北航2024操作系统实验

这里是每次实验的实验报告，实验代码仓库位于2024-os-labopen in new window 。

实验内容

本课程设计的操作系统实验分为6个实验（Lab1 ~ Lab6），目标是在一学期内自主开发一个小型操作系统。具体实验内容如下。

• 内核、启动和 printf ：通过PC启动的实验，掌握硬件的启动过程，理解链接地址、加载地址和重定位的概念，学习如何编写裸机代码。
• 内存管理：理解虚拟内存和物理内存的管理，实现操作系统对虚拟内存空间的管理。
• 进程与异常：通过设置进程控制块和编写进程创建、进程中止和进程调度程序，实现进程管理；编写通用中断分派程序和时钟中断例程，实现中断管理。
• 系统调用与 fork ：掌握系统调用的实现方法，理解系统调用的处理流程，实现本实验所需的系统调用。
• 文件系统：通过实现一个简单的、基于磁盘的、微内核方式的文件系统，掌握文件系统的实现方法和层次结构。
• 管道与 shell ：实现具有管道，重定向功能的命令解释程序 shell ，能够执行一些简单的命令。最后将6部分链接起来，使之成为一个能够运行的操作系统。

实验内容的关系

另外，考虑有些学生对Linux系统、GCC编译器、Makefile 和 git 等工具不熟悉，专门设置了一个Lab0，主要介绍Linux、Makefile 、git 、vi 和仿真器的使用以及基本的 shell 编程等，为后续实验的顺利实施打好基础。

实验设计

由于开发一个实际的操作系统难度大、工作量繁重，为了保证教学效果，在核心能力部分采用微内核结构和增量式设计的原则，因此可以从最基本的硬件管理功能逐步扩充，最后完成一个完整的系统。实验内容的设计满足以下条件。

• 每个实验可独立运行与测试，便于调试与评测，可获得阶段性成果。
• 每个实验内容包含相对独立的知识点，并只依赖其前序实验。
• 基本保证在两周内完成一个实验，这样在一学期内可以完成整个实验。
• 各个实验提交的代码一直伴随整个实验过程，可以不断改进、完善代码。

补充说明

本人在实验课中的成绩如下，所以请放心答案的正确性：

希望大家能体验到自己动手完成一个小操作系统的乐趣！