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操作系统lab2实验报告

实验目的：

本实验的目的是通过设计和实现一个简单的操作系统内核，加

深对操作系统基本概念和原理的理解。具体实验内容包括进程管理、

内存管理和文件系统的设计与实现。

实验环境：

1.操作系统：Linux

2.编程语言：C语言

一、实验背景

1.1操作系统简介

操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，负责管理和控

制计算机的各种资源，提供用户和应用程序的接口，以及协调和调

度各种任务的执行。

1.2实验目标

本实验的主要目标是设计和实现一个简单的操作系统内核，包

括进程管理、内存管理和文件系统等功能。

二、实验内容

2.1进程管理

①进程创建

描述进程创建的过程和相关数据结构，包括创建新进程的系统

调用、进程控制块等。

②进程调度

描述进程调度的算法和实现方式，包括进程调度队列、调度算

法等。

③进程同步与通信

描述进程同步和通信的机制和方法，包括信号量、互斥锁、条

件变量等。

2.2内存管理

①内存分配

描述内存分配的算法和实现方式，包括连续内存分配、非连续

内存分配等。

②页面置换

描述页面置换的算法和实现方式，包括最优页面置换算法、先

进先出页面置换算法等。

2.3文件系统

①文件操作

描述文件操作的系统调用和相关数据结构，包括文件打开、读

写、关闭等。

②文件系统结构

描述文件系统的组织结构和实现方式，包括超级块、索引节点、

块位图等。

三、实验步骤

3.1环境搭建

搭建实验环境，包括安装Linux操作系统、编译器等。

3.2进程管理实现

根据设计要求，实现进程创建、调度、同步与通信等功能。

3.3内存管理实现

根据设计要求，实现内存分配、页面置换等功能。

3.4文件系统实现

根据设计要求，实现文件操作和文件系统结构。

3.5测试与调试

编写测试用例，对实现的操作系统内核进行测试和调试，并记

录实验结果。

四、实验结果分析

分析测试结果，评估实验过程中遇到的问题和解决方法，总结

操作系统内核的性能和功能特点。

五、实验总结

对实验过程中的收获和经验进行总结，提出改进和优化的建议。

附件：

1.源代码文件：.c

2.编译脚本：makefile

注释：

1.进程控制块：进程管理的基本数据结构，包含进程的状态、

优先级、调度信息等。

2.信号量：进程间用于同步和互斥的一种机制，用于保证共享

资源的正确访问。

3.互斥锁：一种用于控制对共享资源的访问的同步基元。

4.条件变量：用于在多个线程之间传递信号和等待的机制。

5.超级块：文件系统中用于存储文件系统元信息的数据结构。

6.索引节点：文件系统中用于存储文件元数据的数据结构。

7.块位图：文件系统中用于管理磁盘空间分配情况的数据结构。