操作系统课程设计
操作系统课程设计

操作系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解操作系统的基本概念、功能、类型和结构,掌握操作系统的五大核心功能模块(处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口);2. 掌握操作系统的发展历程、主要操作系统(如Windows、Linux、Mac OS)的特点及应用场景;3. 了解操作系统的设计与实现原理,包括进程管理、内存管理、设备管理、文件系统等关键技术;4. 学会使用操作系统提供的命令行或图形界面进行基本的系统操作与维护。
技能目标:1. 培养学生对操作系统的实际操作能力,能够熟练使用至少一种操作系统进行日常管理与维护;2. 培养学生运用操作系统原理解决实际问题的能力,如分析系统性能、诊断故障、优化配置等;3. 提高学生的编程能力,使其能够编写简单的系统程序或脚本,实现特定功能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统的兴趣,激发学生学习计算机科学的热情;2. 培养学生的团队合作意识,使其在讨论、分析、解决问题的过程中学会倾听、交流、协作;3. 培养学生具备良好的信息素养,关注操作系统领域的最新发展,增强信息安全意识。
课程性质:本课程为计算机科学与技术专业(或相关领域)的必修课,具有较强的理论性和实践性。
学生特点:学生已具备一定的计算机基础知识,具有较强的学习兴趣和动手能力,但可能对操作系统原理的理解和应用尚有不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,以案例驱动、任务导向的方式进行教学,注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握操作系统的基本原理,提高实际应用水平,为后续专业课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 操作系统概述:介绍操作系统的基本概念、功能、类型,比较不同操作系统的特点,分析操作系统的发展趋势。
教材章节:第一章 操作系统概述2. 进程与线程管理:讲解进程与线程的概念、状态与转换,进程调度算法,同步与互斥,死锁与饥饿问题。
教材章节:第二章 进程管理3. 存储管理:介绍内存分配与回收策略,虚拟内存技术,页面置换算法,内存保护机制。
《操作系统》课程设计

《操作系统》课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握操作系统的基本概念,包括进程、线程、内存管理、文件系统等核心知识;2. 了解操作系统的历史发展,掌握不同类型操作系统的特点及使用场景;3. 掌握操作系统的性能评价方法和常用的调度算法。
技能目标:1. 培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力,如分析系统性能瓶颈、优化系统资源分配等;2. 培养学生具备基本的操作系统编程能力,如进程创建、线程同步、文件操作等;3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力,通过小组讨论和项目实践,学会共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统学科的兴趣,激发学生的学习热情,使其形成积极向上的学习态度;2. 培养学生具备良好的信息素养,尊重知识产权,遵循法律法规;3. 培养学生的创新精神和批判性思维,敢于质疑、勇于探索,形成独立思考的能力。
课程性质:本课程为计算机科学与技术专业的核心课程,旨在让学生掌握操作系统的基本原理和实现方法,提高学生的系统分析和编程能力。
学生特点:学生具备一定的编程基础和计算机系统知识,具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,通过案例分析和项目实践,帮助学生将所学知识内化为具体的学习成果。
在教学过程中,关注学生的学习进度和反馈,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 操作系统概述:介绍操作系统的定义、发展历程、功能、类型及特点,对应教材第一章内容。
- 操作系统的起源与发展- 操作系统的功能与类型- 操作系统的主要特点2. 进程与线程:讲解进程与线程的概念、状态、调度算法,对应教材第二章内容。
- 进程与线程的定义与区别- 进程状态与转换- 进程调度算法3. 内存管理:分析内存管理的基本原理、策略和技术,对应教材第三章内容。
- 内存分配与回收策略- 虚拟内存技术- 页面置换算法4. 文件系统:介绍文件系统的基本概念、结构、存储原理,对应教材第四章内容。
操作系统课程设计(完整规范版)

操作系统课程设计(完整规范版)一、设计目的操作系统课程设计旨在让学生深入了解操作系统的基本原理,掌握操作系统的设计与实现方法,培养学生在实际操作系统中分析和解决问题的能力。
通过本次课程设计,学生将能够:1. 加深对操作系统理论知识的理解与应用;2. 提高动手实践能力,培养创新精神和团队协作意识;3. 为今后从事操作系统相关领域的研究和工作奠定基础。
二、设计要求(1)进程管理:包括进程的创建、撤销、调度等;(2)内存管理:实现内存分配、回收、页面置换等;(3)文件系统:实现文件的创建、删除、读写等操作;(4)设备管理:实现设备的分配、回收、驱动等功能。
(1)代码规范:编写清晰、易读、易维护的代码;(3)团队协作:合理分工,确保团队成员共同参与、共同进步。
三、设计步骤1. 需求分析:分析课程设计所需实现的功能,明确各个模块的具体要求;2. 概要设计:根据需求分析,制定总体设计方案,划分模块,确定模块间接口;3. 详细设计:针对每个模块,进行具体实现方案的设计;4. 编码实现:按照设计文档,编写代码,实现各个功能模块;5. 测试与调试:对实现的功能进行测试,发现问题并进行调试;6. 优化与改进:根据测试结果,对代码进行优化,提高系统性能;四、预期成果1. 完成一套具有基本功能的模拟操作系统,能够演示进程管理、内存管理、文件系统和设备管理的主要操作;2. 提供完整的,包括注释,以便他人理解和学习;3. 形成一份详尽的课程设计报告,记录设计过程中的思考、遇到的问题及解决方案;4. 通过课程设计,提升个人在操作系统领域的理论知识和实践能力。
五、评价标准1. 功能完整性:各功能模块是否按照要求实现,系统是否能正常运行;3. 创新性:设计过程中是否有独特的想法,是否对现有技术有所改进;4. 团队协作:团队成员之间沟通是否顺畅,分工是否合理,协作是否高效;5. 文档质量:课程设计报告是否详细、准确,是否能够完整反映设计过程和成果。
操作系统课程设计项目参考

滴加碘液后
滴加碘液前
12/12/2021
第十二页,共二十三页。
消化(xiāohuà):在消化道内将食物分解成可吸收 (xīshōu)的成分的过程
(包括物理性消化和化学性消化)
吸收(xīshōu):营养物质通过消化道壁进入循环 系统的过程
12/12/2021
第十三页,共二十三页。
消化(xiāohuà)和吸收的过程
12/12/2021
第十九页,共二十三页。
练习(liànxí)
• 2、分析数据,指出(zhǐ chū)哪一部分消化道中消化液最多。
• 在每天摄入800克食物和1200毫升水的情况下, 消化腺大致分泌以下数量消化液。 1500毫升唾液 2000毫升胃液 1500毫升肠液 500毫升胆汁 1500毫升胰液
12/12/2021
第二十二页,共二十三页。
内容 总结 (nèiróng)
第二节。食物中的营养物质是在消化系统中被消化和吸收的。这粒西瓜籽在姗姗的消化道内, 经过了难忘的时光。它先遇到像轧钢机似的上、下尖硬的怪物,差点儿将它压得粉身碎骨。后来它
No 钻进了一条(yī tiáo)又长又窄的迷宫,它在这里走了很久,身边的许多物质都神秘地消失了。走出迷
唾液腺、胃腺(wèixiàn)、肝脏、胰腺、肠腺
1、淀粉在__口__腔__开始消化、蛋白质在____开始胃消化、脂肪在_______开始 消小化肠。
2、胆汁是一种消化液,但不含消化酶,起乳化脂肪的作用。
二、人体消化、吸收的主要器官—— _____小肠 能 训 练解
胰脏:分泌(fēnmì)胰液 肠腺:分泌肠液
肝脏:最大的腺体,分泌胆汁。 胆汁无消化酶,有乳化脂肪 的
作用。
第七页,共二十三页。
操作系统课程设计pintos

操作系统课程设计pintos一、教学目标本课程的目标是让学生了解和掌握操作系统的基本原理和概念,通过学习Pintos操作系统,使学生能够理解操作系统的核心机制,包括进程管理、内存管理、文件系统和输入/输出系统等。
在技能方面,学生应能够使用Pintos进行简单的操作系统设计和实现,提升编程能力和系统分析能力。
在情感态度价值观方面,学生应培养对计算机科学和操作系统的兴趣,增强解决实际问题的责任感和使命感。
二、教学内容教学内容将按照Pintos操作系统的结构和功能进行,包括:1. 操作系统的概述和基本概念;2. 进程管理,包括进程的创建、调度和同步;3. 内存管理,包括物理内存管理和虚拟内存管理;4. 文件系统,包括文件和目录的、文件系统的实现;5. 输入/输出系统,包括设备驱动程序和中断处理。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,将采用多种教学方法,包括:1. 讲授法,用于讲解操作系统的原理和概念;2. 讨论法,用于讨论操作系统的实现和应用;3. 案例分析法,通过分析具体的操作系统案例,让学生理解操作系统的实际应用;4. 实验法,通过实验操作,让学生亲手实现操作系统的核心机制。
四、教学资源教学资源包括:1. Pintos操作系统的教材和相关参考书;2. 多媒体资料,包括操作系统的教学视频和PPT;3. 实验设备,包括计算机和相关的硬件设备。
这些教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验。
五、教学评估教学评估将采用多种方式进行,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括:1. 平时表现,包括课堂参与、提问和讨论等,占总评的20%;2.作业,包括理论和实践作业,占总评的30%;3. 考试,包括期中考试和期末考试,占总评的50%。
考试内容将涵盖操作系统的原理、概念和实验操作。
六、教学安排教学安排将根据课程内容和学生的实际情况进行设计。
本课程计划在一个学期内完成,每周安排2次课时,每次课时1小时。
操作系统课程设计Linux

操作系统课程设计Linux一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握Linux操作系统的核心概念、原理和应用技能。
通过本课程的学习,学生将能够:1.理解操作系统的基本原理,包括进程管理、内存管理、文件系统和输入/输出系统。
2.掌握Linux操作系统的安装、配置和管理方法。
3.熟练使用Linux命令行界面,进行日常操作和系统管理。
4.掌握Linux常用命令、 shell脚本编写和系统监控工具的使用。
5.了解Linux操作系统在服务器、嵌入式设备和云计算等领域的应用。
二、教学内容本课程的教学内容分为五个部分:1.操作系统概述:介绍操作系统的定义、功能和分类,以及Linux操作系统的历史和发展。
2.进程管理:讲解进程的基本概念、进程控制、进程同步和互斥、死锁及其解决方法。
3.内存管理:介绍内存分配与回收策略、内存保护、虚拟内存和分页分段机制。
4.文件系统:讲解文件和目录结构、文件访问控制、文件系统性能优化和磁盘空间分配策略。
5.输入/输出系统:介绍I/O设备管理、中断和DMA机制、设备驱动程序和I/O调度策略。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式,以提高学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:教师讲解操作系统的核心概念和原理,引导学生掌握基本知识。
2.讨论法:学生针对实际案例和问题进行讨论,培养学生的思考和分析能力。
3.案例分析法:分析Linux操作系统的实际应用案例,使学生了解操作系统的应用场景。
4.实验法:安排实验室课时,让学生亲自动手进行系统安装、配置和调试,提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括:1.教材:选用权威、实用的Linux操作系统教材,如《Linux操作系统原理与应用》。
2.参考书:提供相关的学术论文、技术博客和在线文档,供学生拓展阅读。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频和演示文稿,辅助学生理解和记忆。
4.实验设备:提供Linux服务器、虚拟机和实验室环境,让学生进行实际操作。
操作系统-课程设计

操作系统-课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解操作系统的基本概念、功能、类型及发展历程;2. 掌握操作系统的五大功能模块(处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口)的工作原理;3. 了解操作系统的安全性、稳定性和性能评价标准;4. 熟悉至少一种主流操作系统(如Windows、Linux)的安装、配置及使用。
技能目标:1. 能够使用操作系统基本命令进行文件管理、系统监控等操作;2. 学会编写简单的批处理脚本,实现自动化操作;3. 掌握操作系统设置、优化及故障排除的基本方法;4. 能够分析操作系统的性能问题,并提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作精神,学会在团队中共同解决问题;3. 增强学生的信息安全意识,遵守网络道德规范,尊重知识产权;4. 培养学生的创新意识,敢于尝试新事物,勇于克服困难。
课程性质:本课程为信息技术学科,结合学生年级特点,注重理论与实践相结合,培养学生的实际操作能力。
学生特点:学生具备一定的计算机操作基础,对操作系统有一定了解,但深入理解不足,需要通过课程学习提高认识。
教学要求:以学生为主体,教师为主导,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践操作能力。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 操作系统的基本概念:介绍操作系统的定义、功能、类型及发展历程,对应教材第一章内容。
2. 操作系统五大功能模块:- 处理器管理:讲解处理器分配、调度算法等,对应教材第二章;- 存储器管理:介绍内存分配、回收、地址映射等,对应教材第三章;- 设备管理:阐述设备分配、I/O调度、缓冲管理等,对应教材第四章;- 文件管理:讲解文件系统结构、文件存储、目录管理等,对应教材第五章;- 用户接口:介绍命令行接口、图形用户接口等,对应教材第六章。
课程设计操作系统

课程设计操作系统一、教学目标本课程旨在让学生掌握操作系统的基本原理和概念,了解操作系统的运行机制和功能,培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)理解操作系统的基本概念、功能和作用;(2)掌握操作系统的运行机制,包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理;(3)了解操作系统的发展历程和主流操作系统的基本特点。
2.技能目标:(1)能够运用操作系统知识分析和解决实际问题;(2)具备基本的操作系统使用和维护能力;(3)掌握操作系统的基本配置和优化方法。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对操作系统知识的兴趣和好奇心;(2)树立正确的计算机使用观念,提高信息素养;(3)培养学生团队协作、创新思考和持续学习的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.操作系统概述:介绍操作系统的定义、功能、作用和分类;2.进程管理:讲解进程的概念、进程控制、进程同步与互斥、死锁等问题;3.内存管理:讲解内存分配与回收策略、虚拟内存、页面置换算法等;4.文件管理:讲解文件和目录的概念、文件存储结构、文件访问控制、磁盘空间分配等;5.设备管理:讲解设备驱动程序、I/O调度策略、中断处理和DMA传输等;6.操作系统实例分析:分析主流操作系统(如Windows、Linux)的基本特点和运行机制。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合,以提高学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解操作系统的基本概念、原理和知识点;2.讨论法:学生针对操作系统相关问题进行讨论,培养学生的思维能力和团队协作精神;3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解操作系统在实际应用中的作用和意义;4.实验法:安排实验课程,让学生动手实践,巩固所学知识。
四、教学资源为实现课程目标,我们将采用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的操作系统教材,为学生提供系统、全面的知识体系;2.参考书:提供相关领域的参考书籍,拓展学生的知识视野;3.多媒体资料:制作精美的PPT课件,辅助讲解和展示操作系统的相关概念和实例;4.实验设备:配置相应的实验设备,让学生动手实践,提高操作能力。
UCOSII操作系统课程设计

UCOSII操作系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解UCOSII操作系统的基本原理和核心概念,包括任务管理、时间管理、通信与同步机制;2. 掌握UCOSII的移植方法和配置过程,学会在不同硬件平台上搭建UCOSII 操作系统环境;3. 学会使用UCOSII提供的API进行多任务编程,了解实时操作系统的任务调度和资源管理策略。
技能目标:1. 能够运用C语言在UCOSII环境下编写多任务应用程序,实现任务间的同步与通信;2. 能够分析并解决实际嵌入式系统开发中与操作系统相关的问题,提高系统稳定性和可靠性;3. 掌握UCOSII调试技巧,能够运用调试工具对操作系统运行状态进行跟踪和分析。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统知识的好奇心和探索精神,激发学习兴趣和热情;2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力,提高解决实际问题的能力;3. 增强学生的创新意识,鼓励他们在实际项目中积极尝试和应用所学知识。
课程性质:本课程为高年级专业课,以实际应用为导向,注重理论与实践相结合。
学生特点:学生已具备一定的C语言编程基础和嵌入式系统知识,具有较强的学习能力和实践能力。
教学要求:教师需采用项目驱动教学法,引导学生通过实际案例掌握UCOSII 操作系统的应用与开发。
在教学过程中,关注学生的个体差异,提供个性化指导,确保课程目标的实现。
同时,注重培养学生的自主学习能力和创新能力,为将来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. UCOSII操作系统概述:介绍实时操作系统的基本概念、特点及应用场景,引出UCOSII的背景、架构和优势。
教材章节:第一章 实时操作系统概述2. UCOSII内核原理:讲解UCOSII的核心组件,包括任务管理、时间管理、通信与同步机制等。
教材章节:第二章 UCOSII内核原理3. UCOSII移植与配置:介绍在不同硬件平台上移植和配置UCOSII的方法,以实际案例为例进行讲解。
操作系统内核课程设计

操作系统内核课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解操作系统内核的基本概念、结构和功能,掌握操作系统的进程管理、内存管理、文件系统等核心模块的工作原理。
2. 使学生掌握操作系统内核编程的基本方法,学会使用相关工具和接口进行系统调用和驱动程序开发。
3. 帮助学生了解操作系统安全性、稳定性的重要性,掌握基本的系统调试和优化技巧。
技能目标:1. 培养学生具备分析操作系统内核源代码的能力,能够阅读和理解常见的操作系统内核模块。
2. 培养学生具备设计、编写和调试简单的操作系统内核模块的能力,能够实现特定功能并进行性能优化。
3. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,能够针对具体场景提出合理的操作系统内核设计方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱操作系统内核技术,树立积极探索、持续学习的信念。
2. 培养学生的团队协作意识,学会与他人共同分析问题、解决问题,形成良好的沟通与协作能力。
3. 引导学生关注操作系统内核技术的发展趋势,认识到技术进步对社会发展的重要性,树立社会责任感。
本课程针对高年级学生,课程性质为专业核心课。
在教学过程中,需充分考虑学生的认知特点,注重理论与实践相结合,引导学生主动探究、动手实践。
通过本课程的学习,期望学生能够掌握操作系统内核的基本知识和技能,为未来从事相关领域的研究和工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下三个方面展开:1. 操作系统内核基础理论- 深入讲解操作系统内核的基本概念、结构、功能和设计原理。
- 分析进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等核心模块的工作机制。
2. 操作系统内核编程实践- 介绍操作系统内核编程的基本方法,包括系统调用、驱动程序开发等。
- 结合教材示例,指导学生阅读和分析操作系统内核源代码。
教学大纲安排:1)第1-4周:操作系统内核基础理论2)第5-8周:进程管理、内存管理编程实践3)第9-12周:文件系统、设备管理编程实践3. 操作系统内核优化与调试- 讲解操作系统内核安全性、稳定性方面的知识,分析常见漏洞和防护措施。
操作系统安全课程设计

操作系统安全课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解操作系统的基本安全原理,掌握操作系统安全的核心概念。
2. 学习操作系统安全机制,包括身份认证、访问控制、加密和审计等。
3. 了解常见操作系统漏洞及攻击手段,掌握安全防护策略。
技能目标:1. 能够分析操作系统安全配置,提出有效的安全优化建议。
2. 学会运用操作系统安全工具进行安全检查和加固。
3. 掌握基本的安全编程技巧,避免编写带有安全风险的代码。
情感态度价值观目标:1. 培养学生的信息安全意识,认识到操作系统安全的重要性。
2. 激发学生对计算机安全的兴趣,引导他们关注网络安全领域的最新发展。
3. 培养学生的团队协作精神和责任感,使他们能够在实际工作中发挥积极作用。
针对课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够列举并解释操作系统安全的核心概念。
2. 学生能够分析操作系统漏洞,并提出相应的安全防护措施。
3. 学生能够独立完成操作系统安全配置和加固任务,提高系统安全性。
4. 学生能够关注网络安全领域的发展,了解最新的操作系统安全技术和趋势。
5. 学生能够在团队项目中发挥积极作用,共同提高操作系统安全水平。
二、教学内容1. 操作系统安全概述- 了解操作系统的基本概念、发展历程和常见类型。
- 掌握操作系统安全的重要性及安全风险。
2. 操作系统安全机制- 学习身份认证、访问控制、加密和审计等核心安全机制。
- 分析各类安全机制的原理和作用。
3. 常见操作系统漏洞与攻击手段- 列举常见的操作系统漏洞,如缓冲区溢出、权限提升等。
- 了解攻击手段,如病毒、木马、拒绝服务和网络攻击等。
4. 安全防护策略与工具- 学习操作系统安全防护策略,如最小权限原则、安全配置等。
- 了解并运用操作系统安全工具,如防火墙、入侵检测系统等。
5. 安全编程与最佳实践- 掌握安全编程技巧,避免编写带有安全风险的代码。
- 学习操作系统安全最佳实践,提高安全意识和能力。
操作系统课程设计(银行家算法设计)

《 操作系统 》课程设计报告系 别: 信息科学与技术系专业班级:学生姓名:指导教师:(课程设计时间:2010年7月5日——2010年7月9日)目 录一、课程设计目的和意义 (3)二、课程设计题目描述及算法 (3)三、课程设计报告内容 (3)1.算法描述 (3)2.数据结构 (4)3.主要函数说明 (4)4.算法流程图 (5)5.运行结果及说明 (7)6.附录清单及分析 (8)四、总结 (14)一、课程设计目的和意义了解掌握银行家算法,学会模拟实现资源分配,同时有要求编写和调试一个系统分配资源的简单模拟程序,观察死锁产生的条件,并使用适当的算法,有效的防止和避免死锁的发生二、课程设计题目描述及算法题目:银行家算法设计设计要求:编制银行家算法通用程序,并检测所给状态的系统安全性。
设进程I提出请求Request[N],则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果Request[N]<=NEED[I,N],则转(2);否则,出错。
(2)如果Request[N]<=AVAILABLE,则转(3);否则,出错。
(3)系统试探分配资源,修改相关数据:AVAILABLE=AVAILABLE-REQUESTALLOCATION=ALLOCATION+REQUESTNEED=NEED-REQUEST(4)系统执行安全性检查,如安全,则分配成立;否则试探险性分配作废,系统恢复原状,进程等待。
上述三个矩阵存在如下关系:Need[i,j]= Max[i,j]- Allocation[i,j]三、课程设计报告内容1.算法描述设Request[i] 是进程Pi的请求向量,如果Requesti[j]=K,表示进程Pi需要K 个Rj类型的资源,当Pi发出资源请求后,系统按下面步骤进行检查:,便转向步骤2;否则认为出错,因为它所需(1)如果Requesti[j]<=Need[i,j]要的资源数已超过它所宣布的最大值。
操作系统课程设计(完整规范版)

操作系统课程设计(完整规范版)一、设计目的操作系统课程设计旨在让学生深入了解操作系统的基本原理,掌握操作系统设计与实现的基本方法,培养学生在操作系统领域的实际动手能力和创新思维。
通过本次课程设计,学生应能够:1. 理解操作系统的功能、结构和关键技术;2. 学会分析实际操作系统的性能和特点;3. 设计并实现一个简单的操作系统模块或功能;4. 提高团队协作和沟通能力。
二、设计要求1. 设计内容:根据课程所学,选择一个具有实际意义的操作系统模块进行设计与实现。
模块可包括:进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等。
2. 设计规范:遵循软件工程的基本原则,确保代码的可读性、可维护性和可扩展性。
3. 团队协作:本次课程设计以小组为单位进行,每组35人。
小组成员需明确分工,共同完成设计任务。
(2):包括所有设计文件、代码及相关文档;(3)演示PPT:汇报课程设计成果,阐述设计思路、实现过程及创新点。
三、设计流程1. 需求分析:分析所选操作系统模块的功能需求,明确设计目标。
2. 系统设计:根据需求分析,设计系统架构,划分模块,确定各模块的功能和接口。
3. 编码实现:按照系统设计,编写代码,实现各模块功能。
4. 测试与调试:对实现的系统模块进行功能测试、性能测试和兼容性测试,确保系统稳定可靠。
5. 优化与改进:根据测试结果,对系统进行优化和改进。
7. 演示与答辩:制作演示PPT,汇报课程设计成果,回答评委提问。
四、评分标准1. 设计报告(30%):内容完整、结构清晰、表述准确、格式规范。
2. 代码质量(40%):代码可读性、可维护性、可扩展性、创新性。
3. 演示与答辩(20%):PPT制作、汇报效果、回答问题。
4. 团队协作(10%):分工明确、协作高效、沟通交流。
五、预期成果1. 理论与实践相结合:将课堂上所学的操作系统理论知识运用到实际设计中,加深对操作系统的理解。
2. 技能提升:提高编程能力,掌握操作系统核心模块的设计与实现技巧。
操作系统的先导课程设计

操作系统的先导课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解操作系统的基本概念,掌握其功能、分类和结构;2. 了解操作系统的发展历程,掌握不同类型操作系统的特点;3. 掌握操作系统的核心技术与组件,如进程管理、内存管理、文件系统等;4. 了解操作系统在计算机系统中的作用,以及与硬件、软件的协同工作原理。
技能目标:1. 学会使用操作系统提供的常用命令和工具,进行基本的系统操作与维护;2. 培养分析、解决操作系统在实际应用中遇到问题的能力;3. 能够运用所学的操作系统知识,进行简单的系统优化与调整;4. 掌握操作系统相关软件的安装、配置与使用方法。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统的学习兴趣,激发探索计算机科学领域的热情;2. 增强学生的团队协作意识,培养在操作系统中共同解决问题的能力;3. 提高学生的信息安全意识,树立正确的计算机使用道德观念;4. 培养学生严谨、务实的科学态度,养成勤奋学习、刻苦钻研的良好习惯。
本课程设计针对年级特点,充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求,将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标有机结合,旨在帮助学生全面了解操作系统的基础知识,提高实际操作能力,培养学生对计算机科学的热爱和责任感。
在教学过程中,将注重理论与实践相结合,充分调动学生的学习积极性,提高课程教学效果。
二、教学内容1. 操作系统的基本概念与功能:介绍操作系统的定义、作用、发展历程,分析不同类型操作系统的特点及应用场景。
- 教材章节:第1章 操作系统概述- 内容:操作系统的定义、功能、分类、发展历程。
2. 操作系统的结构:讲解操作系统的层次结构、核心组件及其相互关系。
- 教材章节:第2章 操作系统的结构- 内容:操作系统层次结构、进程管理、内存管理、文件系统、设备管理。
3. 进程管理:阐述进程与线程的概念、进程调度算法、同步与互斥、死锁与饥饿问题。
- 教材章节:第3章 进程管理- 内容:进程与线程、进程调度、进程同步、死锁与饥饿。
CentOS操作系统操作系统课程设计报告

CentOS操作系统操作系统课程设计报告CentOS操作系统课程设计报告1. 引言本文档是关于CentOS操作系统课程设计的报告。
我们的目标是通过设计一个实际的操作系统课程,来帮助学生深入理解和掌握CentOS操作系统的使用。
本报告将介绍我们的课程设计方案以及实施过程中遇到的挑战和解决方案。
2. 课程设计方案2.1 目标我们的课程设计旨在使学生:- 了解CentOS操作系统的基本原理和架构;- 研究如何安装和配置CentOS操作系统;- 熟悉常用的命令行操作和系统管理工具;- 学会使用CentOS操作系统进行网络配置和安全管理;- 掌握常见的故障排除和系统维护技巧。
2.2 内容我们的课程设计包括以下几个主题:1. CentOS操作系统概述:介绍CentOS操作系统的定义、历史和特点。
2. 安装和配置:详细介绍如何安装和配置CentOS操作系统。
3. 命令行操作:研究使用常见的命令行工具和命令。
4. 系统管理工具:介绍常用的系统管理工具,如YUM包管理器和systemd。
5. 网络配置和安全管理:研究如何配置网络和进行基本的安全管理。
6. 故障排除和系统维护:掌握故障排除和系统维护的基本技巧。
2.3 教学方法为了使学生能够深入理解和掌握CentOS操作系统,我们采用了以下教学方法:- 理论讲授:通过教师讲解和演示,向学生介绍操作系统的基本原理和概念。
- 实践操作:学生将亲自操作CentOS操作系统,完成实际的任务和实验。
- 课堂讨论:学生可以在课堂上提问和讨论,加深对操作系统的理解。
- 课程项目:学生将完成一些实际的项目,以检验他们对CentOS操作系统的掌握程度。
3. 实施过程和挑战在实施课程设计的过程中,我们遇到了一些挑战,包括:- 学生先前的计算机知识水平不一:为了满足不同学生的需求,我们设计了多个难度级别的实验和项目。
- 资源限制:由于资源限制,我们无法为每个学生提供独立的物理机器。
为解决这个问题,我们采用了虚拟化技术,让学生在虚拟机中操作CentOS操作系统。
课程设计文件操作系统

课程设计文件操作系统一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握操作系统的基本原理和常用操作系统的使用方法。
具体包括:1.了解操作系统的定义、功能和分类。
2.掌握操作系统的基本原理,如进程管理、内存管理、文件管理和设备管理。
3.熟悉常用操作系统的特点和使用方法,如Windows、Linux和macOS。
4.能够熟练使用操作系统进行日常计算机操作。
5.能够掌握操作系统的基本配置和优化方法。
6.能够运用操作系统的基本原理解决实际问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生对操作系统的兴趣和好奇心,提高学生主动学习的积极性。
2.培养学生团队合作精神,学会与他人分享和交流操作系统的知识和经验。
3.培养学生对操作系统的安全意识,提高学生保护个人隐私和数据的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括操作系统的基本原理和常用操作系统的使用方法。
具体安排如下:1.操作系统概述:介绍操作系统的定义、功能和分类。
2.进程管理:讲解进程的概念、进程的状态、进程控制块、进程调度算法等。
3.内存管理:介绍内存的概念、内存分配与回收策略、虚拟内存等。
4.文件管理:讲解文件和目录的概念、文件系统的结构、文件访问控制等。
5.设备管理:介绍设备的概念、设备驱动程序、输入输出控制等。
6.Windows操作系统:讲解Windows操作系统的特点、界面布局、基本操作和高级功能。
7.Linux操作系统:介绍Linux操作系统的特点、界面布局、基本操作和高级功能。
8.macOS操作系统:讲解macOS操作系统的特点、界面布局、基本操作和高级功能。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过讲解操作系统的原理和概念,使学生掌握基本知识。
2.讨论法:学生分组讨论操作系统的实际应用场景和问题解决方案,培养学生的团队合作精神。
3.案例分析法:分析实际案例,使学生更好地理解操作系统的基本原理和常用操作系统的特点。
北航操作系统课程设计

北航操作系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解操作系统的基本概念、原理及功能,掌握操作系统的主要组成部分和运作机制。
2. 掌握进程管理、内存管理、文件系统、设备管理的基本原理和方法。
3. 了解操作系统在计算机系统中的地位和作用,以及操作系统的发展历程。
技能目标:1. 能够运用操作系统的基本原理,分析并解决实际问题。
2. 学会使用操作系统提供的接口和工具,编写简单的系统程序。
3. 培养操作系统配置、优化和故障排查的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统学科的兴趣,激发学习热情,形成积极向上的学习态度。
2. 培养学生的团队协作精神和沟通能力,提高解决实际问题的能力。
3. 增强学生的信息安全意识,了解操作系统安全防护的基本措施。
本课程针对北航高年级学生,课程性质为专业核心课程。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性。
课程目标旨在使学生掌握操作系统的基础知识,培养实际操作能力,同时注重培养学生的情感态度价值观,使他们在专业知识与道德素养方面得到全面发展。
通过本课程的学习,学生将能够具备进一步研究操作系统及相关领域的能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 操作系统概述:介绍操作系统的基本概念、发展历程、分类及功能。
2. 进程与线程:讲解进程管理的原理,包括进程的创建、调度、同步、互斥与死锁等内容。
3. 内存管理:阐述内存分配、回收、置换等策略,介绍虚拟内存和分页机制。
4. 文件系统:介绍文件和目录的组织结构,文件存储、访问控制、磁盘空间分配等。
5. 设备管理:讲解设备驱动程序、I/O调度策略、中断处理等内容。
6. 操作系统实例分析:以具体操作系统(如Linux)为例,分析其内核结构、源代码及功能特性。
7. 操作系统安全与保护:介绍操作系统安全机制、权限管理、加密技术等。
教学内容根据课程目标进行合理安排,注重理论与实践相结合。
教学大纲明确指出各部分内容的章节和进度,如下:第1周:操作系统概述第2-3周:进程与线程第4-5周:内存管理第6-7周:文件系统第8周:设备管理第9周:操作系统实例分析第10周:操作系统安全与保护三、教学方法为了提高教学效果,激发学生的学习兴趣和主动性,本课程采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:教师通过生动的语言、形象的表达,系统讲解操作系统的基本概念、原理和关键技术。
山大操作系统课程设计

山大操作系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握操作系统的基本概念、功能、类型及发展历程;2. 理解进程与线程的区别与联系,掌握进程管理的基本方法;3. 了解内存管理的基本原理,掌握虚拟内存和分页/分段存储技术;4. 理解文件系统的工作原理,掌握文件的组织、存储和访问控制方法;5. 了解设备管理的基本原理,掌握I/O调度策略和中断处理机制。
技能目标:1. 能够编写简单的进程调度算法,分析其性能;2. 能够运用内存分配算法,解决内存碎片和内存不足问题;3. 能够设计简单的文件系统,实现对文件的基本操作;4. 能够分析设备管理策略,提高I/O设备的利用率;5. 能够运用所学知识解决实际操作系统相关问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱操作系统学科,增强学习兴趣;2. 培养学生具备良好的团队协作精神和沟通能力;3. 培养学生具备严谨的科学态度和批判性思维;4. 培养学生关注我国操作系统发展,增强国家意识;5. 培养学生具备创新意识和实践能力,为我国计算机事业贡献力量。
课程性质:本课程为计算机科学与技术专业的核心课程,旨在使学生掌握操作系统的基本原理和实现方法,培养具备实际操作系统设计与开发能力的人才。
学生特点:学生已具备一定的计算机专业基础知识,具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。
教学要求:结合课本内容,注重理论与实践相结合,通过案例分析和实际操作,使学生能够深入理解操作系统的核心概念和关键技术。
同时,关注学生的情感态度价值观培养,提高其综合素质。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 操作系统概述:介绍操作系统的基本概念、功能、类型和发展历程,对应课本第一章内容。
- 操作系统的定义和功能- 操作系统的类型与特点- 操作系统发展历程及现状2. 进程管理:讲解进程与线程的概念、进程调度算法、同步互斥等,对应课本第二章内容。
- 进程与线程的基本概念- 进程调度算法分析- 进程同步互斥机制3. 内存管理:介绍内存管理的基本原理、虚拟内存技术、分页分段存储等,对应课本第三章内容。
操作系统课程设计(完整规范版)

操作系统课程设计(完整规范版)一、引言操作系统是计算机系统的核心软件,它管理计算机的硬件资源,为应用程序提供运行环境。
本课程设计旨在通过实践,加深学生对操作系统原理的理解,提高学生的编程能力和系统设计能力。
二、课程目标1. 理解操作系统的基本原理和功能。
2. 掌握进程管理、内存管理、文件系统等核心模块的设计和实现。
3. 熟悉操作系统调度的基本算法。
4. 提高学生的编程能力和系统设计能力。
三、课程内容1. 操作系统概述操作系统的定义、功能和发展历程操作系统的基本组成和结构操作系统的类型和特点2. 进程管理进程的定义、状态和转换进程控制块(PCB)的结构和作用进程同步与互斥进程通信进程调度算法3. 内存管理内存管理的目标连续内存管理技术非连续内存管理技术页面置换算法4. 文件系统文件系统的定义和功能文件的结构和类型文件存储空间管理文件目录管理文件操作5. I/O系统I/O系统的功能和组成 I/O设备管理I/O调度算法缓冲管理6. 系统调用系统调用的定义和类型系统调用的实现机制常用系统调用分析7. 实验与课程设计实验目的和要求实验内容和步骤课程设计题目和要求课程设计报告格式四、课程考核1. 平时成绩(30%):包括课堂表现、实验报告和作业完成情况。
2. 实验成绩(30%):包括实验操作和实验报告。
3. 课程设计成绩(40%):包括设计报告、代码实现和答辩表现。
1. 《操作系统概念》作者:亚伯拉罕·西尔伯斯查茨等2. 《现代操作系统》作者:安德鲁·S·塔嫩鲍姆3. 《操作系统导论》作者:威廉·斯托林斯六、附录1. 课程设计报告模板2. 实验报告模板3. 课程设计答辩评分标准七、课程安排1. 理论学习操作系统概述(2课时)进程管理(4课时)内存管理(4课时)文件系统(4课时)I/O系统(2课时)系统调用(2课时)2. 实验与课程设计进程管理实验(2课时)内存管理实验(2课时)文件系统实验(2课时)I/O系统实验(2课时)课程设计(8课时)课程考核(2课时)八、实验与课程设计指导1. 实验指导进程管理实验:通过模拟进程的创建、撤销、阻塞和唤醒等操作,理解进程管理的原理。
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课程设计说明书学院:计算机科学与工程学院专业:计算机科学与技术姓名:杨天驹学号:0900310327指导教师:黄廷辉2012年 3 月 5 日操作系统课程设计报告GeekOS操作系统的研究与实现(项目0-------项目2)一、实验目的:熟悉GeekOS项目编译运行环境、核态进程的实现、用户态进程的实现、进程调度策略和算法实现、分页存储管理的实现和文件系统的实现等。
二、项目设计要求:GeekOS设计项目0:1.搭建GeekOS的编译和调试平台,掌握GeekOS的内核进程工作原理。
2.熟悉键盘操作函数,编程实现一个内核进程。
该进程的功能是:接受键盘输入的字符并显示到屏幕上,当输入Ctrl+D时,结束进程的运行。
GeekOS设计项目1:1.修改/geekos/elf.c文件:在函数Parse_ELF_Executable()中添加代码,分析ELF格式的可执行文件(包括分析得出ELF文件头、程序头,获取可执行文件长度、代码段、数据段等信息),并填充Exe_Format数据结构中的域值。
2.掌握GeekOS在核心态运行用户程序的原理,为项目2的实现做准备。
GeekOS设计项目2:本项目要求用户对以下几个文件进行修改:1.src/GeekOS/user.c文件中的函数Spawn(),其功能是生成一个新的用户级进程。
2.src/GeekOS/usre.c文件中的函数Switch_To_User_Context(),调度程序在执行一个新的进程前调用该函数以切换用户地址空间。
3.src/GeekOS/elf.c文件中的函数Parse_ELF_Executable()。
该函数的实现要求和项目1相同。
4.src/GeekOS/userseg.c文件中主要是实现一些为实现对src/GeekOS/user.c中高层操作支持的函数。
(1)Destroy_User_Context()函数的功能是释放用户态进程占用的内存资源。
(2)Load_User_Program()函数的功能是通过加载可执行文件镜像创建新进程的User_Context结构。
(3)Copy_From_User()和Copy_To_User()函数的功能是在用户地址空间和内核地址空间之间复制函数,在分段存储器管理模式下,只要段有效,调用memcpy函数就可以实现这两个函数的功能。
(4)Switch_To_Address_Space()函数的功能是通过将进程的LDT装入到LDT寄存器来激活用户的地址空间。
5. src/GeekOS/kthread.c文件中的Start_User_Thread函数和Setup_User_Thread函数。
(1)Setup_User_Thread()函数的功能是为进程初始化内核堆栈,堆栈中是为进程首次进入用户态运行时设置处理器状态要使用的数据。
(2)Start_User_Thread()是一个高层操作,该函数使用User_Context对象开始一个新进程6. src/GeekOS/Syscall.c文件中主要是实现用户程序要求内核进行服务的一些系统调用函数定义。
要求用户实现的有Sys_Exit()函数、Sys_PrintString()函数、Sys_GetKey()、Sys_SetAttr()、Sys_Getcursor()、Sys_PutCursor()函数、Sys_Wait()函数和Sys_GetPID()函数。
这些函数在文件中有详细的注释,按照提示用户可以很好实现它们的功能。
最后,需要在main.c文件中改写生成第一个用户态进程的函数调用:Spawn_Init_Process(void)。
需要注意的是:作为与用户沟通的界面,GeekOS 提供了一个简单的Shell,保存在PFAT文件系统内,所以GeekOS系统启动后,应启动shell程序/c/shell.exe运行,所以需要将/c/shell.exe作为可执行文件传递给Spawn函数的program参数,创建第一个用户态进程,然后由它来创建其他进程。
添加代码运行成功后,GeekOS就可以挂载shell,并能运行测试文件c.exe和b.exe。
三、如何建立开发环境:(一)利用linux安装盘安装了ubuntu10.10版本的linux操作系统环境;(二)联网后通过系统里的更新管理器更新了系统,并安装了语言包和必要的驱动。
(三)在ubuntu软件中心下载安装了NASM汇编器、Bochs PC模拟器以及bochs-x插件(保证ubuntu10.10环境下的bochs正常运行)。
四、项目设计原理:Make工作原理:在默认的方式下,只要输入make命令就可以工作。
具体的处理过程如下:(1)make会在当前目录下找文件名为“Makefile”或“makefile”的文件。
(2)如果找到,它会找文件中的第一个目标文件(target),在上面的例子中,它会找到“edit”这个文件,并把这个文件作为最终的目标文件。
(3)如果edit文件不存在,或是edit所依赖的后面的.o文件的修改时间要比edit这个文件新,那么,就会执行后面所定义的命令来生成edit这个文件。
(4)如果edit所依赖的.o文件也不存在,那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性,如果找到则再根据那一个规则生成.o文件(这有点像一个堆栈的过程)。
(5)如果指定的C文件和H文件是存在的,make会生成.o文件,然后再用.o文件生成make的最终任务,也就是链接生成执行文件edit。
GeekOS的makefile文件功能:(1)指定GeekOS如何被编译,哪些源文件被编译,哪些用户程序被编译等等。
通常不同项目的编译仅仅需要修改这一部分。
(2)定义了编译GeekOS要用到的工具程序。
(3)指定规则:描述系统如何编译源程序。
(4)指定系统编译生成的指定文件。
GeekOS项目的开发流程:1.开始一个GeekOS项目,第一步是添加相应的代码。
2.在Linux下利用make命令编译系统,生成系统镜像文件。
①$ cd ……/project0/build②$ make depend③$ make3.编写每个项目相应的Bochs的配置文件。
4.运行Bochs模拟器,执行GeekOS内核。
①$ cd ……/bochs②$ bochs③运行后,屏幕上会有一些提示。
运行GeekOS选择Beginsimulation,如果GeekOS 编译成功,并且bochs的配置也没问题,将会看到一个模拟VGA的文本窗口,Geekos就能运行程序输出相应信息(每个环境具体运行的命令格式会有一些不同)内核线程的建立流程:用户态进程创建流程五、项目设计的具体实现(程序代码):GeekOS设计项目0:Main.c文件:#include <geekos/bootinfo.h>#include <geekos/string.h>#include <geekos/screen.h>#include <geekos/mem.h>#include <geekos/crc32.h>#include <geekos/tss.h>#include <geekos/int.h>#include <geekos/kthread.h>#include <geekos/trap.h>#include <geekos/timer.h>#include <geekos/keyboard.h>/** Kernel C code entry point.* Initializes kernel subsystems, mounts filesystems, * and spawns init process.*/void Main(struct Boot_Info* bootInfo){Init_BSS();Init_Screen();Init_Mem(bootInfo);Init_CRC32();Init_TSS();Init_Interrupts();Init_Scheduler();Init_Traps();Init_Timer();Init_Keyboard();Set_Current_Attr(ATTRIB(BLACK, GREEN|BRIGHT));Print("Welcome to GeekOS!\n");Set_Current_Attr(ATTRIB(BLACK, GRAY));void EchoCount(){Keycode keycode;int count;count=0;while (1){if ( Read_Key( &keycode ) ){if((keycode & 0x4000) == 0x4000){if((Wait_For_Key() & 0x00ff) == 'd'){//Print("%c",Wait_For_Key());Set_Current_Attr(ATTRIB(BLACK, RED));Print("Ctrl+d Is Entered! Program Ended!");Exit(1);}}else if ( !(keycode & KEY_SPECIAL_FLAG) && !(keycode & KEY_RELEASE_FLAG) ){keycode &= 0xff;count=count+1;Set_Current_Attr(ATTRIB(BLACK, CYAN));Print( "%c", (keycode == '\r') ? '\n' : keycode );if(keycode=='\r'){count=count-1;Set_Current_Attr(ATTRIB(AMBER, BLUE));Print("The counnts is %d ",count);Print("\n");count=0;}}}}}struct Kernel_Thread *kerThd;kerThd = Start_Kernel_Thread(&EchoCount, 0 , PRIORITY_NORMAL, false);/* Now this thread is done. */Exit(0);}GeekOS设计项目1:Elf.c文件:#include <geekos/errno.h>#include <geekos/kassert.h>#include <geekos/ktypes.h>#include <geekos/screen.h> /* for debug Print() statements */#include <geekos/pfat.h>#include <geekos/malloc.h>#include <geekos/string.h>#include <geekos/elf.h>/*** From the data of an ELF executable, determine how its segments* need to be loaded into memory.* @param exeFileData buffer containing the executable file* @param exeFileLength length of the executable file in bytes* @param exeFormat structure describing the executable's segments* and entry address; to be filled in* @return 0 if successful, < 0 on error*/int Parse_ELF_Executable(char *exeFileData, ulong_t exeFileLength, struct Exe_Format *exeFormat){/* TODO("Parse an ELF executable image");*/int i;elfHeader *head=(elfHeader*)exeFileData;programHeader *proHeader=(programHeader *)(exeFileData+head->phoff);KASSERT(exeFileData!=NULL);KASSERT(exeFileLength>head->ehsize+head->phentsize*head->phnum);KASSERT(head->entry%4==0);exeFormat->numSegments=head->phnum;exeFormat->entryAddr=head->entry;for(i=0;i<head->phnum;i++){exeFormat->segmentList[i].offsetInFile=proHeader->offset;exeFormat->segmentList[i].lengthInFile=proHeader->fileSize;exeFormat->segmentList[i].startAddress=proHeader->vaddr;exeFormat->segmentList[i].sizeInMemory=proHeader->memSize;exeFormat->segmentList[i].protFlags=proHeader->flags;proHeader++;}return 0;}GeekOS设计项目2:Src/GeekOS/user.c文件中的函数Spawn():int Spawn(const char *program, const char *command, struct Kernel_Thread **pThread){/** Hints:* - Call Read_Fully() to load the entire executable into a memory buffer* - Call Parse_ELF_Executable() to verify that the executable is* valid, and to populate an Exe_Format data structure describing* how the executable should be loaded* - Call Load_User_Program() to create a User_Context with the loaded* program* - Call Start_User_Thread() with the new User_Context** If all goes well, store the pointer to the new thread in* pThread and return 0. Otherwise, return an error code.*/int rc;char *exeFileData = 0;ulong_t exeFileLength;struct User_Context *userContext = 0;struct Kernel_Thread *process = 0;struct Exe_Format exeFormat;/** Load the executable file data, parse ELF headers,* and load code and data segments into user memory.*/if ((rc = Read_Fully(program, (void**) &exeFileData, &exeFileLength)) != 0 || (rc = Parse_ELF_Executable(exeFileData, exeFileLength, &exeFormat)) != 0 ||(rc = Load_User_Program(exeFileData, exeFileLength, &exeFormat, command, &userContext)) != 0)goto fail;/** User program has been loaded, so we can free the* executable file data now.*/Free(exeFileData);exeFileData = 0;/* Start the process! */process = Start_User_Thread(userContext, false);if (process != 0) {KASSERT(process->refCount == 2);/* Return Kernel_Thread pointer */*pThread = process;} elserc = ENOMEM;return rc;fail:if (exeFileData != 0)Free(exeFileData);if (userContext != 0)Destroy_User_Context(userContext);return rc;}Src/GeekOS/user.c文件中的函数Switch_To_User_Context():void Switch_To_User_Context(struct Kernel_Thread* kthread, struct Interrupt_State* state){/** Hint: Before executing in user mode, you will need to call* the Set_Kernel_Stack_Pointer() and Switch_To_Address_Space()* functions.*/static struct User_Context* s_currentUserContext; /* last user context used */ struct User_Context* userContext = kthread->userContext;/** FIXME: could avoid resetting ss0/esp0 if not returning* to user space.*/KASSERT(!Interrupts_Enabled());if (userContext == 0) {/* Kernel mode thread: no need to switch address space. */ return;}/* Switch only if the user context is indeed different */if (userContext != s_currentUserContext) {ulong_t esp0;/* Switch to address space of user context */Switch_To_Address_Space(userContext);/** By definition, when returning to user mode there is no* context remaining on the kernel stack.*/esp0 = ((ulong_t) kthread->stackPage) + PAGE_SIZE;/* Change to the kernel stack of the new process. */Set_Kernel_Stack_Pointer(esp0);/* New user context is active */s_currentUserContext = userContext;}}src/GeekOS/elf.c文件中的函数Parse_ELF_Executable():int Parse_ELF_Executable(char *exeFileData, ulong_t exeFileLength, struct Exe_Format *exeFormat){elfHeader *hdr;programHeader *phdr;int i;hdr = (elfHeader *) exeFileData;/** FIXME: when checking offsets, we really ought to be* checking overflow cases. Need to use functions from* range.h (which needs to be implemented, too)*/if (exeFileLength < sizeof(elfHeader) ||strncmp(exeFileData, "\x7F""ELF", 4) != 0) {if (elfDebug) Print("Not an ELF executable\n");return ENOEXEC;}if (hdr->phnum > EXE_MAX_SEGMENTS) {if (elfDebug) Print("Too many segments (%d) in ELF executable\n", hdr->phnum);return ENOEXEC;}if (exeFileLength < hdr->phoff + (hdr->phnum * sizeof(programHeader))) { if (elfDebug) Print("Not enough room for program header\n");return ENOEXEC;}exeFormat->numSegments = hdr->phnum;exeFormat->entryAddr = hdr->entry;phdr = (programHeader *) (exeFileData + hdr->phoff);for (i = 0; i < hdr->phnum; ++i) {struct Exe_Segment *segment = &exeFormat->segmentList[i];/** Fill in segment offset, length, address* FIXME: should check that segments are valid*/segment->offsetInFile = phdr[i].offset;segment->lengthInFile = phdr[i].fileSize;segment->startAddress = phdr[i].vaddr;segment->sizeInMemory = phdr[i].memSize;if (segment->lengthInFile > segment->sizeInMemory) {if (elfDebug) Print("Segment %d: length in file (%lu) exceeds size in memory (%lu)\n",i, segment->lengthInFile, segment->sizeInMemory);return ENOEXEC;}}/* Groovy */return 0;}src/GeekOS/userseg.c文件中的函数Destroy_User_Context()void Destroy_User_Context(struct User_Context* userContext){/** Hints:* - you need to free the memory allocated for the user process* - don't forget to free the segment descriptor allocated* for the process's LDT*/// TODO("Destroy a User_Context");/* Free the context's LDT descriptor */Free_Segment_Descriptor(userContext->ldtDescriptor);userContext->ldtDescriptor=0;/* Free the context's memory */Free(userContext->memory);userContext->memory=0;Free(userContext);userContext=0;}src/GeekOS/userseg.c文件中的函数Load_User_Program()int Load_User_Program(char *exeFileData, ulong_t exeFileLength, struct Exe_Format *exeFormat, const char *command,struct User_Context **pUserContext){/** Hints:* - Determine where in memory each executable segment will be placed * - Determine size of argument block and where it memory it will* be placed* - Copy each executable segment into memory* - Format argument block in memory* - In the created User_Context object, set code entry point* address, argument block address, and initial kernel stack pointer* address*/int i;ulong_t maxva = 0;unsigned numArgs;ulong_t argBlockSize;ulong_t size, argBlockAddr;struct User_Context *userContext = 0;/* Find maximum virtual address */for (i = 0; i < exeFormat->numSegments; ++i) {struct Exe_Segment *segment = &exeFormat->segmentList[i];ulong_t topva = segment->startAddress + segment->sizeInMemory; /* FIXME: range check */if (topva > maxva)maxva = topva;}/* Determine size required for argument block */Get_Argument_Block_Size(command, &numArgs, &argBlockSize);/** Now we can determine the size of the memory block needed* to run the process.*/size = Round_Up_To_Page(maxva) + DEFAULT_USER_STACK_SIZE; argBlockAddr = size;size += argBlockSize;/* Create User_Context */userContext = Create_User_Context(size);if (userContext == 0)return -1;/* Load segment data into memory */for (i = 0; i < exeFormat->numSegments; ++i) {struct Exe_Segment *segment = &exeFormat->segmentList[i];memcpy(userContext->memory + segment->startAddress,exeFileData + segment->offsetInFile,segment->lengthInFile);}/* Format argument block */Format_Argument_Block(userContext->memory + argBlockAddr, numArgs, argBlockAddr, command);/* Fill in code entry point */userContext->entryAddr = exeFormat->entryAddr;/** Fill in addresses of argument block and stack* (They happen to be the same)*/userContext->argBlockAddr = argBlockAddr;userContext->stackPointerAddr = argBlockAddr;*pUserContext = userContext;return 0;}src/GeekOS/kthread.c文件中的函数Setup_User_Thread()void Setup_User_Thread(struct Kernel_Thread* kthread, struct User_Context* userContext){/** Hints:* - Call Attach_User_Context() to attach the user context * to the Kernel_Thread* - Set up initial thread stack to make it appear that* the thread was interrupted while in user mode* just before the entry point instruction was executed * - The esi register should contain the address of* the argument block*//** Interrupts in user mode MUST be enabled.* All other EFLAGS bits will be clear.*/ulong_t eflags = EFLAGS_IF;unsigned csSelector = userContext->csSelector; unsigned dsSelector = userContext->dsSelector;Attach_User_Context(kthread, userContext);/** Make the thread's stack look like it was interrupted* while in user mode.*//* Stack segment and stack pointer within user mode. */Push(kthread, dsSelector); /* user ss */Push(kthread, userContext->stackPointerAddr); /* user esp */ /* eflags, cs, eip */Push(kthread, eflags);Push(kthread, csSelector);Push(kthread, userContext->entryAddr);Print("Entry addr=%lx\n", userContext->entryAddr);/* Push fake error code and interrupt number. */Push(kthread, 0);Push(kthread, 0);/** Push initial values for general-purpose registers.* The only important register is esi, which we use to* pass the address of the argument block.*/Push(kthread, 0); /* eax */Push(kthread, 0); /* ebx */Push(kthread, 0); /* edx */Push(kthread, 0); /* edx */Push(kthread, userContext->argBlockAddr); /* esi */Push(kthread, 0); /* edi */Push(kthread, 0); /* ebp *//* Push initial values for the data segment registers. */Push(kthread, dsSelector); /* ds */Push(kthread, dsSelector); /* es */Push(kthread, dsSelector); /* fs */Push(kthread, dsSelector); /* gs */}src/GeekOS/kthread.c文件中的函数Start_User_Thread()struct Kernel_Thread*Start_User_Thread(struct User_Context* userContext, bool detached) {/** Hints:* - Use Create_Thread() to create a new "raw" thread object* - Call Setup_User_Thread() to get the thread ready to* execute in user mode* - Call Make_Runnable_Atomic() to schedule the process* for execution*/struct Kernel_Thread* kthread = Create_Thread(PRIORITY_USER, detached);if (kthread != 0) {/* Set up the thread, and put it on the run queue */Setup_User_Thread(kthread, userContext);Make_Runnable_Atomic(kthread);}return kthread;}src/GeekOS/Syscall.c文件:#include <geekos/syscall.h>#include <geekos/errno.h>#include <geekos/kthread.h>#include <geekos/int.h>#include <geekos/elf.h>#include <geekos/malloc.h>#include <geekos/screen.h>#include <geekos/keyboard.h>#include <geekos/string.h>#include <geekos/user.h>#include <geekos/timer.h>#include <geekos/vfs.h>/** Allocate a buffer for a user string, and* copy it into kernel space.* Interrupts must be disabled.*/static int Copy_User_String(ulong_t uaddr, ulong_t len, ulong_t maxLen, char **pStr) {int rc = 0;char *str;/* Ensure that string isn't too long. */if (len > maxLen)return EINVALID;/* Allocate space for the string. */str = (char*) Malloc(len+1);if (str == 0) {rc = ENOMEM;goto done;}/* Copy data from user space. */if (!Copy_From_User(str, uaddr, len)) {rc = EINVALID;Free(str);goto done;}str[len] = '\0';/* Success! */*pStr = str;done:return rc;}/** Null system call.* Does nothing except immediately return control back * to the interrupted user program.* Params:* state - processor registers from user mode** Returns:* always returns the value 0 (zero)*/static int Sys_Null(struct Interrupt_State* state){return 0;}/** Exit system call.* The interrupted user process is terminated.* Params:* state->ebx - process exit code* Returns:* Never returns to user mode!*/static int Sys_Exit(struct Interrupt_State* state){Exit(state->ebx);}/** Print a string to the console.* Params:* state->ebx - user pointer of string to be printed * state->ecx - number of characters to print* Returns: 0 if successful, -1 if not*/static int Sys_PrintString(struct Interrupt_State* state){int rc = 0;uint_t length = state->ecx;uchar_t* buf = 0;if (length > 0) {/* Copy string into kernel. */if ((rc = Copy_User_String(state->ebx, length, 1023, (char**) &buf)) != 0) goto done;/* Write to console. */Put_Buf(buf, length);}done:if (buf != 0)Free(buf);return rc;}/** Get a single key press from the console.* Suspends the user process until a key press is available. * Params:* state - processor registers from user mode* Returns: the key code*/static int Sys_GetKey(struct Interrupt_State* state){return Wait_For_Key();}/** Set the current text attributes.* Params:* state->ebx - character attributes to use* Returns: always returns 0*/static int Sys_SetAttr(struct Interrupt_State* state){// TODO("SetAttr system call");Set_Current_Attr((uchar_t) state->ebx);return 0;}/** Get the current cursor position.* Params:* state->ebx - pointer to user int where row value should be stored * state->ecx - pointer to user int where column value should be stored * Returns: 0 if successful, -1 otherwise*/static int Sys_GetCursor(struct Interrupt_State* state){int row, col;Get_Cursor(&row, &col);if (!Copy_To_User(state->ebx, &row, sizeof(int)) ||!Copy_To_User(state->ecx, &col, sizeof(int)))return -1;return 0;}/** Set the current cursor position.* Params:* state->ebx - new row value* state->ecx - new column value* Returns: 0 if successful, -1 otherwise*/static int Sys_PutCursor(struct Interrupt_State* state){//TODO("PutCursor system call");return Put_Cursor(state->ebx, state->ecx) ?0:-1;}/** Create a new user process.* Params:* state->ebx - user address of name of executable* state->ecx - length of executable name* state->edx - user address of command string* state->esi - length of command string* Returns: pid of process if successful, error code (< 0) otherwise */static int Sys_Spawn(struct Interrupt_State* state){int rc;char *program = 0;char *command = 0;struct Kernel_Thread *process;/* Copy program name and command from user space. */if ((rc = Copy_User_String(state->ebx, state->ecx, VFS_MAX_PATH_LEN, &program)) != 0 ||(rc = Copy_User_String(state->edx, state->esi, 1023, &command)) != 0)goto done;Enable_Interrupts();/** Now that we have collected the program name and command string* from user space, we can try to actually spawn the process.*/rc = Spawn(program, command, &process);if (rc == 0) {KASSERT(process != 0);rc = process->pid;}Disable_Interrupts();done:if (program != 0)Free(program);if (command != 0)Free(command);return rc;}/** Wait for a process to exit.* Params:* state->ebx - pid of process to wait for* Returns: the exit code of the process,* or error code (< 0) on error*/static int Sys_Wait(struct Interrupt_State* state){int exitCode;struct Kernel_Thread *kthread = Lookup_Thread(state->ebx);if (kthread == 0)return -12;Enable_Interrupts();exitCode = Join(kthread);Disable_Interrupts();return exitCode;}/** Get pid (process id) of current thread.* Params:* state - processor registers from user mode * Returns: the pid of the current thread*/static int Sys_GetPID(struct Interrupt_State* state) {return g_currentThread->pid;}/** Global table of system call handler functions. */const Syscall g_syscallTable[] = {Sys_Null,Sys_Exit,Sys_PrintString,Sys_GetKey,Sys_SetAttr,Sys_GetCursor,Sys_PutCursor,Sys_Spawn,Sys_Wait,Sys_GetPID,};/** Number of system calls implemented.*/const int g_numSyscalls = sizeof(g_syscallTable) / sizeof(Syscall);src/GeekOS/main.c文件:#include <geekos/bootinfo.h>#include <geekos/string.h>#include <geekos/screen.h>#include <geekos/mem.h>#include <geekos/crc32.h>#include <geekos/tss.h>#include <geekos/int.h>#include <geekos/kthread.h>#include <geekos/trap.h>#include <geekos/timer.h>#include <geekos/keyboard.h>#include <geekos/dma.h>#include <geekos/ide.h>#include <geekos/floppy.h>#include <geekos/pfat.h>#include <geekos/vfs.h>#include <geekos/user.h>/** Define this for a self-contained boot floppy* with a PFAT filesystem. (Target "fd_aug.img" in * the makefile.)*//*#define FD_BOOT*/#ifdef FD_BOOT# define ROOT_DEVICE "fd0"# define ROOT_PREFIX "a"#else# define ROOT_DEVICE "ide0"# define ROOT_PREFIX "c"#endif#define INIT_PROGRAM "/" ROOT_PREFIX "/shell.exe"static void Mount_Root_Filesystem(void);static void Spawn_Init_Process(void);/** Kernel C code entry point.* Initializes kernel subsystems, mounts filesystems,* and spawns init process.*/void Main(struct Boot_Info* bootInfo){Init_BSS();Init_Screen();Init_Mem(bootInfo);Init_CRC32();Init_TSS();Init_Interrupts();Init_Scheduler();Init_Traps();Init_Timer();Init_Keyboard();Init_DMA();Init_Floppy();Init_IDE();Init_PFAT();Mount_Root_Filesystem();Set_Current_Attr(ATTRIB(BLACK, GREEN|BRIGHT));Print("Welcome to GeekOS!\n");Set_Current_Attr(ATTRIB(BLACK, GRAY));Spawn_Init_Process();/* Now this thread is done. */Exit(0);}static void Mount_Root_Filesystem(void){if (Mount(ROOT_DEVICE, ROOT_PREFIX, "pfat") != 0) Print("Failed to mount /" ROOT_PREFIX " filesystem\n");elsePrint("Mounted /" ROOT_PREFIX " filesystem!\n");}static void Spawn_Init_Process(void){int rc;struct Kernel_Thread *initProcess;/* Load and run shell.exe, the "init" process */Print("Spawning init process (%s)\n", INIT_PROGRAM);rc = Spawn(INIT_PROGRAM, INIT_PROGRAM, &initProcess);if (rc != 0) {Print("Failed to spawn init process: error code = %d\n",rc);} else {/* Wait for it to exit */int exitCode = Join(initProcess);Print("Init process exited with code %d\n", exitCode);}}六、系统编译运行的原理及结果:Make工作原理:在默认的方式下,只要输入make命令就可以工作。