操作系统原理实验.doc

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1、操作系统原理实验考试l成绩计算：平时40分[考勤问答（5分）+平时作业（15分）+大作业（20分）]+期末60分[笔试（30分）+机考（30分）]=100分l考试形式：开卷笔试+上机操作（使用实验室或自己的电脑）l机考：n考试时间：2014年6月17日（周二，三班）&20日（周五，二班）上午10:30~12:30n考试地点：实验中心B401l笔试：n考试时间：2014年6月26日（周四）晚上19:00~21:00n考试地点：教学楼C101l笔试题型：填空（15题，每题2分，共30分）、问答（6题，每题5分，共30分）、编程（4题，每题10分，共40分）l操作题型

2、：操作磁盘映像和文件（30分）、编写简单的汇编程序（30分）、编写较复杂的汇编或/和C程序（40分，二选一）复习重点与考试要求1实验环境1）要求熟悉虚拟机、编译软件和各种开发工具的使用，会创建软硬磁盘的磁盘映像和FAT12文件结构、编写和编译简单的汇编和C语言程序、将引导程序写入磁盘映像的引导扇区、将可执行程序和各种文件写入带FAT文件结构的磁盘映像。2）重点l虚拟机：VMware（Linux/Ubuntu、混合编程）、Bochs（运行测试）l编译器：Windows—NASM（汇编），Linux—NASM（汇编）、GCC（C）、LD（链接）l开发工具：Windo

3、ws—NotePad++（源代码编辑）、WinHex（二进制编辑）、DiskWriter/FloppyWriter（写磁盘映像）、WinImage（复制文件到FAT磁盘映像），Linux—gedit（源代码编辑）l测试环境：虚拟机Bochs、DOS系统软盘映像、磁盘映像文件（带FAT12结构的1.44MB软盘和10MB硬盘）、可执行文件格式COM/BIN/ELF、虚拟机配置文件bochsrc.bxrc2引导1）要求了解PC机的引导过程，掌握引导扇区的结构，会编写和编译带清屏和显示Hello串功能的简单汇编引导程序、将引导程序写入磁盘映像的引导扇区、修改Bochs

4、虚拟机的配置文件、用该磁盘映像启动Bochs虚拟机进行测试。2）重点l引导过程：PC机加电或重启→CPU复位→内存清零→内存奇偶校验→跳转到地址为FFFF0h处的系统BIOS入口指令，执行主板ROM中的例程→检查各个端口，识别并初始化设备，然后将这些设备连接到计算机上，并提供在设备上的I/O服务→创建两个数据区（中断向量表和BIOS数据区）→读启动盘的第一个物理扇区（主引导扇区），如果其最后两个字节为55h和AAh（引导记录标识符），则装入该扇区到内存地址7C00h处，并跳转到7C00h处执行l[主]引导扇区（[Master]BootSector）是磁盘的第一个

5、物理扇区（512B），内容为：n主引导记录（MBR=MasterBootRecord）：446B，一般为装入操作系统的引导程序（通常负责加载OS的装载模块）n磁盘分区表（DPT=DiskPartitionTable）：4*16=64B，4个分区表项，每个16B，软盘没有DPTn引导记录标识符（BRID=BootRecordIdentifier）：2B，内容为55hAAhl引导实验n用NotePad++编写汇编源代码u用org操作符设置程序的入口地址为7C00hu设置DS和ES=CSu（调用清屏例程）u调用显示字符串例程u进入无限循环u定义显示字符串例程——用10

6、h号中断的13h号功能实现（彩色）字符串显示u（定义清屏例程——用10h号中断的6号功能实现上滚整个文本显示页）u定义字符串常量（如“Hello,OSworld!”或其他特定字符串）u用times伪指令将剩余空间填充为0u将引导扇区的最后2个字节设置为55h和AAhn用NASM将源程序编译成二进制文件boot.binn用Bochs工具创建1.44MB软盘映像a.imgn用FloppyWriter/DiskWriter将boot.bin写入软盘映像a.imgn修改Bochs虚拟机的配置文件，使用a.img作为软盘A的映像文件，并用软盘启动n启动Bochs虚拟机进行

7、测试3CPU与指令1）要求了解x86CPU的结构，熟悉其寄存器，掌握常用的CPU指令和NASM指令，会编写简单的汇编程序。2）重点l8086[80386]寄存器n8个16[32]位通用寄存器u4个数据寄存器：[E]AX（累加）、[E]BX（基址）、[E]CX（计数）、[E]DX（数据），其中的低16位寄存器（如AX）又可以进一步分成低8位（如AL）和高8位（如AH）两个部分u4个指针变址寄存器：[E]SP（堆栈指针）、[E]BP（基址指针）、[E]SI（源变址）、[E]DI（目的变址）n4[6]个16位段寄存器（保护模式下为段选择符，有与对应段描述符类似的64位

8、隐藏结构）：CS（代码段