南京航空航天大学计算机组成原理Ⅱ课程设计：方建军PA3.1报告

南京航空航天大学《计算机组成原理Ⅱ课程设计》报告由学生方建军完成，学号161720326，属于1617203班，报告阶段为PA3.1，完成于2019年6月8日。这份报告围绕课程设计主题，深入探讨了操作系统的核心概念和实践应用。 首先，报告涉及了对操作系统的定义，阐述了它是管理硬件和软件资源的计算机程序，负责核心任务如内存管理、资源调度、设备控制和文件系统管理，同时提供了用户与系统交互的接口。操作系统的重要性在于它作为计算机系统的核心组件，确保了程序执行的稳定性和安全性。 在讨论PA2阶段的内容时，学生对比了AM（抽象机）上直接运行的程序，如cputest和设备测试，与Nanos-lite的关系。指出Nanos-lite虽然可以看作与这些测试程序相似的AM程序，但它们在权限上有本质区别，因为Nanos-lite作为操作系统的一部分，具有更高的系统级访问权限。 接着，报告讨论了操作系统与直接运行在硬件上的用户程序的区别。通过思考题，学生认识到操作系统实质上是一个庞大的"服务框架"，它不同于直接运行在硬件上的用户程序，后者没有操作系统提供的资源管理和错误处理机制，两者在功能和复杂性上存在显著差异。 学生还反思了程序运行的基本流程，指出当程序进入main()函数前，需要保存当前寄存器状态到栈中，以确保调用前后环境的一致性。系统调用的过程与此类似，它涉及到从中断向量表（IDT）获取服务程序地址并进行上下文切换，这与普通函数调用有类似之处，因为两者都需要保护和恢复寄存器状态。 最后，报告在GNU/Linux环境下探讨了编程实践，可能涉及了系统调用的实现细节以及用户编写的函数与系统服务程序的对比。系统服务程序作为特殊类型的功能模块，它们执行特定的系统操作，比如I/O请求或者处理异常，而用户编写的函数则专注于执行特定任务，不具备系统级的权限和职责。 这份报告不仅涵盖了计算机组成原理课程的核心概念，还结合实际案例和思考题，深入剖析了操作系统的工作原理及其与用户程序的互动，展现了理论知识与实践经验的融合。