Linux内核深入：进程调度与内存管理

本篇文档是关于华科10级操作系统课程设计的题目，主要关注Linux内核的组成部分和实现。课程设计的目标包括掌握Linux操作系统的使用方法、理解Linux内核代码结构，以及通过实例操作系统的实现来增强实践能力。关键知识点涉及以下几个方面： 1. **进程调度(SCHED)**：进程调度是内核的重要部分，它负责控制进程对CPU的访问权限，确保多个进程按预定策略（如优先级、时间片轮转等）公平地使用处理器资源。 2. **内存管理(MM)**：内存管理模块确保了多任务环境下不同进程能够安全共享内存空间，通过虚拟内存技术隔离进程，避免数据冲突和保护系统资源。 3. **虚拟文件系统(VFS)**：作为系统的核心组件，VFS提供了一个统一的接口，隐藏了硬件设备的差异，使得用户和应用程序能够以一致的方式访问文件系统，无论其底层是磁盘、网络还是其他存储设备。 4. **网络接口(NET)**：网络接口部分负责处理网络通信，包括对各种网络标准的支持和对网络硬件的抽象，使得Linux能连接并处理多种类型的网络设备，实现进程间的通信。 5. **进程间通讯(IPC)**：进程间通讯是操作系统中至关重要的功能，包括管道、消息队列、信号量、共享内存等机制，它们允许进程之间交换数据和控制信息，实现协调和同步。 6. **实验内容**：课程设计具体要求包括进程的并发执行、新增系统调用、字符/块设备驱动、proc文件系统或模拟文件系统的设计。设计过程中鼓励学生独立完成，但可以参考已有的优秀知识，但必须原创，不能简单复制。 7. **虚拟机技术的应用**：推荐使用虚拟机技术（如Vmware）进行实验，这使得学生可以在单一物理计算机上模拟多个逻辑上独立的操作系统，既能模拟不同的环境，又降低了对实际系统的影响。 8. **进程并发示例**：设计中的一个例子是创建三个并发进程，分别展示时间、文件列表信息和实时监控其他进程的状态，通过fork()和exec()函数族实现进程的创建和替换。 通过这个课程设计，学生将深化对Linux操作系统的理解和内核工作原理，同时锻炼编程和问题解决的能力。