《操作系统》的实践教学研究

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1、《操作系统》的实践教学研究《操作系统》的实践教学研究　　1概述　　《操作系统》课程是计算机及相关专业的核心基础课，该课程不仅要求学生较好地掌握理论基础，而且要求培养学生良好的课程实践能力。由于该课程的内容比较抽象、深奥，并且课程实验难做，实验效果不明显，所以，该课程的实践环节在很多学校成为摆设，有的学校干脆去掉实践环节。然而，实践教学又是本门课的重要组成部分，实践教学对于学生理解和掌握操作系统的基本原理和方法，为今后从事系统程序设计，并发程序设计，多用户环境应用程序设计打下坚实的基础。所以，本门课不但必须包含实践内容，本文由.LIPS处理器的，例：

2、Nachos；另一类是针对CISC结构的X86通用处理器的，例：Minix、GeekOS。　　3.2GeekOS操作系统概述　　最通用的处理器是CISC结构的X86通用处理器。它是一个用C语言开发的操作系统，学生可以在Linux或UNIX环境下对其进行功能扩充，也可以在g），makefile项目管理文件。　　2）Include文件夹。包含两个子目录，分别是geekos和libc，在geekos子目录中有kthread.h，keyboard.h等头文件，在libc中包含有GeekOS支持的C语言标准字符串函数头文件string.h。　　3）scrip

3、ts文件夹。包含项目编译时用到的一些脚本文件。　　4）src文件夹。包含系统内核源代码，用户修改GeekOS系统时要修改的源代码如main.c等都位于这个目录中，在User子文件夹中一般是用来存放用户的测试文件，在tools子目录中的代码是用来建立pfat测试文件系统的。　　3.3.2七个项目的功能　　project0：在该项目中，要求学生实现一个内核级的I/O进程，该进程能从键盘接收一个按钮，并显示在显示屏上。该项目的目的是让学生了理解GeekOS的编译、链接和运行，明白计算机系统是如何启动的。　　project1：在该项目中，要求学生熟悉可执行

4、链接文件（ELF）的格式，并通过编程程序来分析该文件，同时将分析结果送到加载器。该项目的目的是让学生理解ELF文件的结构，使学生掌握如何加载和运行可执行文件。　　在提供的GeekOS内核系统的基础上，为学生设计了7个由易到难的设计项目用于GeekOS的改进。这些项目分别涵盖了操作系统内核的各个基本模块：系统启动，进程管理，存储管理，文件系统，访问控制以及进程间通信。7个项目都规定了改进的目标，并提供了一些设计指导性的意见，但没有提供源代码，所以学生首先必须熟悉GeekOS的基本工作原理，才能开展各个项目的设计与实现。　　project2：在该项目中

5、，要求学生编程来支持用户态进程，这种支持包括初始化用户态进程空间、初始化用户进程空间、切换用户进程、导入用户程序。该项目中，计算机存储分配方式还是采用段式分配。该项目实现后，学生就可以使用GeekOS提供的命令行解释器Shell运行一些命令来执行PFAT文件系统内的用户测试程序。　　project3：在该项目中，要求学生改进GeekOS的调度程序，实现基于4级反馈队列的调度算法（初始GeekOS系统仅提供了FIFO进程调度算法），并实现信号量，支持进程间通信。　　project4：在该项目中，要求学生编程实现分页虚拟存储管理，以替代前述项目中一直采

6、用的段式存储管理。学生实现分页式虚存管理以后，系统在内存不足时，就可以将部分内存页面调出送到硬盘，以缓解内容压力，实现虚拟存储技术。　　project5：在该项目中，要求学生实现GOSFS文件系统，该文件系统采用虚拟文件系统，可加载不同的文件系统，PFAT只读文件系统是默认加载的文件系统。该项目的目的是要实现一个多级目录的、可读写的文件系统。　　project6：在该项目中，要求在文件系统中新增一个访问控制列表，并使用匿名半双工管道实现进程间通信。　　以上7个项目，后几个项目实现难度比较大，所以在实际的教学中，可根据情况，要求学生必须实现proje

7、ct0，project1，project2，而project3至project3，对能力强的学生可以自行完成。　　4《操作系统》实践环节的考核　　《操作系统》实践环节的考核非常重要，好的考核将激励学生努力学习，达到实验效果，办法如下：　　1）教师制定实验报告格式和要求，教师对学生完成的实验报告的作检查和评价；　　2）对设计性实验，要求学生回答并作出评价，回答的问题主要有：阐述解决该问题的算法思想、所使用的数据结构是如何设计的、使用的测试用例是如何选取和设计的、算法性能怎么样。　　3）对一些学生能实现的算法，要求学生上机演示，教师在其演示期间可提问并

8、作评价：主要程序代码的含义，分析及解释运行结果。[4]　　5结束语　　本文讨论了《操作系统》课程实践环节的主要动作方式，并