选项卡中选择“C++ Source File”, 然后在“File”处输入C/C++源程序的文件名。

步骤4：将清单1-1所示的程序清单复制到新创建的C/C++源程序中。

编译成可执行文件。

步骤5：在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“命令提示符”命令，进入Windows “命令提示符”窗口，然后进入工程目录中的debug子目录，执行编译好的可执行程序：E:\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>hello.exe运行结果 (如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________（2）计算进程在核心态运行和用户态运行的时间步骤1：按照（1）中的步骤创建一个新的“Win32 Consol Application”工程，然后将清单1-2中的程序拷贝过来，编译成可执行文件。

Nachos虚拟内存机制实习报告

虚拟内存机制实习报告善良的大姐姐2015.4.18目录一：总体概述 (3)二：任务完成情况 (3)任务完成列表（ Y/N） 3具体 Exercise的完成情况 3 三：遇到的困难以及解决方法 (15)四：收获及感想 (15)五：对课程的意见和建议 (15)六：参考文献 (15)2一：总体概述通过认真仔细阅读 Nachos 系统虚拟内存部分的源代码，理解虚拟内存的管理和应用机制，用户程序的运行逻辑，并修改源代码，达到“实现虚拟存储系统”的目标。

二：任务完成情况任务完成列表（ Y/N）Exercise1 Exercise2 Exercise3 Exercise4 Exercise5 Exercise6 Exercise7 Challenge yes yes yes yes yes yes yes yes具体 Exercise的完成情况Exercise 1: 源代码阅读Part1: 阅读code/userprog/，着重理解nachos 执行用户程序的过程，以及该过程中与内存管理相关的要点。

阅读情况：用户程序执行过程：步骤相关解释在 main 函数中，如果检测到传入的参数和在 StartProcess函数中装载并运行一个用户程“执行用户程序”相关，那么执行StartProcess 序函数（）StartProcess 函数中：1. 用 OpenFile 类打开文件OpenFile 类在文件系统中定义，包括各种对文件的基本操作，如read,write 。

实质上是包装了操作系统的底层函数。

2. 用 AddrSpace 类创建一个用户空间，并将创建用户空间包括：打开的文件装载进去 1.获取文件头，并将大小端做适宜转换；2.通过文件头计算出文件所需空间，包括代码段，初始化数据段，未初始化数据段，栈空间 4 个部分3. 通过文件所需空间计算出文件所需的虚拟页数量4. 创建用户空间的pagetable ，指示了第i个虚拟页（将）对应第i 个物理页5. 由于目前是最基本的【直接映射+单用户33. （AddrSpace::InitRegisters()）初始化用户空间中的各种寄存器，包括 PC 设为0，栈指针移到空间底部程序无切换】模式，因此此时要将所有的虚拟页中的内容写到物理页（主存）当中。