操作系统实验:信号量与动态内存管理
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更新于2024-08-05
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"吴侃的实验室71主要探讨了操作系统中的信号量机制和动态内存管理。实验涵盖了信号量的手动和自动释放、动态内存的申请和释放,以及C++中断程序的实现优化。实验旨在通过实践理解这些核心概念,并在ArchLinux环境下进行。
一、信号量机制
信号量是操作系统中一种协调并发进程访问共享资源的同步工具。在这个实验中,吴侃实现了P操作(semWait)和V操作(semSignal),这两个操作是信号量的核心。P操作会降低信号量的值,如果值小于0,则进程会被阻塞并添加到阻塞链表;V操作则会增加信号量的值,如果增加后值大于或等于0,可能会唤醒一个阻塞的进程。此外,实验还涉及了自动释放机制,通过记录创建信号量的进程ID(runid),可以在进程结束时自动释放信号量,避免死锁的发生。
二、动态内存管理
动态内存管理允许用户程序在运行时按需申请和释放内存。在实验中,吴侃实现了内核级别的内存分配和回收功能,模拟了C++的new和delete操作。这包括了内存的申请(如brk系统调用或mmap函数)、内存块的管理(如空闲列表维护)以及内存释放的策略。这种机制确保了内存的有效利用,减少了内存泄漏的可能性。
三、C++实现中断程序的优化
实验还关注了如何在C++中更好地处理中断程序。可能的优化包括了异常处理机制的改进、中断上下文的保存与恢复,以及中断服务例程的封装。通过这样的改进,可以确保中断处理的效率和系统的稳定性。
四、实验环境与工具
实验在ArchLinux 4.5.1系统上进行,使用了qemu-system-i386或bochs作为虚拟机,Vim作为编辑器,NASM进行汇编,g++编译C++代码,GNU ld链接,GNUMake构建项目,Bochs进行调试,以及VMWareWorkstation12Pro作为虚拟机软件。此外,dd工具用于文件的合并操作。
通过这个实验,吴侃深入理解了操作系统中的并发控制和内存管理的关键技术,同时也掌握了在实际环境中实现这些机制的方法。实验结果不仅验证了理论知识,也为后续的系统开发和调试工作打下了坚实的基础。"
2022-08-03 上传
2022-08-08 上传
2022-08-03 上传
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2024-10-26 上传
2024-10-26 上传
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仙夜子
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