基于Linux的操作系統(tǒng)輔助教學研究.pdf

1、操作系統(tǒng)是管理計算機軟硬件資源，為用戶提供使用接口的系統(tǒng)軟件，在計算機系統(tǒng)中占據(jù)著特殊重要的地位。操作系統(tǒng)是計算機專業(yè)的一門主干課程，在學習這門課的過程中，大量的教材都是介紹操作系統(tǒng)的理論和概念，忽視了這些理論和概念的實現(xiàn)過程。本論文針對操作系統(tǒng)課程講授時偏重理論、忽視細節(jié)、忽視實踐的弊端，從操作系統(tǒng)實現(xiàn)的角度，結(jié)合Linux_ 0.11內(nèi)核，完整地介紹了操作系統(tǒng)的實現(xiàn)過程并以IJnux_0.11內(nèi)核代碼為藍本，設(shè)計了若干個用于演示操作

2、系統(tǒng)內(nèi)部運行方式的試驗，對每個實驗都給出了詳細的代碼和步驟。 從實現(xiàn)角度討論操作系統(tǒng)原理時，是以Linux_0.11內(nèi)核為例來進行說明的。LJnux 0.11是Linux操作系統(tǒng)早期的一個版本，是由C和匯編語言進行編寫的。LJnux 0.11從結(jié)構(gòu)上可分為內(nèi)核引導、設(shè)備驅(qū)動、進程調(diào)度、文件系統(tǒng)、內(nèi)存管理五個部分。內(nèi)核引導完成的主要功能是從磁盤上把內(nèi)核裝載至內(nèi)存，讀取系統(tǒng)硬件參數(shù)，設(shè)置全局描述符表、中斷描述符表和頁目錄表，利用長跳

3、轉(zhuǎn)指令，從實模式切入保護模式。在Linux_0.11中，設(shè)備也被當成是一種文件，設(shè)備驅(qū)動程序就是內(nèi)核與硬件設(shè)備之間的接口，在Linux_0.11中主要涉及鍵盤、顯示器、軟盤和硬盤4種硬件。進程調(diào)度是內(nèi)核功能的核心部分，Linux 0.11采用的調(diào)度算法較簡單，通過比較進程剩余時間片和優(yōu)先級，從進程隊列中找出一個進程獲得調(diào)度。文件系統(tǒng)采用的是樹型目錄結(jié)構(gòu)，通過索引結(jié)點來完成文件的查找、創(chuàng)建、刪除等操作。內(nèi)存管理采用的是分頁管理的模式，利用

4、頁目錄和頁表來完成線性地址與物理地址之間的變換。 在進行實驗時，是以Red Hat 9 為平臺，利用Bochs虛擬器模擬了Linux 0.11最初運行時的環(huán)境。在Linux 0.11內(nèi)核的主函數(shù)中分別調(diào)用不同模塊的初始化函數(shù)和添加循環(huán)語句段，使內(nèi)核各模塊的功能相對獨立，再利用系統(tǒng)提供的輸出函數(shù)，就可將內(nèi)核模塊在完成該項具體操作時的關(guān)鍵信息打印在顯示器上。學生通過觀察打印在屏幕上的實驗結(jié)果可以了解內(nèi)核在運行時的關(guān)鍵信息，從而將抽象