操作系统实验指导

操作系统是一个复杂系统软件，涉及内容繁多。发展也很快，如unux、Windows等，都是上百万行的源代码规模。开发人员开发这些操作系统软件的目的是用于实际计算机系统中，而不是用于教学，所以直接用这些操作系统来分析了解操作系统的实现和进行操作系统实验会比较复杂。而且目前部分操作系统教材的内容也越来越庞大和抽象，而面向操作系统设计实现的实验部分相对就少了很多。这两方面交织在一起，导致学生了解和掌握操作系统的实际细节很困难。
《操作系统实验指导(清华大学计算机系列教材)》(作者陈渝、向勇)是操作系统课程的实验教材，旨在帮助读者加强对操作系统原理与设计实现的理解，以分析、设计、改进和实现一个微型但全面的操作系统——ucore为基本目标，通过增量式地完成8个基于ucore操作系统实验为操作系统实践环节，很终让读者了解并掌握操作系统的原理、设计与实现。 

《操作系统实验指导(清华大学计算机系列教材)》(作者陈渝、向勇)是操作系统课程的实验教材，旨在帮助读者加强对操作系统原理与设计实现的理解，以分析、设计、改进和实现一个微型但全面的操作系统――ucore为基本目标，通过增量式地完成8个基于ucore操作系统实验为操作系统实践环节，很终让读者了解并掌握操作系统的原理、设计与实现。
《操作系统实验指导(清华大学计算机系列教材)》强调对于操作系统动手实践，是对操作系统实践教学的一次探索，可作为高等院校计算机专业操作系统课程的实验教材，也可作为各类操作系统教学的培训教材及自学参考资料。

第0章 实验0：操作系统实验准备
1．1 实验目的
1．2 准备知识
1．2．1 了解OS实验
1．2．2 设置实验环境
1．2．3 了解编程开发调试的基本工具
1．2．4 基于硬件模拟器实现源码级调试
1．2．5 了解处理器硬件
1．2．6 了解ucore编程方法和通用数据结构
第2章 实验1：系统软件启动过程
2．1 实验目的
2．2 实验内容
2．2．1 练习
2．2．2 项目组成
2．3 从机器启动到操作系统运行的过程
2．3．1 BIOS启动过程
2．3．2 bootloader启动过程
2．3．3 操作系统启动过程
2．4 实验报告要求
辅助材料A关于A20 Gate
辅助材料B启动后第一条执行的指令
第3章 实验2：物理内存管理
3．1 实验目的
3．2 实验内容
3．2．1 练习
3．2．2 项目组成
3．3 物理内存管理概述
3．3．1 实验执行流程概述
3．3．2 探测系统物理内存布局
3．3．3 以页为单位管理物理内存
3．3．4 物理内存页分配算法实现
3．3．5 实现分页机制
3．3．6 自映射机制
3．4 实验报告要求
辅助材料A探测物理内存分布和大小的方法
辅助材料B实现物理内存探测
辅助材料c链接地址、虚拟地址、物理地址、加载地址
以及edata／end／text的含义
第4章 实验3：虚拟内存管理
4．1 实验目的
4．2 实验内容
4．2．1 练习
4．2．2 项目组成
4．3 虚拟内存管理概述
4．3．1 基本原理概述
4．3．2 实验执行流程概述
4．3．3 关键数据结构和相关函数分析
4．4 Page Fault异常处理
4．5 页面置换机制的实现
4．5．1 页替换算法
4．5．2 页面置换机制
4．6 实验报告要求
辅助材料A：正确输出的参考
第5章 实验4：内核线程管理
5．1 实验目的
5．2 实验内容
5．2．1 练习
5．2．2 项目组成
5．3 内核线程管理
5．3．1 实验执行流程概述
5．3．2 设计关键数据结构――进程控制块
5．3．3 创建并执行内核线程
5．4 实验报告要求--
辅助材料A实验4的参考输出
辅助材料B“原理”进程的属性与特征解析
第6章 实验5：用户进程管理
6．1 实验目的
6．2 实验内容
6．2．1 练习
6．2．2 项目组成
6．3 用户进程管理
6．3．1 实验执行流程概述
6．3．2 创建用户进程
6．3．3 进程退出和等待进程
6．3．4 系统调用实现
6．4 实验报告要求
辅助材料A“原理”用户进程的特征
第7章 实验6：调度器
7．1 实验目的
7．2 实验内容
7．2．1 练习
7．2．2 项目组成
7．3 调度框架和调度算法设计与实现
7．3．1 实验执行流程概述
7．3．2 计时器的原理和实现
7．3．3 进程状态
7．3．4 进程调度实现
7．3．5 调度框架和调度算法
7．3．6 Stride Sched Lding
7．4 实验报告要求
辅助材料A执行priority大致的显示输出
第8章 实验7：同步互斥
8．1 实验目的
8．2 实验内容
8．2．1 练习
8．2．2 项目组成
8．3 同步互斥的设计与实现
8．3．1 实验执行流程概述
8．3．2 同步互斥的底层支撑
8．3．3 信号量
8．3．4 管程和条件变量
8．4 实验报告要求
辅助材料A执行make run―matrix大致的显示输出
第9章 实验8：文件系统
9．1 实验目的
9．2 实验内容
9．2．1 练习
9．2．2 项目组成
9．3 文件系统的设计与实现
9．3．1 ucore文件系统总体介绍
9．3．2 通用文件系统访问接口
9．3．3 Simple FS文件系统
9．3．4 件系统抽象层――VFS
9．3．5 设备层文件I／O层
9．3．6 实验执行流程概述
9．3．7 文件操作实现
9．4 实验报告要求