操作系统实验：多终端与文件系统实现

"操作系统原理实验，实验八的内容主要涉及多终端、文件读写与操作，由学生吴侃完成，属于2014级计算机系一班。实验时间为2016年5月6日至19日。实验目标是实现多终端、FAT12文件系统的文件读写和操作。实验环境基于ArchLinux，使用了包括qemu、bochs、Vim、NASM、g++、ld、Make、Bochs和VMwareWorkstation等工具。实验方案包括修改进程调度以支持多终端，将shell从内核分离，并实现文件系统的读写及操作功能。" 实验八的核心知识点如下： 1. **多终端实现**： - **进程调度**：在PCB表中增加UID字段，用于区分用户进程和内核进程，仅当UID与UserID匹配时才调度用户进程。 - **shell分离**：将shell从内核代码中移出，成为独立的用户程序，通过端口通信和信号量机制与内核交互。 - **屏幕信息管理**：保存和恢复用户界面状态，包括屏幕内容和光标位置，这通常涉及对显存的直接访问和管理。 2. **文件系统操作**： - **FAT12文件系统**：FAT12是一种常见的文件分配表格式，适用于小容量存储设备。实验要求实现文件的读写，这涉及文件打开（open）、写入（write）、读取（read）和定位（seekp, seekg）等基本操作。 - **文件操作**：实现文件的删除（rm）、复制（cp）和移动（mv）功能，这些功能需要理解FAT12文件系统的目录结构和文件分配表的更新规则。 3. **实验环境与工具**： - **操作系统**：实验在ArchLinux 4.5.4-1上进行，利用虚拟化技术如qemu和VMware Workstation创建实验环境。 - **开发工具**：使用Vim编辑源码，NASM进行汇编，g++编译C++代码，ld链接生成可执行文件，Make管理构建过程，Bochs作为调试器，dd用于合并文件。 4. **实验方案设计**： - **进程用户身份管理**：设计用户ID系统以确保进程安全和权限控制。 - **用户程序与内核通信**：通过特定的端口和信号量机制，使用户程序能够请求内核服务，例如运行新的程序。 - **文件操作的实现**：需要理解和实现FAT12文件系统的数据结构，包括簇链和目录项，以完成文件的创建、删除和移动。 通过这个实验，学生可以深入理解操作系统的内核机制、进程管理、文件系统原理以及用户空间与内核空间的交互方式，这些都是计算机科学中至关重要的概念，对于理解计算机系统的工作方式有着极大的帮助。