[OS] 操作系统课程(三)

  • 工具
    • 源码阅读:understand
    • 源码文档自动生成工具:Doxygen
    • 编译环境:gcc
    • 运行环境:x86机器或QEMU
    • 调试工具:QEMU+(GDB or IDE)
    • IDE:Eclipse-CDT
  • 设计思路
    • 外设:IO管理/中断管理
    • 内存:虚存管理/页表/缺页处理/页替换算法
    • CPU:进程管理/调度器算法
    • 并发:信号量实现同步互斥应用
    • 存储:基于链表/FAT的文件系统
  • 实验内容(对应源码行数)
    • 1 OS启动、中断与设备管理:0200~1800
    • 2 物理内存管理:1800~2500
    • 3 虚拟内存管理:2500~3200
    • 4 内核线程管理:3200~3600
    • 5 用户进程管理:3600~4300
    • 6 处理器调度:4300~5100
    • 7 同步互斥:5100~6400
    • 8 文件系统:6400~9999

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  •  实验内容
    • Lab1:Bootloader/Interrupt/Device Driver
      • Bootloader启动操作系统
      • 操作系统启动前的状态和要做的准备工作
      • 运行操作系统的硬件支持
      • 操作系统如何加载到内存
      • 两类中断:外设中断,中断陷阱

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    • Lab2:物理内存管理
      • 理解x86分段/分页模式,了解操作系统如何管理连续空间的物理内存

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    • Lab3:虚拟内存管理
      • 了解页表机制和换出(swap)机制
      • 故障中断,缺页故障处理,基于页的内存替换算法

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    •  Lab4:内核线程管理
      • 如何利用CPU高效完成工作
      • 创建相对用户进程更简单的内核态线程
      • 对内核线程进行动态管理

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    •  Lab5:用户进程管理
      • 用户态进程创建、执行、切换和结束的动态管理过程
      • 用户态通过系统调用得到内核态的内核服务的过程

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    •  Lab6:进程调度
      • 理解操作系统调度过程和调度算法

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    • Lab7: 同步互斥
      • 进程间如何进行信息交换和共享
      • 同步互斥的具体实现及对系统性能的影响
      • 死锁产生的原因,如何避免
      • 哲学家吃饭问题

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  •  Lab8:文件系统
    • 文件系统的具体实现,与进程管理的关系
    • 缓存对操作系统IO访问的性能改进
    • 虚拟文件系统(VFS)
    • buffer cache和disk driver间的关系

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参考

实验楼

https://www.shiyanlou.com/courses/221/learning/?id=709

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