Nachos同步机制实习报告
nachos Lab7实习报告
shell实现实习报告页脚内容1目录内容一：总体概述 (3)内容二：任务完成情况 (3)任务完成列表（Y/N） (3)具体Exercise的完成情况 (4)内容三：遇到的困难以及解决方法 (19)内容四：收获及感想 (20)内容五：对课程的意见和建议 (20)内容六：参考文献 (20)页脚内容2内容一：总体概述本次实习需要实现用户程序shell。
shell是提供使用者使用界面的软件（命令解析器），他接收用户命令，然后调用相应的应用程序。
本次shell实现的基础是前面已经完成的相关功能。
注意到nachos已经实现简单的shell，我们只需要在此基础上进行相关的修改。
内容二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）页脚内容3具体Exercise的完成情况设计实现一个用户程序shell，通过./nachos -x shell进入用户交互界面中。
在该界面中可以查询支持的功能、可以创建删除文件或目录、可以执行另一个用户程序并输出运行结果，类似Linux上跑的bash。
你实现的越完善，碰到的问题越多，学到的也会越多。
本实验所修改的代码包括内核和用户程序两部分。
首先，需要解析输入的命令，这部分现有程序已经完成Write(prompt, 2, output);Read(&buffer[i], 1, input);因为在Lab6中，我没有考虑标准输入和标准输出的问题，所以需要修改处理read系统调用和处理write系统调用的部分针对处理read系统调用的部分，如果系统调用的第3个参数是0（表示标准输入），那么读取从用户界面输入的字符串存入相应的位置if(fd == 0){for (int i = 0; i < count; i++)content[i] = getchar();}针对处理write系统调用的部分，如果系统调用的第3个参数是1（表示标准输出），那么输出缓冲区页脚内容4字符串到用户界面if(fd == 1) {for(int i = 0; i < count; i++)putchar(content[i]);}执行./nachos -x ../test/shell，shell启动然后，确定需要实现的命令功能命令使用方法执行用户程序x x 用户程序显示当前路径pwd pwd页脚内容5部分指令的实现依赖已经实现的系统调用，部分指令的实现需要新的系统调用，添加系统调用的流程（1）syscall.h中定义系统调用接口、系统调用号；（2）start.s中添加链接代码；（3）中增加系统调用的处理过程.执行用户程序x基本思路是通过已经实现的系统调用Exec执行用户程序，通过已经实现的系统调用Join等待用户程序页脚内容6执行结束shell.cif (buffer[0] == 'x' && buffer[1] == ' ') {newProc = Exec(buffer + 2);Join(newProc);}测试结果如下，用户程序正常执行显示当前路径pwd页脚内容7基本思路是添加系统调用Pwd,基于C函数system实现显示当前路径syscall.h#define SC_Pwd 11void Pwd();start.sPwd:addiu $2,$0,SC_Pwdsyscallj $31.end Pwdshell.cif (buffer[0] == 'p' && buffer[1] == 'w' && buffer[2] == 'd'&& buffer[3] == '\0')Pwd();页脚内容8列出当前目录ls基本思路是添加系统调用Ls,基于C函数system实现显示当前路径syscall.h#define SC_Ls 12void Ls();start.sLs:addiu $2,$0,SC_Lssyscallj $31.end Lsshell.cif (buffer[0] == 'l' && buffer[1] == 's' && buffer[2] == '\0')页脚内容9Ls();显示当期路径，列出当前目录，结果符合实际切换当前路径cd基本思路是添加系统调用Cd，基于C函数chdir实现切换当前路径syscall.h#define SC_Cd 13void Cd(char* name);start.sCd:addiu $2,$0,SC_Cdsyscallj $31.end Cd页脚内容10shell.cif (buffer[0] == 'c' && buffer[1] == 'd'&& buffer[2] == ' ')Cd(buffer + 3);首先切换到上级目录（..），然后切换到目录test，结果符合实际创建文件nf基本思路是通过已经实现的系统调用Create创建文件页脚内容11shell.cif (buffer[0] == 'n' && buffer[1] == 'f'&& buffer[2] == ' ')Create(buffer + 3);删除文件df基本思路是添加系统调用Remove,基于已经实现的Remove函数实现文件的删除，删除文件时使用添加的系统调用Removesyscall.h#define SC_Remove 14void Remove(char* name);start.sRemove:addiu $2,$0,SC_Removesyscallj $31.end Remove页脚内容12shell.cif (buffer[0] == 'd' && buffer[1] == 'f'&& buffer[2] == ' ')Remove(buffer + 3);在文件夹Lab7创建删除部分文件，结果符合实际创建文件夹nd基本思路是添加系统调用CreateDir,基于C函数mkdir实现文件夹的建立syscall.h页脚内容13#define SC_CreateDir 15void CreateDir(char* name);start.sCreateDir:addiu $2,$0,SC_CreateDirsyscallj $31.end CreateDirshell.cif (buffer[0] == 'n' && buffer[1] == 'd'&& buffer[2] == ' ')页脚内容14CreateDir(buffer + 3);删除文件夹dd基本思路是添加系统调用RemoveDir,基与C函数rmdir实现文件夹的删除syscall.h#define SC_RemoveDir 16void RemoveDir(char* name);start.sRemoveDir:addiu $2,$0,SC_RemoveDirsyscallj $31.end RemoveDir页脚内容15shell.cif (buffer[0] == 'd' && buffer[1] == 'd'&& buffer[2] == ' ')RemoveDir(buffer + 3);在文件夹Lab7创建删除部分文件和文件夹，结果符合实际需要说明的是，如果使用C函数remove，可以利用统一的命令实现文件的删除和文件夹的删除，并且页脚内容16文件夹的删除是递归的。
nachoslab5实习报告
文件系统实习报告目录内容一：总体概述......................................... 错误!未定义书签。
内容二：任务完成情况..................................... 错误!未定义书签。
任务完成列表（Y/N）.................................. 错误!未定义书签。
具体Exercise的完成情况.............................. 错误!未定义书签。
内容三：遇到的困难以及解决方法........................... 错误!未定义书签。
内容四：收获及感想....................................... 错误!未定义书签。
内容五：对课程的意见和建议............................... 错误!未定义书签。
内容六：参考文献......................................... 错误!未定义书签。
内容一：总体概述本次实习的主要内容是在nachos文件系统的基础上进行相关的优化。
目前，nachos的文件系统不甚完善，比如说文件属性的缺失，文件长度的限制，目录结构的缺失（只有根目录）以及同步互斥机制的缺失。
第一部分，我们关心文件系统基础功能，我们需要了解nachos的文件系统并实现文件属性的完善，文件长度的扩展，多级目录以及文件长度的动态调整。
第二部分，我们关心文件访问的同步互斥，我们需要了解nachos磁盘工作原理并实现文件系统的同步互斥访问机制。
Challenge部分，我们关心文件系统的优化，我们需要实现文件位置的合理分布，cache机制以及pipe机制。
内容二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）具体Exercise的完成情况一、文件系统的基本操作Exercise 1 源代码阅读阅读Nachos源代码中与文件系统相关的代码，理解Nachos文件系统的工作原理。
nachos实验报告
nachos实验报告nachos实验报告一、引言操作系统是计算机系统中的核心软件之一，它负责管理计算机的硬件资源和提供各种服务。
为了更好地理解操作系统的原理和设计，我们在课程中进行了一系列的实验，其中之一就是使用nachos操作系统进行实验。
本报告将对我们在nachos实验中的学习和体验进行总结和分享。
二、nachos简介nachos是一个教学用的操作系统，它是为了帮助学生更好地理解操作系统的原理和设计而开发的。
nachos的设计简单、模块化，易于理解和扩展。
通过使用nachos，我们可以深入了解操作系统的各个组成部分，如进程管理、内存管理、文件系统等，并通过实验来加深对这些概念的理解。
三、实验一：进程管理在第一个实验中，我们学习了进程管理的基本原理和实现。
通过使用nachos，我们可以创建和管理多个进程，并学习它们之间的通信和同步机制。
我们了解了进程的状态转换、进程调度算法以及进程间通信的方法，如共享内存和消息传递等。
通过实验，我们更深入地理解了进程管理的重要性和挑战。
四、实验二：内存管理在第二个实验中，我们学习了内存管理的原理和实现。
nachos提供了虚拟内存的支持，我们可以通过设置页表和实现页面置换算法来管理内存。
我们了解了内存分页和分段的概念，以及常见的页面置换算法，如FIFO、LRU等。
通过实验，我们深入了解了内存管理的工作原理和性能优化方法。
五、实验三：文件系统在第三个实验中，我们学习了文件系统的原理和实现。
nachos提供了一个简单的文件系统接口，我们可以通过创建、读取和写入文件来学习文件系统的操作。
我们了解了文件系统的组织结构，如目录、文件和索引节点等，并学习了文件系统的一致性和恢复机制。
通过实验，我们更好地理解了文件系统的工作原理和性能优化方法。
六、实验四：网络通信在第四个实验中，我们学习了网络通信的原理和实现。
nachos提供了一个简单的网络模拟器，我们可以创建和管理多个网络节点，并通过网络进行通信。
Nachos文件系统实习报告
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实习目的
01 掌握Nachos文件系统的基本原理和架构。
02 了解文件系统的数据结构、存储管理、I/O 操作等核心组件。
03
通过实践操作，提高解决实际问题的能力 。
04
培养对文件系统领域的兴趣，为未来的学 习和工作打下基础。
02
Nachos文件系统概述
Nachos文件系统简介
01
Nachos文件系统是一种分布式文件系统，旨在为大
灵活性
支持多种存储介质和存储架构，可根据实际 需求进行配置和扩展。
易用性
提供友好的用户界面和丰富的API接口，方 便用户进行开发和集成。
Nachos文件系统的应用场景
科学计算
适用于气象、生物信息学、物理模拟等领域，提供大规模数据存储和处理能力。
云计算
作为云平台的底层存储基础设施，为虚拟机和容器提供文件存储服务。
Nachos文件系统 实习报告
汇报人： 202X-01-07
目 录
• 引言 • Nachos文件系统概述 • 实习内容与过程 • 实习成果与收获 • 总结与展望
01
引言
实习背景
• 在当今信息时代，文件系统作为 计算机存储和管理数据的关键组 件，其重要性不言而喻。 Nachos是一款模拟真实文件系 统的开源软件，为学习和研究文 件系统提供了良好的实验平台。 本次实习旨在通过实践Nachos 文件系统，深入了解文件系统的 基本原理、实现机制以及性能优 化等方面的知识。
nachos Lab5实习报告
w .. . .. 文件系统实习报告目录容一：总体概述 (3)容二：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)容三：遇到的困难以及解决方法 (39)容四：收获及感想 (41)容五：对课程的意见和建议 (41)容六：参考文献 (42)容一：总体概述本次实习的主要容是在nachos文件系统的基础上进行相关的优化。
目前，nachos的文件系统不甚完善，比如说文件属性的缺失，文件长度的限制，目录结构的缺失（只有根目录）以及同步互斥机制的缺失。
第一部分，我们关心文件系统基础功能，我们需要了解nachos的文件系统并实现文件属性的完善，文件长度的扩展，多级目录以及文件长度的动态调整。
第二部分，我们关心文件访问的同步互斥，我们需要了解nachos磁盘工作原理并实现文件系统的同步互斥访问机制。
Challenge部分，我们关心文件系统的优化，我们需要实现文件位置的合理分布，cache机制以及pipe机制。
容二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）具体Exercise的完成情况一、文件系统的基本操作Exercise 1 源代码阅读阅读Nachos源代码中与文件系统相关的代码，理解Nachos文件系统的工作原理。
code/filesys/filesys.h和code/filesys/code/filesys/filehdr.h和code/filesys/code/filesys/directory.h和code/filesys/code/filesys/openfile.h和code /filesys/code/userprog/bitmap.h和code/userprog/code/filesys/filesys.h和code/filesys/定义文件系统FileSystemNachos实现了两套文件系统，它们对外接口是完全一致的。
一套是FILESYS_STUB，建立在UNIX文件系统之上，不使用Nachos的模拟磁盘，它主要用于先行实现其他依赖于文件系统的功能，另一套是Nachos的文件系统，实现在Nachos的虚拟磁盘之上主要常量包括#define FreeMapSector 0 //管理存空间位图文件文件头扇区#define DirectorySector 1 //根目录文件文件头扇区#define FreeMapFileSize (NumSectors / BitsInByte)//管理存空间位图文件大小#define NumDirEntries 10//根目录最多包含10个目录项#define DirectoryFileSize (sizeof(DirectoryEntry) * NumDirEntries)//根目录文件大小主要变量包括OpenFile* freeMapFile; //管理存空间位图文件OpenFile* directoryFile; //根目录文件（nachos运行过程保持打开状态）主要函数包括FileSystem(bool format) //构造函数基本功能是建立文件系统，如果format标志设置，那么建立新的文件系统，基本流程是生成位图文件和根目录文件文件头，分配位图文件和根目录文件空间，向磁盘写入位图文件和根目录文件文件头，打开位图文件和根目录文件，向磁盘写入位图文件和根目录文件。
Nachos系统调用实习报告
系统调用实习报告善良的大姐姐2015.5.3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 (19)四：收获及感想 (20)五：对课程的意见和建议 (20)六：参考文献 (20)一：总体概述自lab4我们完成了虚拟内存的实习，可以运行用户程序之后，我们就考虑加入系统调用。
即，用户程序可以通过特定的系统调用，陷入Nachos内核，从而完成特定的目标。
本次lab一共要求完成10个系统调用，包括两大部分，文件系统相关——Create，Open，Close，Read，Write；用户程序相关——Exec，Fork，Yield，Join，Exit。
需要在阅读和理解源码的基础上，知道系统调用的执行流程，进一步修增源代码，实现新增的系统调用功能。
二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）具体Exercise的完成情况Exercise 1：源代码阅读任务：阅读与系统调用相关的源代码，理解系统调用的实现原理。
完成情况：1.Syscall.h概述：1)定义了每个系统调用对应的系统调用号2)声明了每个系统调用概述：对系统陷入进行处理。
1）从machine的2号寄存器读入系统调用号2）执行对应的操作代码（需要自己完成）3）（如果需要）将返回值写回Machine的2号寄存器3.Start.s概述：当用户程序执行一个系统调用的时候，将参数放入2号寄存器，然后跳转到执行。
以Halt为例：4. 总结当用户希望执行一条系统调用的时候：1） 在用户程序中调用 2） 当这条语句被OneInstruction 函数解析执行时，会判断出这是一条系统调用，转入start.s3） 在start.s 中找到系统调用对应的入口（可能需要自己增加），将系统调用号放入machine 的2号寄存器，并转入4） 在 中，读出2号寄存器中的系统调用号，执行对应操作5） 必要时，将返回值写回2号寄存器，并注意，将PC 前进。
Nachos同步机制实习报告
Nachos同步机制实习报告同步机制实习报告善良的大姐姐 2021.3.30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)2一：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）Exercise1 Yes Exercise2 Yes Exercise3 Yes Exercise4 Yes Challenge1 Yes Challenge2 Yes 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。
同步机制实习报告
同步机制实习报告姓名李炜学号1100012810日期3月15日目录内容一：总体概述 (3)内容二：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)内容三：遇到的困难以及解决方法 (6)内容四：收获及感想 (6)内容五：对课程的意见和建议 (6)内容六：参考文献 (7)内容一：总体概述在多线（进）程系统中，经常会遇到需要同步的情况，比如用户打开了两个文档并且在很短时间内先后向打印机发出打印的命令，这个时候打印机接受命令时就需要操作系统或者打印机驱动来管理打印机缓冲区，避免多个进程同时修改缓冲区的数据，否则就会很容易造成数据丢失等错误。
在Nachos中，系统也提供了多线程的机制，虽然之前并没有遇到同步的问题，但是解决这个问题还是很重要的。
这次实习的任务就是在Nachos已有同步机制（信号量）的基础上扩展Nachos的同步机制，使其拥有像操作系统课上锁讲授的诸如互斥锁，条件变量这样的同步工具，并且在此基础上实现一些经典的IPC问题来验证同步机制实现的正确性。
内容二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）具体Exercise的完成情况Exercise 1:Linux中使用了很多同步机制，比如linux提供了原子操作，保证原子操作内部在运行时不会被打断，这种操作可以用在多个线程需要共同操作一个变量时避免冲突。
Linux还实现了使用很广泛的管道，管道相当于从操作系统的角度来避免并发时的冲突，在同一时刻只运行一个线程运行在临界区中，因为进入临界区的线程可能会执行唤醒操作，所以还有一个紧急等待队列，这个紧急等待队列中的线程会比外面的等待队列优先运行。
Linux还实现了信号，这种机制其实比较类似于异常操作，信号可以用来唤醒被阻塞的进程，这个在Nachos中给出了interface接口，但是并没有实现。
当然Linux也给出了最常用的信号量操作，也就是我们常说的PV操作，这个操作维护一个信号量，比如说S，和一个线程队列，如果S小于0并且进行了P操作那么新的线程就会进入这个队列等待，并且S减1，如果时V操作，那么S加1，如果S此前小于0，那么唤醒队列中一个线程使其运行。
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。
nachos-Lab8实习报告
通信机制实习报告目录内容一：总体概述 (3)内容二：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)内容三：遇到的困难以及解决方法 (9)内容四：收获及感想 (10)内容五：对课程的意见和建议 (10)内容六：参考文献 (10)内容一：总体概述本次lab的主要内容是实现线程之间的消息传递，主要分为理论和实践两个部分，理论方面，我们需要了解Linux消息传递机制，实践方面，我们需要利用nachos模拟Linux消息传递机制并进行相关测试。
内容二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）Exercise1 Exercise2 Exercise3Y Y Y具体Exercise的完成情况本实习希望通过修改Nachos系统平台的底层源代码，达到“实现通信机制”的目标。
Exercise 1 调研Linux中进程通信机制的实现Linux中进程通信机制主要包括消息传递，共享内存，管道和套接字（1）消息传递消息传递通过消息缓冲区实现。
消息缓冲区是消息的链表，有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。
Linux维护消息队列向量表（msgque）表示系统中所有的消息队列。
消息克服了信号信息少，管道只能支持无格式字节流和缓冲区受限的缺点。
（2）共享内存相互通信的进程间需要建立公共内存区域，来实现进程间的信息交换。
进程可以向该共享内存区域写也可以从该共享内存区域读。
共享内存是最快的IPC 机制，但由于linux本身不能实现对其同步控制，需要用户程序进行并发访问控制，因此它一般结合了其他通信机制实现了进程间的通信，例如信号量。
（3）管道管道是Linux支持的最初IPC方式，利用缓冲传输介质（内存或文件）连接两个相互通信的进程，管道可分为无名管道和有名管道。
无名管道是半双工的，只能支持数据的单向流动，两进程间需要通信时需要建立起两个管道。
无名管道使用pipe()函数创建，只能用于父子进程或者兄弟进程之间。
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。
nachosLab4实习报告剖析
虚拟内存实习报告目录内容一：总体概述 (3)内容二：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)内容三：遇到的困难以及解决方法 (23)内容四：收获及感想 (24)内容五：对课程的意见和建议 (24)内容六：参考文献 (24)内容一：总体概述实习的主要内容是了解和改进nachos存储管理相关实现，主要分为三个部分。
第一部分的主要内容是实现TLB相关异常处理和置换算法，第二部分的主要内容是实现全局内存管理机制，使得nachos内存可以同时存在复数线程，第三部分的主要内容是实现程序运行时载入所需页面。
扩展部分主要是增加线程挂起状态以及实现倒排页表。
内容二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）具体Exercise的完成情况一、TLB异常处理目前，Nachos系统对于内存的管理是基于软件模拟的TLB机制。
其工作原理、异常处理、替换算法等方面，与分页式内存管理非常相像。
Exercise1 源代码阅读阅读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code/machine目录下的machine.h(cc),translate.h(cc)文件和code/userprog目录下的exception.h(cc)，理解当前Nachos系统所采用的TLB 机制和地址转换机制（1）用户程序执行过程userprog/定义函数StartProcess主要功能是实现用户程序启动，如果我们希望执行test中的用户程序，那么我们进入userprog，执行./nachos -x ../test/（用户程序），通过识别-x参数，nachos调用StartProcess执行用户程序（具体实现在threads/）StartProcess的基本流程是，通过文件系统定义的OpenFile打开相关文件，通过AddrSpace的构造函数建立用户空间，装载文件，通过AddrSpace的InitRegisters函数初始化用户寄存器，通过AddrSpace的RestoreState函数装载页表，通过machine的Run函数运行用户程序AddrSpace的构造函数实现在userprog/，主要流程是，获取文件头，大小端做适宜转换，通过文件头计算文件所需空间，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，通过文件所需空间计算出文件所需的虚拟页面数量，创建用户空间页表，指示了第i个虚拟页对应第i个物理页，将用户程序的正文段和相关数据依次调入内存AddrSpace的InitRegisters函数实现在userprog/，主要流程是初始化普通寄存器（初始化为0），初始化当前指令指针（PC，初始化为0），初始化下一条指令指针（初始化为4），初始化栈指针（地址空间尾部适当前移）AddrSpace的RestoreState函数实现在userprog/，主要流程是将页表装载到machine类中，准备执行用户程序machine的Run函数实现在machine/，基本流程是通过OneInstruction函数完成指令译码和执行，通过interrupt的OneTick函数使得时钟前进machine的Run函数通过machine的ReadMem函数读内存数据，通过machine 的WriteMem函数写内存数据，两个函数的实现在machine/，核心是translate函数，translate函数实现在machine/，主要功能是实现虚拟地址到物理地址的转换，translate函数可能返回相应的错误，在这样的情况下，ReadMem函数/WriteMem函数调用RaiseException函数进行处理，RaiseException函数定义在machine/，基本流程是将错误信息存储在特定位置，调用ExceptionHandler函数处理不同的错误，ExceptionHandler 函数实现在userprog/，主要流程是根据错误信息处理不同错误。
NACG实训报告(定稿)[修改版]
![NACG实训报告(定稿)[修改版]](https://img.taocdn.com/s3/m/bc34676924c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ec1b.png)
第一篇：NACG实训报告（定稿）学习心得第一天今天培训的内容，是在专业建设方面。
王正明教授从行业发展现状、数字艺术类专业现存不足、专业发展前景展望等方面展开探讨。
王教授的报告题目是“互联网思维下的创客化课程开发策略”，从核心概念、创客化课程的结构形态、课程开发的动力点三个方面进行了阐述。
互联网思维是充分利用互联网的精神、价值、技术、方法、规则、机会来指导、处理、创新、工作的思想。
互联网可以说是人类历史上的一次革命，颠覆了很多传统的工作和生活的方式，其中最明显的一种让人们的生活和工作更加快速和便捷。
例如，人们若想学习，不必再去学校，可以通过考拉网在线学习知识。
过去，无论是哪种方式的传播，都带有一种片面的单向性，随着互联网的出现，人们在互联网上可以自由的发表个人的评论，对媒体等发布的消息可以在第一时间发表自己的看法，在一定意义上来说，更能够展现更多人的思想和看法。
在互联网上，颠覆式创新非常多，也发生得非常快。
不一定要去发明一个可口可乐秘方，也不一定要去弄一个伟大的专利。
21世纪颠覆式创新越来越多地以两种形式出现。
一种是用户体验的创新，一种是商业模式的颠覆。
商业模式颠覆，用大俗话说，就是你把原来很贵的东西，能想办法把成本降得特别低，甚至能把原来收费的东西变得免费。
免费的商业模式，包括互联网手机、互联网硬件，颠覆的威力非常强大。
什么叫用户体验的创新呢?也特别简单。
就是你把一个过去很复杂的事变得很简单。
结合互联网思维，开发创客化课程，主要体现在几个方面。
三快：快速创意、快速执行、快速价值实现；四出：想得出、说得出、做得出、卖得出；五关键：资源众筹、短时闭环、快速迭代、效率优先、价值确证；一流程：体验-感悟-认知-成就。
通过培训，我学习了专业建设方面的经验，提升了专业素养，为提升数字艺术类大赛参赛水平打下了基础。
第二天第二天的培训，张苏中教授讲解了自身专业深入开展校企合作，提升专业建设水平的同时使专业为社会服务的经验。
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)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）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：Part2: 阅读code/machine目录下的machine.h(cc)，translate.h(cc)文件和code/userprog 目录下的exception.h(cc)，理解当前Nachos系统所采用的TLB机制和地址转换机制。
Exercise 2: TLB MISS 异常处理任务：修改code/userprog目录下中的ExceptionHandler函数，使得Nachos 系统可以对TLB异常进行处理（TLB异常时，Nachos系统会抛出PageFaultException，详见code/machine/）。
完成情况：关于异常处理的机理已经在Exercise1 中说明了。
因此能够对TLB异常进行处理，我们只要在判断传入的参数为TLBMISS的异常，并对其进行处理即可。
事实上，我在实际操作的时候，TLB MISS和PAGEFAULT，抛出的异常都是PageFaultException，此后再判断machine->tlb是否为空。
如果为空，则执行PagefaultFunc；否则，执行TLBmissFunc。
Exercise 3: 置换算法任务：为TLB机制实现至少两种置换算法，通过比较不同算法的置换次数可比较算法的优劣。
同步自动化系统实习报告
一、实习背景随着我国工业自动化水平的不断提高，同步自动化系统在各个行业中的应用越来越广泛。
为了更好地了解同步自动化系统的原理、应用和发展趋势，提高自己的专业素养，我参加了本次同步自动化系统实习。
二、实习单位及内容本次实习单位为我国某知名电气自动化企业，实习内容主要包括：1. 参观企业生产车间，了解同步自动化系统的应用场景；2. 学习同步自动化系统的基本原理、组成及工作流程；3. 参与实际项目的调试、运行和维护；4. 学习同步自动化系统的相关软件和硬件知识；5. 了解同步自动化系统的发展趋势及市场前景。
三、实习过程及收获1. 参观生产车间在实习的第一天，我们参观了企业的生产车间，了解了同步自动化系统在实际生产中的应用。
通过参观，我们看到了同步自动化系统在生产线上的重要作用，如提高生产效率、降低能耗、保证产品质量等。
2. 学习同步自动化系统原理在实习期间，我们学习了同步自动化系统的基本原理，包括PLC编程、传感器应用、执行器控制、人机界面等。
通过学习，我们对同步自动化系统的组成有了更深入的了解。
3. 参与实际项目在实习过程中，我们有幸参与了一个实际项目的调试、运行和维护。
在导师的指导下，我们学习了如何根据现场需求进行系统配置，如何解决现场问题，如何优化系统性能。
通过实际操作，我们提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
4. 学习相关软件和硬件知识在实习期间，我们还学习了同步自动化系统的相关软件和硬件知识，包括PLC编程软件、组态软件、人机界面软件等。
这些知识为我们以后从事相关工作打下了坚实的基础。
5. 了解同步自动化系统的发展趋势及市场前景通过实习，我们了解到同步自动化系统在我国的发展趋势及市场前景。
随着我国工业自动化水平的不断提高，同步自动化系统在各个行业中的应用将越来越广泛，市场需求也将不断增长。
四、实习总结通过本次同步自动化系统实习，我收获颇丰。
以下是我对本次实习的总结：1. 提高了专业素养：通过实习，我对同步自动化系统的原理、组成、应用及发展趋势有了更深入的了解，提高了自己的专业素养。
同步自动化系统实习报告
实习报告实习时间：2023年7月1日至2023年7月31日实习单位：XX科技有限公司实习岗位：同步自动化系统工程师一、实习背景及目的随着科技的不断发展，自动化技术在各行各业中的应用越来越广泛。
同步自动化系统作为一种高效、精准的自动化解决方案，越来越多的被应用于工业生产、物流仓储等领域。
为了更好地了解同步自动化系统的工作原理和实际应用，提高自己的实际操作能力，我选择了XX科技有限公司进行为期一个月的实习，担任同步自动化系统工程师岗位。
二、实习内容及收获1. 了解同步自动化系统的组成及工作原理在实习期间，我深入了解了同步自动化系统的组成，包括控制器、执行器、传感器、传动装置等关键部件，并学习了它们之间的工作原理和协同运作方式。
通过学习，我掌握了同步自动化系统的基本构成和功能，为今后的工作打下了坚实的基础。
2. 学习同步自动化系统的调试与维护在实习过程中，我参与了同步自动化系统的调试和维护工作。
通过实际操作，我掌握了如何对系统进行调试，以确保其正常运行。
同时，我还学习了如何对系统进行维护，以延长其使用寿命。
这使我更加熟悉了同步自动化系统的实际应用，提高了自己的实践能力。
3. 参与项目实施，提高团队协作能力在实习期间，我参与了公司的一个同步自动化系统项目。
在项目实施过程中，我学会了如何与团队成员沟通、协作，共同完成项目任务。
这使我更加明白了团队协作的重要性，提高了自己的团队协作能力。
4. 了解行业动态，拓宽职业发展视野通过实习，我了解了同步自动化系统行业的发展动态和市场需求。
这使我更加明确了自己的职业发展方向，为今后的就业和职业规划提供了有力的支持。
三、实习总结通过本次实习，我对同步自动化系统有了更加深入的了解，提高了自己的实际操作能力和团队协作能力。
同时，我也认识到了自己在专业知识和实践能力方面的不足，明确了今后的学习方向。
在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提高自己，为我国自动化事业的发展贡献自己的力量。
同步器车间的实习报告
随着我国汽车工业的快速发展，汽车零部件行业也迎来了前所未有的机遇。
作为汽车传动系统的重要组成部分，同步器在汽车行业中的应用越来越广泛。
为了更好地了解同步器生产过程，提高自己的实践能力，我于近期在一家知名汽车零部件企业进行了为期两周的同步器车间实习。
二、实习单位及环境实习单位位于我国某沿海城市，是一家集研发、生产、销售于一体的汽车零部件企业。
企业占地面积约10万平方米，拥有现代化生产车间、研发中心和办公楼等设施。
实习期间，我主要在同步器车间进行学习。
三、实习内容1. 同步器生产工艺流程实习期间，我首先了解了同步器生产工艺流程。
同步器生产主要包括以下步骤：（1）原材料准备：选择合适的原材料，如铜、钢、铝等，并进行预处理。
（2）热处理：对原材料进行热处理，以改变其组织和性能。
（3）加工：将热处理后的原材料进行机械加工，包括冲压、拉伸、切削等。
（4）装配：将加工好的零件进行装配，形成完整的同步器。
（5）检测：对装配完成的同步器进行质量检测，确保产品符合国家标准。
2. 同步器生产设备在实习过程中，我熟悉了同步器生产所使用的各种设备，如数控冲压机、拉伸机、车床、铣床、磨床、检测仪等。
3. 同步器质量控制同步器质量控制是生产过程中的重要环节。
我学习了如何对同步器进行外观检查、尺寸测量、性能测试等，以确保产品质量。
4. 同步器市场及应用通过实习，我了解到同步器在汽车行业中的应用非常广泛，如手动挡、自动挡、CVT等车型。
同时，我也了解了同步器市场的发展趋势和竞争格局。
1. 理论与实践相结合实习期间，我将所学的理论知识与实际生产相结合，加深了对同步器生产工艺流程的理解。
这使我认识到，理论知识是实践的基础，实践是检验理论的唯一标准。
2. 团队合作的重要性在实习过程中，我深刻体会到团队合作的重要性。
在同步器生产过程中，各个工序相互关联，需要大家密切配合，才能保证生产顺利进行。
3. 质量意识实习使我认识到，质量是企业发展的生命线。
同步自动化实习报告
实习报告实习单位：XX有限公司实习岗位：自动化工程师实习时间：2021年6月1日至2021年8月31日一、实习背景及目的随着科技的不断发展，自动化技术在各个领域的应用越来越广泛，同步自动化技术作为一种先进的自动化控制技术，在提高生产效率、降低成本、提升产品质量等方面具有重要意义。
为了更好地将所学知识与实际工作相结合，提高自己的实践能力和综合素质，我选择了XX有限公司的自动化工程师岗位进行为期三个月的实习。
二、实习内容及收获1. 实习内容（1）了解公司产品及生产流程：在实习期间，我深入了解了公司的主营业务、产品特点、生产流程及自动化设备的使用情况。
（2）参与设备维护与维修：我积极参与了自动化设备的日常维护和维修工作，掌握了设备故障的排查和解决方法。
（3）参与项目改造：我参与了公司一条生产线的同步自动化改造项目，负责部分硬件选型、编程和调试工作。
（4）学习相关软件：我学习了自动化设备所需的软件，如CAD、PLC编程软件、变频器调速系统等，提高了自己的软件操作能力。
2. 实习收获（1）专业知识：通过实习，我对同步自动化技术有了更深入的了解，掌握了同步电机的工作原理、控制系统的设计方法等。
（2）实践能力：在实习过程中，我参与了多个实际项目的操作，提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
（3）团队协作：我学会了与同事沟通、协作，共同完成项目任务，培养了团队精神。
（4）职业素养：实习期间，我严格遵守公司规章制度，按时完成工作任务，培养了良好的职业素养。
三、实习总结通过为期三个月的实习，我深刻体会到了同步自动化技术在实际生产中的应用价值，同时也锻炼了自己的实践能力和综合素质。
在今后的工作中，我将继续努力学习专业知识，提高自己的技能水平，将所学知识与实际工作相结合，为公司的发展贡献自己的力量。
四、建议和反馈（1）加强实习生培训：希望公司能够对实习生进行更加系统的培训，让我们更快地熟悉工作内容和业务流程。
（2）增加实践机会：公司可以适量增加实习生的实践机会，让我们更好地将所学知识应用于实际工作中。
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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。
code/threads/synch.h和code/threads/
code/threads/synchlist.h和code/threads/
阅读情况
(h)
文件中有三个类：Semaphore, Lock, Condition。
其中Semaphore是已经编写完成的。
主要功能是：通过一个名字和一个初始值可以初始化一个Semaphore。
P函数的作用是：判断当前线程能否进入临界区，如果可以（即初始值≠0），则进入，且初始值减一；如果不能（即初始值＝0），则将当前线程放入Semaphore 的等待队列中，线程进入休眠状态。
V函数的作用是：如果Semaphore的等待队列不为空，将等待队列的队头线程取出来，将其状态标识为ReadyToRun，并且初始值加1。
另外两个类是本次作业需要完成的，会在之后说明。
(h)
文件中包括一个Synchlist类，实现了一个互斥访问的队列。
具体来说，类中有一个Append函数，用于将元素加入队列；有一个Remove函数，用于将队头元素移出队列。
而互斥访问的实现方式为：用Lock锁将Append函数体和Remove 函数体保护起来。
保证了二者至多只有一个可以被被CPU运行，直到函数体结束。
（即线程切换的中断不会造成线程交替运行）
这两个函数模拟了monitor（管程）的函数体互斥性，因此在之后的作业中会用到。
Exercise3：实现锁和条件变量
任务
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）。
完成情况
1.Lock
简述：
使用Semaphore作为同步原语，定义的时候创建一个初始值为1的Semaphore。
对应的，Acquire函数就是执行Semaphore的P函数，Release函数就是执行Semaphore的V函数。
验证正确性：
采用基于优先级抢占式调度，一个线程递归生成优先级更高的线程。
如果没有Lock，那么当前线程就会被抢占，那么运行结果会是这样：
但若在线程一开始加上了互斥锁，那么只有当当前线程运行结束后，它fork 出来的线程才能获得锁，才能运行，运行结果如下：
2. Condition
简述：
Exercise4：实现同步互斥实例
任务
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。
（也可选择其他经典的同步互斥问题）
完成情况
1.基于Nachos信号量实现“生产者-消费者”问题
（基于时间片轮转调度，时间片长度随机。
为了使得中断有可能在任何地方发生，在所有临界区中的代码语句后面都调用了interrupt->onetick）
测试结果截图：
2. 基于Nachos 的条件变量实现“生产者-消费者”问题
（基于时间片轮转调度，时间片长度随机。
为了使得中断有可能在任何地方发生，在所有临界区中的代码语句后面都调用了interrupt->onetick ） 修改情况：
测试结果截图：
Challenge1：实现barrier
任务
可以使用Nachos 提供的同步互斥机制（如条件变量）来实现barrier ，使得当且仅当若干个线程同时到达某一点时方可继续执行。
未使用
Barrier:
使用Barrier
Challenge2：实现read/write lock
任务
基于Nachos 提供的lock(synch.h 和)，实现read/write lock 。
使得若干线程可以同时读取某共享数据区内的数据，但是在某一特定的时刻，只有一个线程可以向该共享数据区写入数据。
完成情况
（基于时间片轮转调度，时间片长度随机。
为了使得中断有可能在任何地方发生，在
reader 函数和writer 函数所有的代码语句后面都调用了interrupt->onetick ） 修改情况：
测试结果截图：
三：遇到的困难以及解决方法
困难1：我在完成lab2线程调度实验中，在readyToRun函数中对当前线程执行了yield操作，导致lab3中V函数的原子性被破坏。
（V函数会调用readyToRun函数）
解决方式：将线程Yield的过程单独封装成一个函数，readyToRun函数仅仅负责将当前线程放入可执行队列当中。
对于新建的一个线程（可能可以抢占当前线程），先调用该函数，判断是否抢占。
如果抢占，则让当前线程yield；否则，调用readyToRun函数。
困难2：思考如何实现condition的wait函数，曾一度觉得synchlist中会造成死锁
解决方式：详细了解了管程机制之后，发现只要在wait函数中，先对传入的Lock参数执行释放（Release）操作，当前线程再进入休眠状态，问题就可以解决了。
困难3：在写“生产者-消费者”问题的测试函数时，从队列中读出来的值总是等于最后一个加入队列的值（比如加入队列1,2,3,4，读出来会是4,4,4,4）
解决方式：由于传入的是(void *)，是一个指针。
因此我直接传入了for循环中的i的地址，这就导致了i的值虽然在变化，但i的地址是不变的，所以读出来总会等于最后一个加入队列的值。
之后专门创建了一个buffer数组，使得不同的值对应不同的地址，问题就解决了。
困难4：一开始是用lock的acquire和release实现condition，但测试函数结果和预期的不相符
解决方式：经过研究，我发现，造成错误的原因，是lock的release函数，会使得value 值增加。
这就意味着，即使等待信号的队列为空，signal函数也会释放一个资源。
这样之后，若还有wait函数调用，就不会被阻塞，而是直接通过。
这不符合管程中wait和signal的语义（我查了上学期操作系统的课件，课件上说，若是等待队列为空，则signal函数为空操作）。
于是我将Lock换成了队列，当队列不为空的时候才让signal和broadcast函数起作用。
四：收获及感想
这次的lab消耗了比预期多的时间，主要问题在于condition的实现。
需要仔细了解了管程机制之后，才知道如何编写。
详情可参看【困难4】。
此外，测试函数也需要开动脑筋，
不仅需要写出来，而且还要通过合适位置的输出，来判断程序是否按照自己预期的样子运行。
这个过程同样需要对同步机制有较好理解，才能理清楚。
做了这次lab，觉得自己对于同步机制又多了一层了解，而且代码和报告均是自己独立完成，没有参考网上前人的报告，觉得挺高兴的！
内容五：参考文献
[1]陈向群同步机制操作系统课件2014版
[2]linux同步机制网络博客
[3]小组成员：王丰condition的实现方式讨论。