操作系统虚拟机小论文
有关计算机操作系统及应用的参考论文(2)
有关计算机操作系统及应用的参考论文(2)有关计算机操作系统及应用的参考论文篇二《计算机操作系统探讨》摘要:21世纪是信息化时代,计算机的应用将更加广泛,为了更好的使用计算机,应该对操作系统基本了解,因此本文主要对操作系统的概念和发展史进行探讨,并对Windows,UNIX和Linux操作系统做了简单的介绍,使广大读者加深对计算机操作系统的理解。
关键词:计算机操作系统;Windows;UNIX;Linux中图分类号:TP316 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 04-0000-01当今现代,人们学习、生活等都已经不能离开计算机,计算机由硬件和软件组成,在计算机系统软件中最重要的软件就是操作系统。
操作系统如同指挥官一样,指挥着计算机里的所有部件,并指挥它们按照某个计划协同工作。
计算机系统越复杂,操作系统的作用和地位就越重要。
一、操作系统概述操作系统,负责管理计算机硬件资源和软件资源,并通过这种管理为用户提供服务,成为计算机和用户之间的接口。
操作系统的主要功能是:(1)处理机管理;(2)存储器管理;(3)文件管理;(4)设备管理;(5)用户接口。
基本上所有的操作系统都具有如下的特征:(1)并发性;(2)共享性;(3)虚拟性;(5)不确定性。
二、操作系统发展史操作系统的产生迄今已有70年的时间,最早期的操作系统诞生于20世纪50年代中期,只是简单的单道批处理操作系统;接着演变成了多道程序批处理系统,与此同时,实时操作系统也应运而生;最后伴随着微型机、多处理机和计算机网络的发展,与之相对应的微机OS、多处理机OS和网络OS也随之迅速发展。
(一)串行处理系统世界上最早的计算机诞生之时,并没有操作系统,当时程序员直接和硬件打交道,具体流程是:首先程序员将已经穿孔的纸带(或卡片)装入内存,接着通过控制台或开关启动程序运行,最后当程序全部运行完毕,取出纸带(或卡片)和运算结果。
该系统严重地降低了计算机资源的利用率,形成了所谓的人机矛盾。
浅谈操作系统(操作系统论文)
浅谈操作系统(操作系统论文) 浅谈操作系统(操作系统论文)1:引言1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究意义2:操作系统的定义与发展2.1 操作系统的定义2.2 操作系统的发展历程2.3 操作系统的分类3:操作系统的基本功能3.1 进程管理3.1.1 进程的创建与销毁3.1.2 进程调度3.2 内存管理3.2.1 内存分配与回收3.2.2 虚拟内存管理3.3 文件系统3.3.1 文件的创建与删除 3.3.2 文件的读写与修改 3.4 设备管理3.4.1 设备的分配与释放 3.4.2 设备的驱动与控制4:操作系统的关键技术4.1 进程间通信4.2 同步与互斥4.3 死锁的预防与避免 4.4 中断与异常处理4.5 虚拟化技术4.6 分布式操作系统5:操作系统的应用领域5.1 桌面操作系统5.2 服务器操作系统5.3 嵌入式操作系统5.4 移动操作系统5.5 实时操作系统6:操作系统的优缺点分析6.1 优点6.2 缺点6.3 改进方向7:操作系统与其他相关技术的关系 7.1 编程语言7.2 数据库管理系统7.3 网络通信技术7.4 人机交互技术8:操作系统的未来发展趋势8.1 云操作系统8.2 大数据与的融合8.3 安全与隐私保护8.4 自动化与智能化9:结论附件:1:操作系统原始代码示例2:操作系统相关实验数据3:相关调研问卷回收数据法律名词及注释:1:版权法:保护原创作品的权益,禁止未经授权的复制和使用。
2:商标法:保护商号和商标的专有权,禁止未经授权的商标使用和侵权行为。
3:隐私保护法:保护个人隐私信息的泄露和滥用。
《操作系统》小论文
《操作系统》课程小论文【浅谈Windows XP 操作系统的安全性】学生姓名:***学号: ************专业班级: 11计科一班任课教师:***山东女子学院信息技术学院2013年12 月26 日【浅谈Windows XP 操作系统的安全性】摘要随着互联网的出现与迅速发展,以及金融、政务、商务等重要信息网络与之互连,互联网这个全球性的信息网络已经在政治、经济等方面起着越来越重要的作用。
以此同时,这些重要的信息网络系统面临入侵攻击的威胁,而操作系统和应用服务程序的漏洞正是攻击者实施攻击的基础。
操作系统是直接与计算机硬件打交道的基础软件,是计算机资源的直接管理者,操作系统的安全性是其他应用软件安全性的根基,缺乏这个安全的根基,构筑在其上的应用系统以及安全保障系统,如PKI、机密性保护措施的安全性将得不到根本保障。
在网络环境中,网络安全依赖于各主机系统的安全可信,没有操作系统的安全,就谈不上主机系统和网络系统的安全性,因此操作系统的安全是整个计算机系统安全的基础。
本文首先介绍了操作系统的一般概念和定义,Windows XP系统的安全目标、架构和实现,然后详细介绍了其安全机制并对其进行了分析,进一步介绍了不同使用环境下的配制方法等。
关键词:操作系统;Windows XP;安全性;原理;配置ON THE WINDOWS XP OPERATING SYSTEMSECURITYABSTRACTWith the emergence of the Internet and the rapid development, as well as financial, government, business and other important information network interconnection, the global Internet information network has been in such aspects as politics, economy, plays a more and more important role. At the same time, these important information network system faces the threat of invasion attack, and operating system and application service program vulnerabilities is the foundation of the attacker to carry out attacks. Operating system is the basis of dealing directly with the computer hardware software, is the direct management of computer resources, the security of the operating system is the foundation of other application software security, lack of the foundation of the security, to build on its application system and security system, such as PKI, confidentiality protection measures of security will not guarantee. In the network environment, network security depends on the host system security are to be believed, no operating system security, let alone the host system and the security of network system, so the safety of the operating system is the foundation of the entire computer system security.This paper first introduces the general concept and definition of the operating system, Windows XP system security objectives, architecture and implementation, and then introduces its detailed and analyzes its security mechanism, further introduced the different preparation methods using environment, etc.Key words:the operating system; Windows XP; security; the principle; configuration【概述】1.1 操作系统概述操作系统(英语:Operating System,简称OS)是一管理电脑硬件与软件资源的程序,同时也是计算机系统的内核与基石。
虚拟机操作系统
虚拟机操作系统在当今的计算机技术领域,虚拟机操作系统已经成为了一项非常重要的技术。
对于许多计算机用户和企业来说,它带来了诸多便利和优势。
首先,让我们来理解一下什么是虚拟机操作系统。
简单来说,虚拟机操作系统就是在一台物理计算机上,通过软件模拟出多个“虚拟”的计算机环境,每个虚拟环境都可以运行独立的操作系统。
这就好像在一个大房子里划分出多个小房间,每个房间都有自己的独立空间和规则。
虚拟机操作系统有很多显著的优点。
其一,它提供了很好的隔离性。
不同的虚拟机可以运行不同的操作系统和应用程序,它们之间相互独立,互不干扰。
这意味着如果一个虚拟机出现问题,比如感染病毒或者系统崩溃,不会影响到其他虚拟机的正常运行。
这对于企业来说尤其重要,因为可以在同一台物理服务器上运行多个业务系统,即使某个业务系统出现故障,也不会导致其他业务中断。
其二,虚拟机操作系统方便进行系统测试和开发。
开发人员可以在一台计算机上创建多个虚拟机,每个虚拟机模拟不同的操作系统和环境,来测试他们开发的软件在各种条件下的兼容性和稳定性。
这样就不需要为了测试而准备多台物理计算机,大大节省了成本和空间。
其三,虚拟机操作系统还便于资源的灵活分配。
物理计算机的资源,如 CPU、内存、硬盘等,可以根据不同虚拟机的需求进行动态分配。
当某个虚拟机需要更多资源来处理任务时,可以临时为它分配更多;而当任务完成后,资源又可以回收分配给其他虚拟机使用。
这种灵活性使得计算机资源得到了更高效的利用。
在实际应用中,虚拟机操作系统也有广泛的场景。
对于企业来说,服务器虚拟化是常见的应用之一。
通过将多个服务器整合到一台物理服务器上的虚拟机中,可以降低硬件成本、减少能耗,同时也便于管理和维护。
例如,一家公司可能有多个不同的业务系统,如邮件服务器、数据库服务器、Web 服务器等,以前可能需要为每个系统配备一台独立的物理服务器,现在则可以通过虚拟机技术在一台高性能服务器上实现。
在教育领域,虚拟机操作系统也发挥着重要作用。
有关计算机操作系统及应用的论文
有关计算机操作系统及应用的论文计算机操作系统是计算机中不可缺少的重要组成部分,是计算机的灵魂,没有操作系统,计算机的功能与价值就无法实现下面是店铺为大家整理的有关计算机操作系统及应用的论文,供大家参考。
有关计算机操作系统及应用的论文范文一:计算机操作系统的功能、发展及分类摘要:操作系统是统一管理计算机软件、硬件资源,合理组织计算机的工作流程,随着计算机技术的发展,人们对计算机的人性化、方便简洁提出了更高的要求,减少计算机占用的空间,缩小计算机的体积和重量,使计算机能更加方便地携带成为未来计算机发展的一个重要方向,以及嵌入式硬件技术的不断提高,使得越来越多的嵌入式产品需要嵌入式操作系统的支持。
关键词:计算机操作系统;发展;分类中图书分类号:TP316-4 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)32-0077-02操作系统是计算机系统中非常重要的部分。
对操作系统的研究与实现一直是计算机科学中挑战性和实用性完美结合的典范。
不同的计算机环境和不同的应用环境,需要不同的操作系统。
从个人计算机到大型计算机,从办公自动化到电子商务应用环境,从小型企业管理到大型企业的工业自动化控制,都需要有操作系统的支持。
操作系统的职责是管理计算机系统的硬件资源、软件资源,控制计算机的整个工作流程。
一方面,计算机系统结构和硬件技术的发展推动了操作系统的发展,因此而出现了多种形式、能够满足多种应用、资源利用效率不断提高的操作系统;另一方面,操作系统技术的不断发展又使得计算机的处理器、存储器等硬件资源的利用率得到了很大提高,能够不断满足用户方便、高效、快捷应用计算机的需求。
计算机系统由硬件和软件两部分组成。
对于这类操作系统相信用过电脑的人都不会陌生,这是全球最大的软件开发商——Microsoft(微软)公司开发的。
Microsoft公司的Windows系统在操作系统中占有绝对优势。
主流Windows系统都可以用在工作站中,如高Windows NT 4.0、Windows 9x/ME/XP、Windows 2000,以及最新的Windows 2003等。
计算机虚拟机技术及应用论文
计算机虚拟机技术及应用论文计算机的普及应用使计算机机房不断增多,机房传统管理模式的不足也随之逐步显现,而虚拟机技术的提出,为计算机系统教学提供了新的选择。
下面是店铺给大家推荐的计算机虚拟机技术及应用论文,希望大家喜欢!计算机虚拟机技术及应用论文篇一《计算机虚拟机技术及应用》摘要:计算机作为一门实用性很强的学科,它要求学生不仅有一定的理论基础,还必须有实际操作、维护与使用技能。
本文结合计算机课程,对计算机虚拟机技术以及应用进行了简单的探讨。
关键字:计算机;虚拟机;技术;应用二十一世纪作为综合性人才的聚集地,面对计算机软硬件快速发展的现实,很多高校与培训单位的计算机教学和实践都出现了设备滞后的矛盾,所以根本不能满足教学与培训需求。
将虚拟机应用在计算机教学中,不仅能突破不足,还能有效提高计算机工作效率。
虚拟机是在独立的计算机上独立虚拟的计算机,并且拥有独立的也虚拟硬盘、内存、CPU、光驱、网络适配器、声卡、显卡等。
在进行宿主计算机运行时,也可以进行其他虚拟计算机运行,并且虚拟机之间都有独立的操作系统,互不干扰。
在虚拟环境中,它能模拟实体操作,弥补现代资源的不足,所以一直广受好评。
一、计算机虚拟机概述近年来,随着科学技术水平的不断进步,推动了诸多领域的发展,计算机技术便是其中之一,也是发展速度较快的一类技术。
计算机的普及应用使计算机机房不断增多,机房传统管理模式的不足也随之逐步显现,而虚拟机技术的提出,为计算机系统教学提供了新的选择。
在部分网络课程和计算机系统教学中,很多时候都需要运行对计算机构成威胁的软件,例如:病毒软件与格式化软件;在多台计算机连接时,老师才能对实际操作与网络课程进行讲解。
但是大部分培训学校与单位都会受资金流影响,根本没有足够的能力加强机房管理,很多知识只能停留在理论基础上,最后对教学成果造成影响。
虚拟机技术可以作为一种新的教学辅助手段。
在计算机组装与维护课程、计算机网络课程教学实践应用中,表明利用虚拟机技术搭建的虚拟环境既丰富了教师的教学手段,也为学生提供了一种真实又无损坏的实验环境。
计算机操作系统论文(2)
计算机操作系统论文(2)计算机操作系统论文篇二《计算机操作系统教学探析》摘要:主机操作系统不同于常见操作系统,入门较难。
为让学生尽快掌握主机操作系统,文章从实践环境、教学模式、考核方式、课外实践几方面对新型主机操作系统课程的教学改革实践进行了分析。
关键词:操作系统教学操作系统课程是计算机专业的核心专业课程,一直在教学计划和实际教学中受到重视。
作为计算机系统上最重要的系统软件,操作系统本身一直与时俱进,不断发展。
在教学中引入现代新型主机操作系统,让教学内容紧跟计算机技术更新的步伐,是适应新形式下操作系统教学改革的需要。
让学生在掌握基础理论知识的基础上,学习业界流行的优秀、先进的新型主机操作系统,是培养符合社会需要的计算机专业人才的需要。
在一般学校的教学中,多是以UNIX等常见操作系统为实例及实践环境讲解操作系统的基本理论和基本方法。
而UNIX、Windows等在可靠性、可用性、并行化、共享性、安全性、数据处理能力等方面远逊于目前的新型主机操作系统。
主机操作系统从1964年诞生以来,经历了从封闭到开放的与时俱进的发展过程。
特别是2000年以来,IBM推出的更开放更可靠的新型主机操作系统Z/OS,使得主机操作系统焕发了前所未有的活力。
基于技术的先进性和社会的需要,从2006年开始,我校计算机专业开始开设“新型主机操作系统”选修课。
主机操作系统先进、庞大、复杂,和常见操作系统既有相同点,又有很多不同点。
为了让学生学好这门课程,我们从实践环境、教学模式、考核方式、课外实践等方面进行了有益的教学研究和改革。
1 建立先进开放的实践环境由于主机界面和常见操作系统界面差别大,学生普遍感觉入门难,因此保证随时随地的用机,方便逐渐熟悉主机,显得十分必要。
作为加入IBM主机合作项目的9所高校之一,我校拥有IBM公司2005年捐赠的一台大型主机Z900。
在此有利条件上,我们建立了一个开放的主机实践环境,包括Z/OS操作系统、RACF安全子系统、COBOL语言、DB2数据库、PL/1、CICS中间件等。
Linux操作系统论文(精选8篇) 2021
随着网络得不断发展,网络安全是我们应该时刻注意得问题。
Linux系统是类unix得网络操作系统,应用日益广泛,特别是在网络服务器方面,其安全性问题也逐渐突出,受到人们更多得关注。
下面是搜素整理得Linux操作系统论文8篇,供大家借鉴参考。
Linux操作系统论文第一篇:Linux操作系统组成及应用---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料,希望本套资料能带给您一些思维上的灵感和帮助,个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整,以符合您自己的风格,不太建议完全照抄照搬哦。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料,希望本套资料能带给您一些思维上得灵感和帮助,个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整,以符合您自己得风格,不太建议完全照抄照搬哦。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要:针对于Linux操作系统来说,需要对于该套系统得功能以及在实际当中得应用做出系统性得分析探讨,从而有效得提升该套系统在各个领域当中得应用,进而使其能够为社会上各个领域得发展做出更大得贡献。
计算机虚拟机技术及应用论文(2)
计算机虚拟机技术及应用论文(2)计算机虚拟机技术及应用论文篇二《在计算机教学中虚拟技术的应用分析》摘要:本文结合笔者多年的教学实际经验,分析了虚拟技术在高校计算机专业教学中的应用,简要介绍了其虚拟机的原理及背景,着重分析了其与传统教学比较的优势之所在,最后实际分析了虚拟技术在计算机教学中几个方面的运用。
关键词:虚拟机;高校;计算机;教学一、引言随着大学的扩大招生模式的启用,许多高校的运行都受其影响,面临的一系列的问题,其中就有经费投入不足导致的教学设备,场地等不能满足教学的问题。
特别是在许多工科专业,如计算机专业,由于其发展迅速,新技术层出不穷,设备更新快,如果受到经费的制约,设备技术得不到更新,将很难保证教学的质量。
目前,在计算机专业中,大部分教师都是采用的多媒体教学,但由于条件限制,学生在上课的过程中将会出现软件与系统的不兼容,操作系统切换困难等诸多问题,使得实践性课程的教学和实验进行困难。
为了实现“以能力形成为核心的人才培养”模式,如何有效的利用设备,提高教学质量,以达到教学目标,是当今大学扩招后所面临的重要课题之一。
就上所述,采用虚拟机(Virtual machine)技术,能过有效的解决计算机专业的实验设备,场地等由于投入资金不足所带来的问题,在保证教学质量的同时,又为学校节省了资金。
二、虚拟机简介所谓的虚拟机是指通过计算机软件来实现模拟一个具备完整的硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。
它能在已有的操作系统上再虚拟出一个新的系统。
而这个虚拟出来的系统与原有的系统是相互独立的,它不依靠原有机器的硬件运行,而是由它虚拟出来的各种独立硬件来支持运行。
它的硬盘是从现实硬盘中新建的一个文件夹,它的内存是从现实内存中划分出来的一部分,并且它具有不唯一性,在一台电脑上可以虚拟出多个虚拟计算机,而且它们能实现真实计算机所能实现的所有功能。
对于应用程序而言,在虚拟机上运行与在一台真正的计算机上运行完全一样,没有区别。
计算机操作系统虚拟化技术研究
计算机操作系统虚拟化技术研究一、概述随着计算机技术不断发展,虚拟化技术的应用越来越广泛。
计算机操作系统虚拟化技术作为虚拟化技术的一种,其应用也越来越受到人们的关注和重视。
本文将对计算机操作系统虚拟化技术进行研究和探讨。
二、计算机操作系统虚拟化技术的概念计算机操作系统虚拟化技术是指通过在物理计算机上安装虚拟化软件,使得物理计算机能够同时运行多个虚拟机,每个虚拟机都可以运行独立的操作系统和应用程序,并且它们之间相互独立、互不干扰。
计算机操作系统虚拟化技术的本质是通过虚拟化软件创造多个虚拟的计算机环境,每个环境都可以与物理环境相互独立地运作,从而实现资源共享、更高的效率和更好的可管理性。
三、计算机操作系统虚拟化技术的分类1.全虚拟化技术全虚拟化技术是指在虚拟机中安装一个不同于物理机的虚拟操作系统,这个虚拟操作系统称为“Guest OS”。
物理机和虚拟机之间通过虚拟化软件实现硬件的共享。
全虚拟化技术可以实现不同操作系统之间的运行,但它会增加虚拟化软件的复杂度,降低虚拟机性能。
2.半虚拟化技术半虚拟化技术是指在虚拟机中安装一个修改过的操作系统,这个操作系统需要通过特定的API来访问物理机的硬件资源。
半虚拟化技术可以减少虚拟化软件的复杂度,提高虚拟机性能,但它只能实现特定的操作系统之间的运行。
3.容器化技术容器化技术是指通过在宿主机上创建一个或多个隔离的用户空间,每个用户空间运行一个或多个容器,容器相互独立运行。
每个容器中运行一个应用程序,应用程序可以使用宿主机的资源,如CPU、内存、磁盘等。
容器化技术具有轻量、弹性、快速启动等优点,但容器之间无法运行不同的操作系统和核心驱动程序。
四、计算机操作系统虚拟化技术的应用1.服务器虚拟化服务器虚拟化是计算机操作系统虚拟化技术的主要应用领域之一。
利用虚拟化技术,在一台物理服务器上运行多个虚拟机,每个虚拟机可运行独立的操作系统和应用程序。
服务器虚拟化可以实现资源共享、硬件利用率提高、节约成本等优点。
操作系统虚拟化技术研究
操作系统虚拟化技术研究操作系统虚拟化技术是一种能够将一台物理上的服务器分割成多个虚拟环境的技术,每个虚拟环境中有一个独立的操作系统和一组应用程序,它们可以被视为多个独立的虚拟机。
在这样的环境下,每个虚拟机可以被看作是一个独立的计算机系统,具有自己的程序空间,系统资源都是被虚拟化的,整个虚拟环境可以看作是由若干个属于不同用户的虚拟机构成的多用户环境。
虚拟化可以让计算机资源得到更好的利用,将多个应用程序在同一台机器上并行地运行,从而提高计算机的利用率和处理速度。
这种方法可以极大地节约硬件和系统部署成本。
虚拟化的技术可以应用于服务器、客户机、存储等不同领域,而且可以作为云计算、虚拟化平台等领域的主要技术之一。
操作系统的虚拟化技术按照虚拟化方式可以分为全虚拟化和半虚拟化两种。
全虚拟化是指通过软件技术将多个操作系统运行在同一个物理服务器上,并且每个操作系统都可以独立运行,模拟硬件资源,并且通过虚拟网络互相连接。
在全虚拟化环境下虚拟机独立且完整,虚拟机操作系统不知道自己还是运行在一个虚拟机上的,因为它们认为自己是运行在物理机器上的操作系统。
这种虚拟化方式可以支持多种不同的操作系统,从 Windows、Linux,到其他操作系统都可以进行虚拟化,而且应用程序和操作系统都可以无缝的进行移植。
半虚拟化是指在虚拟机上运行的操作系统是经过修改并能够识别自己是运行在虚拟机上的。
在半虚拟化环境下,操作系统需要接受虚拟化层的管控,从而实现虚拟化。
半虚拟化技术对于系统运行效率的提升优点更加明显,除了对操作系统的影响裁减之外,操作系统和应用程序的不需要修改。
操作系统虚拟化技术的发展史可以追溯到上个世纪70年代,IBM通过它的VM (Virtual Machinse)技术,使得多个操作系统在同一台机器上运行。
但是,由于当时计算机技术限制的原因,这种虚拟系统的效率十分低下,远远达不到最初的期望。
20年后,随着部署和管理IT环境的复杂性不断提高,虚拟化技术再次被重新考虑,当时由VMware专业提供虚拟化解决方案,并逐渐成为业界的标准,同时也促进了云计算、大数据分析、虚拟化平台等领域的发展。
操作系统中的虚拟机技术研究
操作系统中的虚拟机技术研究随着计算机技术的飞速发展,操作系统的功能越来越强大,同时随之出现了一种重要的技术:虚拟机技术。
虚拟机(Virtual Machine)是一种软件,它可以在计算机上模拟出一个硬件平台,使用户可以在这个模拟环境中运行各种操作系统和应用软件。
虚拟机技术已经成为目前计算机系统中的一个重要组成部分,本文主要讨论的就是虚拟机技术在操作系统中的应用。
一、虚拟机的概念虚拟机技术最初起源于20世纪60年代,由IBM公司研发,旨在解决不同计算机系统之间互通的问题。
简单来说,虚拟机就是在一台计算机上虚拟出多台计算机,每个虚拟计算机都可以运行不同的操作系统和应用程序。
虚拟机技术的优点是可以实现不同操作系统之间的互通,方便了不同操作系统之间的集成,同时还可以提供更好的系统安全性,方便管理维护等。
二、操作系统中的虚拟机技术在操作系统中,虚拟机技术主要有两种应用场景:一是在操作系统中实现虚拟机,二是在虚拟机中嵌套操作系统。
现在,虚拟机主要分为两类:全虚拟化和半虚拟化。
在全虚拟化中,虚拟机完全模拟了一个硬件平台,包括处理器、内存、I/O设备等,虚拟机中运行的操作系统认为自己是独立的计算机系统,在操作系统中部署虚拟机,就可以运行不同的操作系统和软件。
全虚拟化的优点是能够实现不同操作系统之间的互通,但同时也要求计算机的硬件性能较高,对计算机的性能要求较高。
而在半虚拟化中,虚拟机只虚拟化了操作系统需要的一部分硬件资源,因此比全虚拟化要省时、省力,同时可以同时运行多个虚拟机,提高了计算机的使用效率。
三、虚拟化技术的应用虚拟机技术广泛应用于服务器虚拟化、云计算、移动设备等领域,或者在虚拟机中运行调试程序、测试新系统和开发工具等。
虚拟机技术还在游戏领域中得到了广泛应用。
虚拟机技术可以通过在虚拟机中运行游戏来实现游戏的跨平台运行,同时通过虚拟机环境中的隔离技术,提供了更好的系统安全性,方便管理和维护。
四、虚拟化技术的未来发展在未来,虚拟化技术将会更加广泛地应用于计算机领域。
操作系统中的虚拟化技术研究
操作系统中的虚拟化技术研究随着云计算和虚拟化技术的兴起,操作系统中的虚拟化技术越来越受到关注。
这种技术可以使操作系统能够同时运行多个虚拟机,从而提高系统的可靠性、灵活性和安全性。
本文将对操作系统中的虚拟化技术作一简要的介绍和研究,以探究虚拟化技术的优缺点和未来趋势。
一、什么是虚拟化技术虚拟化技术是一种将物理资源,如处理器、内存、硬盘等,抽象成逻辑资源供多个虚拟机使用的技术。
通过虚拟化技术,虚拟机可以运行不同的操作系统和应用程序,并将运行的内容隔离在自己的内部,从而提高系统的可靠性和安全性。
虚拟化技术可以分为两种类型:全虚拟化和半虚拟化。
全虚拟化技术是一种在未修改的操作系统上运行的虚拟机。
这种虚拟机是运行在一个虚拟化层之上的,以模拟物理硬件资源的行为。
它可以用于运行不同的操作系统和应用程序,包括Windows、Linux、UNIX等。
全虚拟化技术的缺点是它使用的是类似于软件模拟的方式来模拟硬件,所以它需要更强大的处理器和更大的内存来运行。
半虚拟化技术是一种修改过的操作系统,它可以直接与虚拟化层进行通信。
半虚拟化技术可以简化虚拟化层和客户操作系统之间的通信,从而提高系统的性能和效率。
缺点是需要修改操作系统内核,使得系统的兼容性更差。
二、虚拟化技术的应用虚拟化技术被广泛应用于云计算、容器和服务器等领域。
云计算的基础是虚拟化技术,它可以将物理资源抽象为逻辑资源并分配给多个虚拟机。
容器技术则是一种虚拟化技术,它可以将应用程序和所有依赖项都打包在一个容器内,以方便移植和部署。
服务器虚拟化则是一种将一个物理服务器分成多个虚拟服务器的技术,可以提高服务器的利用率和可靠性。
三、虚拟化技术的优缺点虚拟化技术的优点在于它可以提高系统的可靠性、灵活性和安全性。
一台服务器可以运行多个虚拟机,避免单点故障,从而保障系统的可靠性。
虚拟机可以运行不同的操作系统和应用程序,使得系统更具有灵活性。
虚拟机可以将其运行的内容隔离在自己的内部,使得系统更安全。
虚拟机应用的中职计算机教学应用论文
虚拟机应用的中职计算机教学应用论文关键词:虚拟机;中职;计算机教学;应用计算机虚拟技术,在当前阶段主要包括了虚拟机的操作系统、虚拟的硬件和Xen等形式,在中职院校计算机的教学过程中运用虚拟机的技术,能够在很大程度上拓宽老师们的教学思路,为同学们供应多样的教学形式,在完成教学目标的基础上将虚拟机的应用阅历进行推广,缓解同学们在计算机方面的学习压力。
1虚拟机在计算机基本应用中的作用在基础环节,虚拟机主要能够起到以下两个方面的作用,首先是BIOS的参数设置,其次是计算机操作系统以及一些应用程序的安装设置。
在BIOS参数设置的过程中,由于中职院校的同学们普遍英语成果较差,并且电脑学问也没有非常深化的了解,因此往往会产生畏难心理。
因此在传统的.教学模式中,老师们往往只是进行简洁的讲解,很少给学会僧们自己动手操作的练习机会,导致同学们就连基本的开机挨次、调整时间、调控CPU工作状态等常规的设置也很少练习,在很大程度上影响了同学们的学习质量。
但当引入虚拟机进行教学过后,就可以为同学们供应最接近真实的BIOS环境,尤其是当今有很多BIOS的版本,例如AMIBIOS、PHOENIXBIOX等等,同学们假如在课下练习很难找到符合他们学习水平或是针对性强的版本。
但是微软系统供应了最为常规的AMIBIOS参数设置,并且这个系统中的内容页较为简洁,目前已经广泛应用于各个品牌的笔记本电脑中,同学们可以非常便利的进行课下练习,并且是适合同学们的学习层次的拓展练习。
而对于操作系统和应用程序这两个环节来说,这两个方面本来就是中职阶段计算机教学较为欠缺的环节,由于安装软件和设置系统这两个过程都过于琐碎,并且对于电脑也有肯定的破坏性,老师们很简单由于影响教学秩序或是破坏电脑就放弃同学们练习的机会,因此同学们也得不到足够的熬炼,从而失去了培育基本技能的机会。
在虚拟机中安装新的系统或是新的软件后,与一台正常的电脑基本相像,这样既能够满意同学们常见的安装系统、软件配置等的练习需求,还能够在很大程度上保证计算机的平安稳定。
操作系统的虚拟机技术探索虚拟机在操作系统中的应用和优势
操作系统的虚拟机技术探索虚拟机在操作系统中的应用和优势操作系统的虚拟机技术探索:虚拟机在操作系统中的应用和优势在计算机科学领域,操作系统是指控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
其中,虚拟机技术是操作系统中的一项重要技术,它允许在一台物理机器上同时运行多个虚拟的操作系统实例。
本文将探索虚拟机在操作系统中的应用和优势。
一、虚拟机的基本概念虚拟机是一种软件实现的计算机环境,它模拟了一台完整的计算机系统。
每个虚拟机都具有独立的操作系统、应用程序和资源,它们彼此之间相互隔离,就像独立的物理机器一样。
通过虚拟机管理软件(hypervisor),可以在物理机上同时运行多个虚拟机实例。
二、虚拟机的应用领域1. 服务器虚拟化:虚拟化技术可以将一台物理服务器划分为多个虚拟服务器,并在每个虚拟服务器中运行独立的操作系统和应用程序。
这样可以充分利用服务器资源,提高服务器利用率和灵活性,同时简化了服务器的管理和维护。
2. 桌面虚拟化:桌面虚拟化技术可以将多个虚拟桌面运行在同一台物理机器上。
用户可以通过终端设备远程访问虚拟桌面,享受到与传统个人电脑相同的计算体验。
桌面虚拟化提供了更好的资源管理和安全性,便于管理员对虚拟桌面进行集中管理和维护。
3. 开发与测试环境:虚拟机技术为开发人员和测试人员提供了一个独立的工作环境。
开发人员可以在自己的虚拟机中进行开发和测试,而不会影响到其他开发人员的工作。
同时,虚拟机可以通过快照功能,方便地还原到某个特定状态,为软件开发和测试提供了更好的灵活性和可靠性。
4. 教育和培训:虚拟机技术广泛应用于教育和培训领域。
教育机构可以使用虚拟机搭建实验环境,学生可以在虚拟机中进行实验和学习。
虚拟机提供了一个安全可控的实验平台,同时降低了实验成本和资源的浪费。
三、虚拟机的优势1. 资源利用率高:虚拟机允许多个虚拟机共享物理硬件资源,可以充分利用服务器的计算能力,提高资源的利用率。
通过虚拟机的动态调度和负载均衡技术,可以根据实际需求动态分配资源,提高系统的整体性能。
x86体系结构的虚拟机研究-[硕士论文]
硕士学位论文 i摘 要 虚拟机作为一种软件工具已经在各个领域得到广泛的应用如处理器仿真反病毒系统调试器和网络虚拟主机因此虚拟机技术一直是当今计算机学科研究的热点之一x86作为目前应用最广的体系结构在PC工业控制等领域仍占据着不可动摇的地位一方面商业化x86虚拟机产品已经得到业界认可另一方面一些非营利组织和团体也在积极研究x86虚拟机并取得了不少的成果 本文结合开源项目Bochs 具体分析了虚拟机的原理和实现中一些关键技术问题Bochs 作为指令级的x86模拟器其工作除了对x86处理器的基本指令集和部分扩展指令集的取指-译码-执行过程进行软件仿真外还模拟了包括存储器和常用的外设在内的一套完整的PC 系统论文首先对虚拟机的相关概念和研究现状作了综述接下来引入开源项目Bochs 先结合虚拟机软件设计的思想对项目进行了宏观介绍然后从源码出发对虚拟机CPU 和PC 系统的具体实现作了细致的剖析包括CPU 部分的寄存器MMU 单元以及取指和译码过程实现和PC 部分对存储器与I/O 访问管理等在完成了对各部件工作原理解析后论文对虚拟机实现过程中的相关问题作了深入探讨如定时器问题Cache 和TLB 的模拟等此外通过在Bochs 源码中加入统计代码进行一组实验包括指令统计和高速缓存命中率实验文中给出了实验结果并作了简要论述本文的另外一个工作是实现了一个可视化x86指令级调试器程序――IA-32 Debugger IA-32 Debugger 的编写建立在Bochs 虚拟机项目基础之上通过在虚拟机内部插入控制和监视代码实现了主界面和虚拟机窗口的数据同步和数据交换文中给出了IA-32 Debugger 工程的实现过程包括设计思路工程组织以及各部分具体实现 论文的最后结合其它虚拟机软件的优化技术以及创新点对虚拟机及虚拟化技术发展趋势作了展望关键词x86体系结构 虚拟机技术 Bochs 开源项目 指令级调试器ABSTRACTVirutal machine(VM) acting as a soft-tool were wildly used in many areas, such as processor emulating, anti-virus and virtual host on network. Thus the VM technology is always a hot-spot in computer science. The x86 is the most popular micro-computer architecture and plays an important role in PC market and industrial computer applications. Now many commercial x86 VM software products have been released. Besides, some non-profit organizations are active on the research work of virtual machine.The dissertation was derived from an open-source project ‘Bochs’, giving a detailed description of the principle and the implementation of a VM program. Bochs is an x86 emulator, it emulates both an x86 CPU which has a ‘fetch-decode-execute’ unit for all x86 instruction set as well as some extended instructions and a whole PC system consisted of system board, memory and various peripherals etc.At the beginning, Some basic concepts of VM and related research works were presented. Then the Bochs project was introducted with a general description of its project designing. Based on analyzing of source code, the dissertation discussed the implementation of a virtual CPU and PC system, including registers, MMU and the fetch-decode unit of CPU and management of memory & I/O access for a PC system.After that, the dissertation foucs on some critical topics such as timer management, implementation of cache and TLB, discussed and analysed them. Moreover, a group of experiments were performed, statistical data was acquired by inserting additional code into Bochs, In the first experiment, number of each instruction was inspected and analysed, while after the next one, how cache size infects cache performace wasAnother important work of the dissertation is the design and implementation of an useful tool--IA-32 debugger. IA-32 Debugger is an x86 instruction debugger with a GUI, It was based on Bochs. By modifying the original code, it controls theiisimulation and communicates with it by sending commands and exchanging data. Some details during developing was given out, such like design flow chart and organization of project files.At last, Some new methods which adopted by other VM program in order to improve efficiency was introduced and the trend of VM as well as visualization technology was proposed.KEYWORDS: x86 Architecture Instruction-level Debuggeriii南京工业大学学位论文独创性声明及使用授权的声明一除了文中特别加以标注和致谢的地方外与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意日期中国科学技术信息研究所光盘版允许论文被查阅和借阅包括刊登授权南京工业大学研究生部办理 导师签名硕士学位论文 1第1章 绪论1´æÔÚן÷ÖÖ¸÷ÑùµÄÐéÄâ»úVirtual PCÈκÎÒ»¸öÄܽâÊͲ¢Ö´ÐÐÒ»Ì×Ö¸ÁµÄ³ÌÐò¶¼¿É³ÆΪÐéÄâ»ú追寻虚拟机的根源VM/370设计的目的是为了能让不同的用户分享一台计算机的资源使用者坐在电缆连接的远程终端前于是一套完整的操作系统被载入虚拟机器中系统程序员甚至可以运行它的一个虚拟副本VM/370有点类似一个多用户和多任务的操作系统运行在Windows 上的API都会觉得它们占用了整个CPU 和4GB 内存空间而这个模式其实是x86处理器提供的硬件虚拟机功能那么VMware Workstation [2]则是虚拟机非常具体化的一个实例虚拟机的宿主系统实际上部件当虚拟机需要访问硬件资源时第1章 绪论 21¸ù¾ÝÆäʵÏÖ»úÖƼ´³ÌÐò´úÂëÐÐInstruction Set Architecture±¾ÎÄÖ÷ÒªÌÖÂÛµÄBochs 就是属于ISA ÀûÓÃVMM这类虚拟机的主要目的是为了提高执行效率HALVisualization ÔÚÕâ¸öÑ-»·ÖÐÍê³ÉÈ¡Ö¸ÕâÀàµÄÀý×ÓÓÐBochs ¶ÔÖ¸ÁîµÄÄ£Ä⾫ȷµ½Ã¿Ò»Ìõϸ½Ú±¾ÎĵĵÚ6章中将会具体讨论其最初目的是为了代码能够跨平台的重用一组指令集一个无用单元收集堆和一个方法区域但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现它们有的在OS 级上虚拟化很多的商业产品如VMware两类虚拟机各有优缺点易用性以及资源占用等诸多方面但它们的优点在于你可以窥视到CPU的内部同时Debugger ÔÚ¹¹½¨¶à²Ù×÷ϵͳ»·¾³ºÍ¶àÐéÄâ»úÖ÷»úµÄ³¡ºÏ°çÑÝÁËÎÞ¿ÉÌæ´úµÄ½ÇÉ«硕士学位论文 3电源按钮以后就再不能从外部去控制功能级虚拟机的缺点注定它们不能成为系统调试器ÆÕͨµÄ½â¾ö°ì·¨ÊÇÅ䱸Á½Ì¨PCºÜµäÐ͵ÄÓ¦ÓÃÊÇÔÚLinux环境下运行WindowsÔÚһ̨·þÎñÆ÷Éϲ¿Êð¶à¸ö²Ù×÷ϵͳҲ³ÉΪÇ÷ÊƼ´Ê¹ÆäÖÐһ̨Êܵ½¹¥»÷»òÆäËüÔ-Òòå´»úÔ-ÒòÔÚÓÚËüÃǵĿɿØÐԺͿɹ۲ìÐÔ¼ÙÈçʧ°ÜÁËÕâ·½ÃæµÄÉÌÒµ²úÆ·ÓÐsimicsIA-64SPARC 等众多体系结构ISA虚拟机对模拟出的整个系统进行了精确的描述一个很好的途径就是去学习ISA虚拟机的代码但能够让一个操作系统成功跑起来意味它的模拟行为绝大部分还是正确的但它还是研究和学习IA-32处理器以及PC系统结构的优秀教材3第2章 x86体系结构与PC系统综述 4目前最常用的两种反病毒技术是特征码技术和虚拟机技术如果病毒及其变种这些描述就是通过对程序体与特征码进行比较来查找病毒对于未知病毒则无能为力让有可能含有病毒代码的程序在上面执行则很有可能包含病毒代码由此可以看出因此4 x86虚拟机的研究现状及本文主要工作x86是最经典的CISC指令系统也是当今应用最为广泛的体系结构由开始的16位结构发展到今天的64位结构因此IA-32(Intel Architecture 32 bit) [7]成为x86的别名很多地方使用了IA-32这个名词但x86的存在证明了CISC 还是会维持一段很长生存时间支持硬件任务切换以及硬件MMUÀ©Õ¹ÁËMMXÄ¿Ç°Òѽӽü3GHz HT ³ýÁËÐí¶àÓÅÐãµÄÉÌÒµ»¯²úÆ·Íâ针对目前国内对虚拟机特别是x86虚拟机的研究还不是很深入的现状对开源项目Bochs 源码进硕士学位论文 5行了深入分析和研究作者花了大量时间在源代码阅读和分析上Bochs项目源码分析和注释一文同时借此引出了借助于虚拟机来进行计算机系统实验的方法另外一个工作是完成了图形用户界面的指令级调试器IA-32 Debugger 的设计与实现对其进行有效的控制和数据监视具有单步/多步运行结合其调用的Bochs 代码对IA-32体系模拟的相似程度极高这一特点第二章结合虚拟机软件的设计思想详细分析了各部件的工作原理第五章介绍了IA-32 Debugger 程序的设计与实现过程并对虚拟机和虚拟化技术的发展趋势作了总结与展望第2章 虚拟机设计思路与Bochs项目 6第2章 虚拟机设计思路与Bochs 项目2²»ÉÙÎÄÏ×[9][10][11]都有这方面的介绍并开发相应的编译工具我们从设计一台虚拟PC 的角度出发看一台PC需要哪些部件再细化就会得到CPU Ó²ÅÌÎÒÃÇ¿ÉÒÔΪÿһ¸öÏà¶Ô¶ÀÁ¢µÄ²¿¼þÓÃÒ»¸öC++类描述再为其留出适当的输入/输出接口但要想把这些设备连接起来将这些信号完全用软件仿真出来难度非常的大且执行效率也很低或者说是从逻辑层去模拟所以第一件事考虑的就是CPU°üÀ¨8个通用寄存器CPU 做的事情是为每个寄存器写入一个复位后的值我们硕士学位论文 7为CPU 添加一个fetch()函数只读因此而指令总是存放于物理介质中转换后BIOS属于存储器包括RAM 和ROM因为存在若干指令函数所作的工作只是将AX 和自身异或的结果写入AXÕâÊÇ×î¼òµ¥µÄÖ¸Áî֮һÿÌõ¶¼ÓÐÈô¸ÉÑ°Ö··½Ê½(1) 只是改变CPU 内部的寄存器, 如 AAA (2) 需要进行外部存储器访问 MOV AX, MEM (3) 需要进行外部I/O 访问, 如 IN AX, PORT对于第二类指令此时细致考虑一下具有只读/只写/不可访问属性第三类是I/O操作指令如用HDD类来管理一块硬盘调用HDD 的成员函数ATACommand()来返回数据CMOS 时钟应该说虚拟机的功能已经实现的差不多了因为它还没有中断对于以上的两种设计方法第二种也就是从逻辑层进行仿真更加切合实践有些地方绕过了实际的硬件第2章 虚拟机设计思路与Bochs项目 8要复杂很多还有CPU 执行异常的处理主要是VGA显卡现在还是处在不断的完善之中可以在众多的流行操作系统上运行 目前PentiumSSE和3DNow!指令集DOS起初目的是为了构建一个商业化的系统仿真软件产品23Òò´ËËü²ÉÓÃÁË´¿C++语言设计但引发的问题是Bochs 的代码变得异常庞大.h 和.cppBios 系统BIOS 代码 Cpu 模拟x86 CPU Docs -html Html 格式的部分文档 Doc 部分文档 Font VGA 字体点阵 Fpu浮点处理器硕士学位论文 9图形界面具有很好的封装性[15]¸ÃÀàÍê³ÉÁ˼òµ¥µÄÈÕÖ¾¹¦ÄÜÈý¸öÖ÷ÒªÀ๹³ÉÁËBochs 的基石 描述储存器n bx_device_c 及一系列派生类¹¹³ÉÒ»¸öÍêÕûµÄϵͳΪÁËͳһÍâÉèµÄ½Ó¿ÚÈç´æ´¢Æ÷¶ÁдBochs 项目的类结构如图2.2所示第2章 虚拟机设计思路与Bochs项目 图2.2 Bochs工程的类结构Figure 2.2 Class structure of Bochs project2Bochs的虚拟CPU运行方式为: 取指à执行à输出结果10硕士学位论文 11/数据)图2.3 虚拟机工作流程 Figure 2.3 Work flow of a VM以上简要的阐述Bochs 是如何运行的在下面的章节中将会具体分析Bochs 对CPU 的模拟以及整个PC 系统的仿真第3章 Bochs工作原理分析 12第3章 Bochs 工作原理分析3这个类也是Bochs 工程中最复杂的一个类执行以及异步事件的处理工作各种标志位图3.1 BX_CPU_C 类图Figure 3.1 Class diagram of BX_CPU_C硕士学位论文 13整个虚拟CPU 的逻辑结构如3.2所示另一方面通过存储器和I/O 读写函数访问外部空间取指-译码-执行单元的另外一个功能是输出时钟脉冲驱动外部设备2 虚拟CPU 的实现 3°üÀ¨Í¨ÓüĴæÆ÷È«¾Ö¼Ä´æÆ÷GDI 和IDT 等如定义了结构体bx_gen_reg_t 描述8个32bit 通用寄存器(EAX,ECX …)˵Ã÷Bochs 在代码兼容性方面做的工作以及代码风格上的独到考虑1考虑了在不同平台上的移植性处理器有两种对齐顺序Big Endian第3章 Bochs工作原理分析 14外如32-bit EAX 又可以进行16-bit AXÈçͼ3.3所示2其中部分比特位保留供以后使用其它的标志位都是1bit长度DECLARE_EFLAG_ACCESSOR(name,bitnum) IMPLEMENT_EFLAG_ACCESSOR(name,bitnum)宏DECLARE_EFLAG_ACCESSOR 是函数声明硕士学位论文 15BX_CPP_INLINE void clear_##name (); \ BX_CPP_INLINE Bit32u get_##name (); \ BX_CPP_INLINE bx_bool getB_##name (); \BX_CPP_INLINE void set_##name (Bit8u val);它总共定义了5个访问函数的原型assertget 和getB功能定义了对应的函数实现部分以下略EFLAGS 中的VM 标志位决定处理器工作在保护模式还是虚拟8086模式Bochs 考虑到VM 的访问速度DECLARE_EFLAG_ACCESSOR_VM(bitnum)IMPLEMENT_EFLAG_ACCESSOR_VM(bitnum)宏的内容和DECLARE_EFLAG_ACCESSOR类似是代码风格变得简洁易读2在保护模式下如4GB RAMµ½Ò»¶ÎСµÄÎïÀíÄÚ´æ»ò´ÅÅÌ¿Õ¼ä第3章 Bochs工作原理分析 16后来才引入的线形地址映射技术也叫虚拟内存或页请求虚拟内存(demand-pagedvirtual memory)·ÖÒ³´¦ÀíÆ÷½«ÏßÐÔµØÖ·¿Õ¼ä·ÖΪÈô¸ÉÒ³ËüÃÇ¿ÉÒÔ·Ö±ðÓ³Éäµ½ÎïÀíÄÚ´æ»ò´ÅÅ̽»»»¿Õ¼äÖлòÈÎÎñ»úÖƽ«ÏßÐÔµØÖ·Ó³Éä³ÉÎïÀíµØÖ·´¦ÀíÆ÷»á²úÉúÒ»¸öÒ³´íÎó异常或许会将现有内存中的某个页存储到磁盘中它们存放在内存中和因为它用的是固定大小的页分段而当分页开启后为了减少地址转换时的总线访问周期只有当页表条目不在TLB中时才会需要访问外部总线n 3个地址转换函数将线性地址转换成物理地址dtranslate_linear()ʵ¼ÊÊǵ÷ÓÃÁËtranslate_linear() itranslate_linear()ʵ¼ÊÊǵ÷ÓÃÁËtranslate_linear()n 2个使用线性地址读写数据的函数Void BX_CPU_C::access_linear(Bit32u laddr,unsigned length, unsigned pl, unsigned rw, void *data);若不支持分页了mem->readPhysicalPage()和mem->writePhysicalPage()读写物理内存然后调用mem->readPhysicalPage()和mem->writePhysicalPage()完成数据读写分为4KB页和4MB页两种情况讨论所以总共可以分3种情况讨论图3.5 地址转换函数translate_linear()流程 Figure 3.5 Flow chart of translate_linear()3Ò²ÊÇÕû¸öÐéÄâ»úµÄºËÐÄ3 1 IA-32指令格式图3.6描述了IA-32指令的构成但很多指令只含有其中的部分内容总共可以分成4组组1段重载:2EH—CS 段重载前缀36H—SS 段重载前缀3EH—DS 段重载前缀26H—ES 段重载前缀64H—FS 段重载前缀65H—GS 段重载前缀2EH—不进行分支(只针对J cc指令)3EH—进行分支(只针对J cc指令)组3和组4操作码的长度不定3个字节另外modRMͨ³£°üº¬ÁË3个部分的信息• reg/opcode域指示一个通用寄存器号或者是opcode的额外3个比特值特定的ModR/Mbase-plus-index 和 scale-plus-index 寻址方式需要SIB一起生成32-bit地址• scale域指定缩放因子register number of the index register.关于SIB寻址见参考文献[7](卷二)ModR/M确定DISPLACEMENT是否存在2或4字节也是1¹ØÓÚ32位模式和16位模式实模式下一个很有名的程序解决了这个问题把一个段寄存器因为在实模式下不可以进行这样的操作即完成设置该程序中使用了很多类似于下面的指令写法db 0x66mov CX,DS其实际上相当于MOV ECX, DSÕâ˵Ã÷CPU在实模式下仍然是可以运行32位指令集的另外这点可以在CPU启动执行BIOS内第一条指令中证明只是实模式下没有启动存储保护机制3该类中有一个指向模拟指令执行函数的指针ptrÕâЩº¯ÊýÕ¼ÁËBochs项目的很大一部分代码份额还有2个很重要的成员32位还是16指令以及是否有重复标记等立即数和DISPLACEMENT等分为两部分 512条16bit操作码和512条32bit操作码另外还有一个附加的指向BxOpcodeInfo_t结构体的指针//512 个条目/* 01 */ { BxAnother | BxLockable, &BX_CPU_C::ADD_EwGw },/* 02 */ { BxAnother, &BX_CPU_C::ADD_GbEb },/* 03 */ { BxAnother | BxSplitMod11b, NULL, opcodesADD_GwEw }, /* 04 */ { BxImmediate_Ib, &BX_CPU_C::ADD_ALIb },/* 05 */ { BxImmediate_Iv, &BX_CPU_C::ADD_AXIw },……// 512 个条目opcodesADD_GwEw和 opcodesADD_GdEd为static BxOpcodeInfo_t opcodesADD_GwEw[2] = {{ 0, &BX_CPU_C::ADD_GwEEw },{ 0, &BX_CPU_C::ADD_GwEGw }};static BxOpcodeInfo_t opcodesADD_GdEd[2] = {{ 0, &BX_CPU_C::ADD_GdEEd },{ 0, &BX_CPU_C::ADD_GdEGd }};对照IA-32指令表, 我们可以把执行函数和指令关联起来attr2ÒëÂëºÃµÄÖ¸Áî´æ·ÅÔÚinstruction数据结构中为了提高虚拟机系统性能I-Cache±ÈÈçÒ»´ÎÑ-»·ÖдӸô¦¶ÁÈ¡»úÆ÷Âë×Ö½Ú´æ·ÅÈ¡Ö¸/译码后的指令单位为字节因此带来的问题是必须一边取字节一边进行分析IA-32的长度不会超过14字节若超出长度以下是fetchDecode()的流程图3.7 虚拟机取指-译码流程Figure 3.7 Flow chart of ‘Fetch-decode’ progress函数Fetchdecode()已经为指令执行做好了所有的前期工作譬如单字节8位指令ADD32CPU会一直循环进行取指执行工作虚拟机在模拟每一个CPU循环的之前n 与虚拟机相关的事件如用户关闭Bochs软件n 其它维护事件Bochs控制台发出的主要命令是收到该命令后将会中止CPU循环3 2 中断事件函数handleAsyncEvent()中检测的顺序是按照IA-32的中断优先级进行的硬件复位和机器错误逐个进行运行过程中的异常通过exception()函数预处理后调用interrupt()ʵģʽ»ò°üº¬Ä£Ê½±£»¤Ä£Ê½Ôò¸´ÔÓһЩÕâЩתÌø·½Ê½°üÀ¨ÈÎÎñÇл»´úÂë¶Î·¢ÉúתÒÆʱÔò¶ÑÕ»Ò²Òª½øÐÐÇл»对于外部中断IRQ PIC或APIC4»áͨ¹ýʹÄÜCPU的HRQ管脚对CPU提出DMA请求会调用外部DMA控制器函数bx_dma_c::raise_HLDA()响应DMA请求通知DMA控制器接管总线3 存储器系统Bochs中模拟存储器的类是BX_MEM_CMemory/memory.cpp和Memory/misc_mem.cppBochs中没有定义一个连续的4GB大小的Byte数组来模拟存储器地址空间主存即SDRAM空间防止访问溢出Vector的大小是根据config文件里配置的内存大小分配的显卡BIOS等实际上Bochs有一个440FX的PCI设备 该函数是将Host地址翻译成对应的设备上的地址这个函数主要用在CPU取指令操作上可以参考取指部分先说明一下在Bochs中常用的思想――注册handler I/O空间硕士学位论文 定时器以及IRQ都用了类似的方法Bochs目前没有AGP设备struct memory_handler_struct {struct memory_handler_struct *next;//下一个结点的指针, 用作构建链表unsigned long begin; //注册的内存段开始地址unsigned long end; //注册的内存段结束地址memory_handler_t read_handler; //读函数memory_handler_t write_handler; //写函数void *read_param;void *write_param;};起点相同(ADDR>>20,即1MB对齐)的若干handler构成一张链表就调用readPhysicalPage()或writePhysicalPage()Èô·¢ÏÖµØÖ·ÂäÔÚij¸ömemory_handler_struct中因此该handler的范围为PCI设备内存范围handler链表也是被访问的第3章 Bochs工作原理分析 内存访问注册表图3.8 储存器访问注册表 Figure 3.8 The table for memory access34CPUÕâЩÊý¾Ý»òÐÅÏ¢°üÀ¨Á½Ààa) I/O 或存储器访问地址和数据 b)中断但实际上如果从虚拟机软件角度出发PC 中所有设备的运行是靠主板上的时钟电路提供的脉冲进行工作的PCI 时钟等等相当于64个时钟源Bochs 预定义了64个定时器内有RTCËüÃDZ»CPU 循环调用硕士学位论文 这里指事件包括DMA请求HRQ由外设使能3¸ºÔð¸÷ÖÖʼþµÄ´¥·¢¶¨Ê±Æ÷½á¹¹ÌåÈçÏÂstruct {bx_bool inUse;Bit64u period;Bit64u timeToFire;bx_bool active;bx_bool continuous;bx_timer_handler_t funct;void *this_ptr;#define BxMaxTimerIDLen 32char id[BxMaxTimerIDLen];} timer[BX_MAX_TIMERS];各成员的含义如下触发周期tick0=当前处于非活动, 1=当前活动continuous ºó½øÈëÐÝÃßfunct长度不超过32类bx_pc_system_c通过调用register_timer()将属性和handler函数装入timer[i]tick1()和tickn()Bochs中的时钟节奏是以CPU的指令周期(tick)第3章 Bochs工作原理分析 为基础单位的static BX_CPP_INLINE void tick1(void) {if (--bx_pc_system.currCountdown == 0) {bx_pc_system.countdownEvent();}}代码中的bx_pc_system.currCountdown()是PC系统的一个全局递减计数器这个函数中将会检查timer[]中所有注册的定时器则执行timer[i]->funct()CurrCountdown需要重装初值找出下一次最先触发的定时器这样做的好处是不需要每个tick都让bx_pc_system::countdownEvent()执行一遍具体算法可以参考源码5Bochs为每一个外设定义了一个类进行功能封装PITI/O读写函数以及完成该设备的特定功能的函数Bochs定义了外设的全局类bx_devices_c3Bochs在类bx_device_c中定义了处理I/O读写函数指针的数据集合将自己的处理函数指针存放在I/O注册表中硕士学位论文 此后这就相当于由符合地址范围的外设对I/O 请求作出应答来自CPU的I/O 访问指令图3.9 通过I/O 注册表对外设访问Figure 3.9 Access device through I/O register table同样3Ê×ÏÈΪÉ豸ע²á×öºÃ×¼±¸¹¤×÷ºêPLUG_load_plugin 在头文件plugin.h 中定义当BX_PLUGINS=1时为Bochs 的插件扩展功能做准备此时PLUG_load_plugin 定义为#define PLUG_load_plugin(name,type) \{lib##name##_LTX_plugin_init(NULL,type,0,NULL);}该宏被扩展成为特定设备的init()函数第3章 Bochs工作原理分析 lib pic_LTX_plugin_init()Int libpic_LTX_plugin_init(plugin_t *plugin,plugintype_t type, int argc, char *argv[]) {thePic = new bx_pic_c ();bx_devices.pluginPicDevice = thePic;BX_REGISTER_DEVICE_DEVMODEL(plugin,type, thePic, BX_PLUGIN_PIC);return(0); // 返回成功}从源码可以看出同时将指针赋值给pluginPicDevice»¹µ÷ÓÃÁËBX_REGISTER_DEVICE_DEVMODEL进行注册后返回类bx_devices已经得到了所有设备的全局变量指针pluginXXXDevice->init(); //XXX为设备名称Init()函数完成的最后三项工作是供BIOS或操作系统使用36外围设备互连硕士学位论文 图3.10 一个基于PCI 的系统示意图 Figure 3.10 A typical PCI system图3.10是一个基于PCI 的系统示意图在这个系统中而PCI-PCI 桥接器这个特殊PCI 设备将主干总线PCIbus0与下级总线PCI bus1连接到一起以太网设备通过二级PCI总线连接到这个系统中而PCI-ISA 桥接器用来支持古老的ISA 设备2 PCI总线空间PCI 地址空间系统共有3部分组成PCI 配置空间是最基本的也叫配置头它们是地址为0xCF8和0xCFC 的两个32bit I/O 端口然后从0xCFC 地址处读出或写入32位数据078101115162324303112图3.11 PCI 配置空间地址格式 Figure 3.11 PCI configure address format第3章 Bochs工作原理分析 最高位从bit23向下分别是总线号Device No.×¢Òâ3¼´PCI主控制器typedef struct {Bit32u confAddr;Bit32u confData;Bit8u pci_conf[256];} bx_def440fx_t;类bx_pci_c的成员函数pci_set_base_mem()和pci_set_base_io()为负责PCI设备分配内存空间和I/O空间完成后才能让CPU对PCI地址的读写重定向到具体的PCI 设备中Bochs虚拟机中有着和图3.10类似的互连结构硕士学位论文 第4章问题讨论与实验42´æÔÚ×Å3种时钟a 实时钟是由主板上电池维持的一块芯片RTC也不会停止走时它是一个绝对时间b设置操作系统一般会在开机后读取RTC的值操作系统负责写回RTC设备c计数的频率等于处理器的工作频率利用这个计数器可以进行纳秒级的定时4ÄÜ·ñÄ£ÄâºÃʱÖÓÖÁ¹ØÖØÒªÒò´ËBochs采用自身的指令执行计数来作为时钟源驱动整个系统另外利用这个值换算成毫秒定时值驱动PC系统的定时器这里往往存在着矛盾因此取指执行指令处理函数由于指令存在的复杂度差异第4章 问题讨论与实验 掌握一段代码运行的确切时间MOV TR比一个段间转跳当没有用户操作的时候这些都需要大量的存储器和I/O操作时分秒百万指令每秒因此可以通过定时让Bochs时钟和宿主操作系统时钟做比较的方法解决这个问题缺点在于该方法人为的干预了TSC寄存器的计数42Cache¼´´æ·ÅÒ»ÌõÒëÂëºÃµÄÖ¸ÁîÒÔ¼°Ö¸ÁîµÄÎïÀíµØÖ·ÓøÃÀà×÷ΪÊý×é³ÉÔ±条目数Bochs定义了数据结构bxPageWriteStampTable来描述一个4KB大小页面使用状态若该页面有任何相关的写操作发生最初缓存被置为空命中的条件是icache中的条目的物理地址相同且wiriteStamp相等否则译码后的指令以及所在内存页的writeStamp作为一个新的条目存入icache表icache表的替换算法是个很简单的哈希算法故每次对内存页面进行写操作这样做的目的等效于让icache 中对应的条目失效4ͨ¹ýÖ±½Ó²éÕÒÖÃÓÚCPU内部的TLB缓存而免去了查找内存中多级页表的费时过程且有需要编程的软件实现方式也有硬件实现方式Bochs在模拟TLB时一个条目的结构如下TLB是以4KB大小的页面来映射基地址的还有8bit的访问控制位作为分页阶段的保护措施通过这个基地址加上偏移量可以直接对宿主系统存储器访问在硬件处理器中是不存在的(((线性页框) & 0x003ff000) >> 12)3 虚拟机的用户接口(UI)4ÔËÐÐʱÐèÒªÈ˵IJÎÓë²Ù×÷¶ÔÊäÈëÀ´Ëµ¼´¼üÅ̵ÄɨÃèÂëºÍÊó±êµÄXY方向轨迹由CPU响应中断看用户如何编程了对输出来说刷新可以定时进行图4.4 鼠标消息传递流程 Figure 4.4 Tranfer of mouse messsage4½«Æä×÷Ϊ×Ô¼ºµÄIDE 设备最简单的是RAW 格式RAW 格式就是直接将物理磁盘上的数据按照某种排列连续的存放到一个文件中dump»ò³ÆΪÁ¢ÌåÖùÃæºÅÎÒÃÇ¿ÉÒÔͨ¹ýÕâÑùµÄ¹«Ê½À´ÏßÐÔ»¯Ã¿´ÅÍ·µÄÉÈÇøÊýBochs 对磁盘的配置文件中指明了这些参数ata0-master:type=disk,mode=flat,path=100M.img,cylinders=306,heads=4,spt=174ÐéÄâ²¢¿ÚÒÔ¼°ÐéÄâÒÔÌ«Íø¿Ú还是通过调用宿主操作系统的API函数Bochs用类bx_ne2k_c模拟了NE2000兼容的网卡在bx_ne2k_c对象初始化时会根据配置分配不同的指针bx_win32_pktmover_c的成员函数通过调用Win32 DLL从真实以太网卡发包和收包先初始化好NE2000的远程DMAÍê³Éºó½«Òª·¢Ë͵ÄÊý¾Ý°üÄÚÈÝ´æ·Åµ½Ô¶³ÌDMA空间1д¸Ãº¯ÊýÖÐÈôÅжÏÆ«ÒƵØÖ·ÔÚ10H-17H范围如果偏移地址为00H则会调用write_cr()asic_write()会调用bx_ne2k_c::chipmem_write()将要发送的数据写入缓冲区调用BX_NE2K_THIS ethdev->sendpkt()发送数据包void bx_ne2k_c::write_cr(Bit32u value) //value为写入CR寄存器的值{……if (value & 0x04) // TXP位{// 调用系统API发送数据包BX_NE2K_THIS ethdev->sendpkt(& BX_NE2K_THIS s.mem[BX_NE2K_THISs.tx_page_start*256 - BX_NE2K_MEMSTART],BX_NE2K_THIS s.tx_bytes);//启动定时器, 一段时间后触发“发送完成”中断bx_pc_system.activate_timer(BX_NE2K_THIS s.tx_timer_index,(64 + 96 + 4*8 + BX_NE2K_THIS s.tx_bytes*8)/10, 0);……}……}Mem为32K字节大小的缓冲区等待触发中断的时间是这样计算的64bit发送速度为10Mbps,因此发送完整一帧的总时间为msBochs虚拟机主要通过宿主操作系统间接与硬件进行交互如在虚拟机中进行病毒跟踪时实际上很多虚拟机产品允许用户进行许可后直接访问硬件4һЩʵÑéÊÇ»ùÓÚÓ²¼þƽ̨µÄÕâÖÖ×´¿öµ¼ÖÂÁËÈí¼þÄ£ÄâÆ÷ʵÑéµÄÐËÆðͨ¹ýÐÞ¸ÄÔ´ÂëTLB算法实验等1 指令统计实验计算机指令系统再结合各指令执行所需的周期数通过这项工作可以对指令系统做出适当的调整此外通过观察软件运行过程中对各条指令的调用情况借助于Bochs虚拟机的开源特性Windows95和Windows98SSE等)的统计(a) 在cpu\cpu.cpp中添加各条指令计数变量(b) 在cpu目录下包含指令执行函数的cpp文件在函数中添加代码输出各计数变量值到文件执行一段时间后查看输出文件中的结果对实验中得到的数据分两点讨论1ÈçADD, SUB, INC 5527082813.6%8159635120.6%10325473818.7%BCD调整如SETZ,BSWAP 9717160.2%13966320.4%20473330.4%逻辑运算如ROL,SHR 132571633.3%97296922.5%166109133.0%乘除如IN,INSB,OUT 3664540.1%46165431.2%70167261.3%控制转移如LES,LGS 54894741.4%6794570.2%4648270.1%数据传送如CLI, POPF 153863963.8%74830941.9%72354201.3%保护模式相关如INT, INT3 12875000.3%191426<0.1%77489<0.1%堆栈如MOVSB, LODSB 31872150.8%218424145.5%252706314.6%CPUID 0<0.1%3<0.1%20<0.1%注DOS操作系统对堆栈指令的调用占了很大一部分而Windows运行在32位保护模式下处理器自动进行任务上下文的堆栈操作为Intel后来加入的指令部分指令是后来引入的一些常用指令如ADDXADD等调用次数相对较少发现其中占总指令数仅20%的简单指令却在程序调用中占了80%,而占指令数80%的复杂指令却只有20%的机会用到RISC技术在1980年代后期诚然但今天的x86处理器内部在译码阶段把复杂的CISC指令转换(拆解)为更易执行的RISC指令CISC在这方面借鉴RISC的技术2 高速缓存性能实验由于CPU在访问外部总线需要消耗大量的时间经过研究发现的特点数据也是被重复引用大量的时间浪费在总线的读写访问上而不是真正的计算它实际上是位于处理器内部的一块静态RAMµÈÊʵ±µÄʱºò½øÐÐÔÙÅúÁ¿¸üÐÂBochs没有实现数据高速缓存实验方法为即修改cpu\icache.h中的BxICacheEntries预定义仿照上面一个实验的做法每次修改缓存容量后都要重新编译分别运行MS-DOS 7.1操作系统得到的结果如下表所示不是以字节来计的IA-32一条指令长度为1-14个字节得到图4.5。
基于Cent OS操作系统的虚拟机应用系统设计探究的论文
基于Cent OS操作系统的虚拟机应用系统设计探究的论文基于cent os操作系统的虚拟机应用系统设计探究随着信息技术和计算机技术的突飞猛进,虚拟化(virtualization)已经不是一个十分陌生的名字,虚拟技术已经渗透到工作和生活的很多方面,火爆的云计算也充分应用了虚拟技术。
虚拟化技术是从1960年初步由美国专家首先提出,ibm的360/67等硬件体系上实现虚拟化,但直到本世纪初随着计算机技术的发展才跃入人们的视线。
虚拟化是参照于实体而言,一般是指通过计算机等硬件建设,以把一个硬件虚拟成多个互相隔离并行的硬件,是管理者能够使之与实体相同的操作方式和效果,最终达到高效率低成本挖掘有限的资源的目的。
目前,资源管理技术与虚拟化技术已经形影不离了,最为常见的,就是虚拟化在it领域的应用,其作为一种资源管理技术,使用虚拟化技术,能大大减少服务器等硬件的投入,减少服务器等高值产品的资金投入,同时充分发挥和利用已有服务器的容量和性能,大大节约能量消耗,从而从根本上降低了企业的运营成本,已成为了信息技术产业科研人员主攻的一个主要课题。
1、虚拟化技术简介狭义上而言,虚拟化是指在计算上或者功能上的模拟,或者是真是基础上的模拟,在it 领域,应用虚拟化技术,用户以以往不同的更优的组织管理方式处理计算机资源中子集的进程,应用虚拟化技术后,虚拟出计算能力和资料存储能力不受原来的资源地域、架构方式或者物理组态的制约;可以将硬盘成倍扩大,对软件配置去重复化,将单独的cpu的虚拟为多个cpu并行,将多个操作系统和各个应用程序互相独立并行运行在同一个平台上,计算机的运行效率显著提升。
虚拟化技术通常是通过多任务表达效率,但多任务与虚拟化并不是一回事,所谓多任务,就是多个程序在同一时间在同一个操作系统上运行,而虚拟化技术在此基础上,无需额外购置新的硬件,能将多个操作系统同时运行在同一平台上,而每一个操作系统都有各自互补干扰的应用软件同时运行,每一个操作系统对应的虚拟主机;同时,虚拟化和超线程也有区别,超线程是将cpu进行双倍模拟,但与虚拟化不同的是,两个cpu是不能独立工作。
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课程设计课程设计名称:计算机操作系统专业班级:计算机科学与技术学生姓名:学号:指导教师:课程设计时间:操作系统专业课程设计任务书说明:本表由指导教师填写,由教研室主任审核后下达给选题学生,装订在设计(论文)首页目录一、设计目的为了掌握Linux环境下常用编译工具如gcc/g++/nasm及开源虚拟机bochs 的下载、安装、使用,掌握x86架构下分页式存储管理系统的基本原理,设计一个请求分页式虚拟存储系统。
掌握Linux系统下程序的编写及运行等方面展开实验。
二、设计要求2.1要求熟练掌握sudo apt-get install的用法。
2.2要求能够掌握分页存储管理系统的基本原理。
2.3要求学会在Linux系统下编写程序、执行程序。
三、设计容3.1运行环境3.1.1虚拟机系统下3.1.2使用Ubuntu下提供的apt-get软件包安装工具安装vim、 g++ 、nasm 、bochs等3.2 2.详细设计1)回顾虚拟页式存储系统:作业分页,存分块,只有当进程要使请认真阅读readme.txt文件,弄清楚各个文件的作用2)用其虚拟存时,其对应的数据才装入物理存。
3)完成frame_pool.H 、frame_pool.C 、page_table.C三个文件,其中page_table.H已经提供,我们需要添加page_table.C,自己设计并实现这些函数。
4)在frame_pool.H定义所需要的数据结构,在frame_pool.C完成这些函数。
添加代码如下所示:class FramePool {private: unsigned long base_frame_no; unsigned long nframes;unsigned long info_frame_no; unsigned char* free_frames;public:static const unsigned char USED -1;static const unsigned char UNUSED -0;static const unsigned int FRAME_SIZE -4096;public:FramePool(unsigned long _base_frame_no,unsigned long _nframes,unsigned long _info_frame_no);5)建立Frame_pool.C文件系统中使用位示图bitmap标识页面是否使用,start_frame表示第一个页面的起始地址(如系统存池从2M开始),pool_size表示在用户池中页框的总数(如系统存池的页框从2M~4M,因此共有(4M-2M)/4KB=512个页框)。
初始化用户池中位示图的容Frame_pool::frame_pool()初始化bitmap记录系统中所有物理块是否可用,如果可用设置为0,否则为1。
Frame_pool::get_frame()通过该方法去查询bitmap,查找可用物理块号。
FramePool::mark_inaccessible( )方法将bitmap中对应位置置1。
FramePool::release_frame()方法将bitmap中对应位置置0。
设计一个私有函数set_frame_flag ,来设置某一个字节的某个bit为0或则为1。
6)打开page_table.H页表如下图所示:其中,页面大小为4K,即可用12位表示页地址,各个位含义如上图页表所示,其余20位表示页号,即1M。
7)创建一个文件:page_table.CPageTable::init_paging()给私有变量传递参数。
PageTable::PageTable()构造函数。
当bochs启动时,start.asm首先被读入到软盘镜像文件中,并将kernel.C 放入到存1MB-2MB空间,然后启动CPU运行,操作系统开始启动。
#include "page_table.H"#include "exceptions.H"#include "frame_pool.H"#include "paging_low.H"FramePool* PageTable::kernel_mem_pool =NULL;FramePool* PageTable::process_mem_pool =NULL;unsigned long PageTable::shares_size;PageTable*PageTable::current_page_table;void PageTable::init_paging(FramePool* _kernel_mem_pool,FramePool* _process_mem_pool,const unsigned long _shared_size){kernel_mem_pool =_kernel_mem_pool;process_mem_pool =_process_mem_pool;shared_size =_shared_size;}PageTable::PageTable(){unsigned long phys_address =0;page_directory =(unsigned long*) (kernel_mem_pool->get_frame()* PAGE_SIZE);unsigned long* page_table=(unsigned long*)(kernel_mem_pool->get_frame() *PAGE_SIZE);for(unsigned int i=0;i<ENTRIES_PER_PAGE;i++) {page_table[i]=phys_address|3phys_address+=PAGE_SIZE;}page_directory[0]=(unsigned long) page_table |3;for(unsigned int i=1;i<ENTRIES_PER_PAGE;i++){ page_directory[i]=0|2;}void PageTable::enable_paging()writE_cr3((unsigned long )(current_page_table->page_directory));write_cr0(read_cr0()|0x80000000);}void PageTable::handle_fault(REGS *_r){unsigned int page_fault_addr=read_cr2()unsigned long* page_table;Console::putui(page_fault_addr);Console::puts("\n");unsigned int page_dir_entry+page_fault_addr >>22;unsigned long page_table_addr =current_page->directory[page_dir_entry];if ((page_fault_addr & 0x01)==0){unsigned long new_page_table_addr=kernel_mem_pool ->get_frame() *PAGE_SIZE;page_table=(unsigned long*)(new_page_table_addr);current_page_table->page_directory[page_dir_entry]=(unsigned long) new_page_table_addr|3;for(unsigned int i=0;i<ENTRIES_PER_PAGE;i++){page_table[i]=0x00;}} else{page_table=(unsigned long*)(page_table_addr &0xFFFF000);unsigned long free_frame_no=process_mem_pool->frame();page_table[page_tab_entry]=(free_frame_no*PAGE_SIZE)|7;}代码如下:#include "page_table.H"#include "exceptions.H"#include "frame_pool.H"#include "paging_low.H"FranePool* PageTable::kernel_mem_pool = NULL;FramePool* PageTable::process_mem_pool = NULL;unsigned long PageTable::shared_size;PageTable* PageTable::curent_page_table;void PageTable::init_paging(FarmePool* _kernel_mem_pool,FramePool* _process_mem_pool,const unsigned long _shared_size) {kernel_mem_pool = _kernel_mem_pool;process_mem_pool = _process_mem_pool;shared_size = _shared_size;}PageTable::PageTable(){unsigned long phys_address = 0;page_directory = (unsigned long *)(kernel_mem_pool->get_frame() * PAGE_SIZE);unsigned long * page_table = (unsigned long *)(kernel_mem_pool->get_frame() * PAGE_SIZE);for(unsigned int i = 0; i<ENTRIES_PER_PAGE;i++){page_table[i] = phys_adress | 3;phys_adress += PAGE_SIZE;}page_directory[0] = (unsigned long) page_table | 3;for(unsigned int i = 1;i < ENTRIES_PER_PAGE;i++){page_directory[i] = 0 | 2;}}void PageTable::enable_paging(){write_cr3 ((unsigned long ) (current_page_table_>page_directory));write_cr0(read_cr0() | 0x80000000);}void PageTable::handle_fault(REGS * _r)(unsigned int page_fault_addr = read_cr2();unsigned long* page_table;Console::putui(page_fault_addr);Console::puts("\n");unsigned int page_dir-entry = page_fault_addr >>22;unsigned int page_dir-entry = (page_fault_addr & (0x03FF << 12)) >> 12;unsigned long page_table_addr = current_page_table->page_directory[page_dir_entry];if ((page_fault_addr & 0x01 == 0){unsigned long new_page_table_addr = kernel_men_pool -> get_frame() * PAGE_SIZE;page_table = (unsigned long*) (new_page_table_addr);current_page_table->page_directory[page_dir_entry] = (unsigned long new_page_table_addr | 3;for(unsiqned int i =0;i<ENTRIKS_PER_PAGE:i++){page_table[i]=0x00;}}else{//Page table has been present, but the entry in page table is not present//get page table address from page_table_addrpage_table=(unsigned long*) {page_table_addr&0xFFFFF000);}//find a free framo from process memory pool and give it to page table entryunsigned long free_framo_no=process_mem_pool->get_framo();//attributo set to; user level,read/write, present(111 in binary)page_table(page_tab_entry)=(free_framo_no*PAGE_SIZE)1 7; #include "frame_pool.H"#define MB * (0x1 << 20)#define kB * (0x1 << 20)Framepool::Framepool(unsigned long _base_frame_no,unsigned long _nframe,unsigned long _info_frame_no){base_frame_no =_base_frame_no;nframes =_nframes;info_frame_no =_info_frame_no;if (info_frame_no == 0){info_frame_no - (2MB)/FRAME_SIZE;}free_frames =(unsigned char*)(info_frame_no * FRAME_SIZE); unsigned long total_bitmap_bytes = (nframes + 7) /8;for( unsigned long i = 0;i<total_bitmap_bytes; i++){free_frames[ i ] =0x00;}set_frame_flag(info_frame_no,USED);}/////////////////////////////////unsigned long Framepool::get_frame(){unsigned long which_byte_free;unsigned char val;unsigned long total_bitmap_bytes = (nframes + 7) /8;for(which_byte_free = 0;which_byte_free<total_bitmap_bytes;which_byte_free++) {val = *(free_frame + which_byte_free);if(val !=0xFF)break;}if(val == 0xFF)return 0;char bit = 0;while(1){if ((va;&(USED<<BIT)) ==0)break;bit++;}unsigned long abs_free_frame_add =base_frame_no + which_byte_free *8 + bit;set_frame_flag( abs_free_frame_add ,USED);return abs_free_frame_add;}void Framepool::mark_inaccessible(unsigned long _base_frame_no, unsigned long _nframe,){for(unsigned long i = 0;i < _nframes; i++){set_frame_flag(_base_frame_no + i,USED);}}void Framepool::release_frame( unsigned long _frame_no){set_frame_flag(_frame_no,UNUSED);}inline void Framepool::set_frame_flag(unsigned long _frame_no, unsigned char ifused) {_frame_on -= base_frame_on;int bit_counter = _frame_on%8;unsigned char mask = 0;if(ifused ==USED){mask=(0x01 << bit_counter);*(free_frames + _frame_no /8) |=mask; }else {mask=(~(0x01 << bit_counter));*(free_frames + _frame_no /8) &=mask; }}#include "page_table.H"#include "exceptions.H"#include "frame_pool.H"#include "paging_low.H"FranePool* PageTable::kernel_mem_pool = NULL; FramePool* PageTable::process_mem_pool = NULL; unsigned long PageTable::shared_size; PageTable* PageTable::curent_page_table;void PageTable::init_paging(FarmePool* _kernel_mem_pool,FramePool* _process_mem_pool,const unsigned long _shared_size){kernel_mem_pool = _kernel_mem_pool;process_mem_pool = _process_mem_pool;shared_size = _shared_size;}PageTable::PageTable(){unsigned long phys_address = 0;page_directory = (unsigned long *)(kernel_mem_pool->get_frame() * PAGE_SIZE);unsigned long * page_table = (unsigned long *)(kernel_mem_pool->get_frame() * PAGE_SIZE);for(unsigned int i = 0; i<ENTRIES_PER_PAGE;i++){page_table[i] = phys_adress | 3;phys_adress += PAGE_SIZE;}page_directory[0] = (unsigned long) page_table | 3;for(unsigned int i = 1;i < ENTRIES_PER_PAGE;i++){page_directory[i] = 0 | 2;}void PageTable::enable_paging(){write_cr3 ((unsigned long ) (current_page_table_>page_directory));write_cr0(read_cr0() | 0x80000000);}void PageTable::handle_fault(REGS * _r){unsigned int page_fault_addr = read_cr2();unsigned long* page_table;Console::putui(page_fault_addr);Console::puts("\n");unsigned int page_dir_entry = page_fault_addr >> 22;unsigned int page_tab_entry = (page_fault_addr & (0x03FF << 12)) >> 12;unsigned long page_table_addr = current_page_table->page_directory[page_dir_entry];if((page_fault_addr & 0x01) == 0){unsigned long new_page_table_addr = kernel_mem_pool ->get_frame() *PAGE_SIZE;page_table =(unsigned long*)(ew_page_table_addr);current_page_table->page_directory[page_dir_entry] = ( unsigned long)new_page_table_addr | 3;for( unsigned int i = 0;i< ENTRIES_PAR_PAGE; i++){page_table[i] = 0x00;}}else {page_table =(unsigned long*)(page_table_addr &0xfffff000);}unsigned long free_frame_no = process_mem_pool ->get_frame();page_table[page_tab_entry] = (free_frame_no *PAGE_SIZE) | 7;}8)编写Makefile文件执行makefile文件,即make –f makefile.linux 3.3调试分析修改bochsrc.bxrc文件,增加display_library:sdl属性去掉所有用户的可执行属性增加copykernel.sh文件的可执行属性建立/mnt/floppy目录修改引导程序copykernel.sh文件,添加强制卸载属性。