山东大学OS课程设计指南：Nachos系统详解

“2020山东大学OS课程设计nachos实验指导书，适用于操作系统课程设计，内容涵盖NACHOS的硬件系统、内核、文件目录组织、安装调试、MAKEFILES等。” NACHOS是一个开源的操作系统教学平台，主要用于帮助学生理解和实践操作系统的基本概念和原理。这份指南详细介绍了NACHOS的各个方面，对于学习者来说是宝贵的参考资料。 1. **NACHOS硬件系统**： - **CPU**：NACHOS模拟了一个简单的CPU模型，包括指令集和处理器状态。 - **中断控制器**：处理来自硬件的中断请求，如定时器中断。 - **Timer**：模拟硬件时钟，用于触发定时事件。 - **Console**：模拟终端设备，提供输入输出功能。 2. **NACHOS内核**： - **线程管理**：实现线程的创建、调度和销毁，以及上下文切换。 - **信号量**：作为同步原语，用于保护共享资源。 - **系统调用**：提供接口供用户进程调用操作系统服务。 - **应用程序进程**：描述了如何在NACHOS中运行用户程序。 - **内存管理**：包括动态内存分配、页表管理和页替换策略。 - **文件系统**：实现了基本的文件操作，如打开、关闭、读写。 - **虚存与网络管理**：虽然简略提及，但NACHOS也支持虚拟内存和简单的网络模拟。 3. **文件及目录组织**： - **系统目录**：包含了NACHOS的主要组件和配置文件。 - **用户实验目录**：用户进行实验时存放代码和结果的地方。 4. **NACHOS基本内核的启动过程**：描述了从加载到运行内核的步骤，涉及初始化硬件、设置内核堆栈、启动调度器等。 5. **安装与调试**： - **安装NACHOS**：讲解了获取源码、编译和运行的过程。 - **GCC MIPS交叉编译器**：用于将C++代码编译成MIPS汇编代码，适合NACHOS的硬件模拟环境。 - **GDB调试**：介绍了如何使用GDB调试C++代码，理解程序执行流程和查找错误。 6. **MAKEFILES**： - **目的与任务**：解释了为何需要自定义MAKEFILES以及如何通过它们来构建和管理NACHOS项目。 - **各部分MAKEFILE**：详细解析了不同层级的MAKEFILE文件，包括Makefile.local、Makefile.dep和Makefile.common等，它们协同工作以构建和链接NACHOS组件。 这份指南不仅涵盖了NACHOS操作系统的结构和功能，还提供了详细的实验指导，有助于学生逐步掌握操作系统设计的关键概念和技术。对于进行OS课程设计的学生，它是一份非常实用的参考资料。