Nachos并发程序设计实验：双向有序链表实现与并发错误演示

"实验一体验Nachos下的并发程序设计 - 黄侨星，4班学号：23020062203895，2009.3.31" 在这个实验中，学生黄侨星通过 Nachos 操作系统平台初次体验并发程序设计。Nachos 是一个教学操作系统，它简化了操作系统的设计和实现，让学生能够理解和学习操作系统的核心概念。实验主要分为三个部分：安装 Nachos、实现双向有序链表以及在 Nachos 系统中演示并发错误。 1. **Nachos 操作系统**： Nachos 是一款开源的教学操作系统，由加州大学伯克利分校开发，用于教育目的。它允许学生在用户级模拟器上运行简单的操作系统内核，支持基本的进程管理、内存管理、文件系统和网络。Nachos 提供了一个友好的环境，使得学生可以方便地进行并发编程和理解操作系统的并发控制机制，如互斥锁、信号量等。 2. **实现双向有序链表**： 实验要求使用 C++ 实现一个双向有序链表。链表的节点包含一个整型键值（key）以及指向前后节点的指针。`DLLElement` 类定义了链表节点的基本结构，包括构造函数、成员变量（`key`、`next` 和 `prev`）。`DLList` 类则包含了链表的操作，如插入、删除、显示链表、判断是否为空以及有序插入和删除。这些操作是并发环境中常见的数据结构操作，需要考虑线程安全问题，例如使用锁来保护链表在多线程环境中的正确性。 3. **并发错误的演示**： 在 Nachos 系统中运行实现的链表程序，可以模拟并发环境下的错误。常见的并发错误包括数据竞争（data race）、死锁（deadlock）和活锁（live lock）。例如，当两个或更多线程同时修改链表的同一部分时，可能会导致数据不一致。为了展示这些问题，可以编写多个线程，每个线程执行不同的链表操作，观察并分析可能出现的错误情况。 4. **实验步骤**： - 安装 Nachos：这通常涉及编译和配置 Nachos 源代码，使其能在本地系统上运行。 - 链表实现：根据实验需求编写 `dllist.h`、`dllist.cc` 和 `dllist-driver.cc` 文件，确保所有链表操作正确无误。 - 并发测试：将链表程序集成到 Nachos 系统中，创建并发线程，运行并发操作以触发潜在的并发问题。 这个实验不仅帮助学生掌握 C++ 中的数据结构实现，还让他们了解了操作系统中的并发控制和同步机制，这对于深入理解操作系统原理和提高软件开发技能具有重要意义。