华中科技大学2017年春操作系统课程设计指南

"这篇文档是华中科技大学2017年春季学期的操作系统课程设计指导，旨在帮助学生深入理解Linux操作系统，包括其使用、内核代码结构、系统调用实现、设备驱动程序以及文件系统的设计与模拟。设计内容涵盖了从基础的Linux编程到内核级别的实践，同时也涉及到图形界面的开发和系统监控。实验环境建议使用Windows下的Linux虚拟机或单独的Linux分区，并列出了推荐的Linux发行版和内核版本。" 在此次课程设计中，学生需要完成以下几个核心知识点的学习和实践： 1. **Linux操作系统使用**：学习并熟练掌握Linux键盘命令、系统调用的使用，以及在Linux环境下的编程，编写C程序实现文件拷贝功能，利用open、read和write等系统调用。 2. **系统调用实现**：通过修改内核，添加新的系统调用，如文件拷贝或P、V操作，并编写相应的应用程序进行调用，涉及内核编译和启动过程。 3. **设备驱动程序**：学习如何增加设备驱动程序，以实现字符设备驱动，这需要理解Linux内核对设备驱动的支持机制。 4. **GTK/QT图形库**：使用GTK/QT开发系统监控器，通过/proc文件系统获取系统状态信息，如内存、CPU使用情况，并创建图形界面展示这些信息。 5. **模拟文件系统设计**：基于大文件模拟磁盘，构建文件系统管理数据结构，实现基本的文件和目录操作，如格式化、创建、读写等。 在实验环境中，学生可以选择Fedora 5.0/6.0、Ubuntu 9.04/10.04/14.04等Linux发行版，以及对应的内核版本Linux-2.6或Linux-2.31。此外，熟悉Linux根文件系统目录结构至关重要，例如`/dev`用于存放设备文件，`/etc`存储配置文件，`/lib`包含共享库，而`/usr`则包含了大量应用程序和系统库。 通过这个课程设计，学生将不仅能够理论联系实际，提升Linux操作系统的实际操作能力，还能深入理解操作系统的核心机制，包括系统调用、内核扩展和设备驱动，以及如何利用图形库构建用户界面，从而为未来在IT领域的工作打下坚实的基础。