西北工业大学-计算机操作系统实验（三套）

简介：
本课程为西北工业大学计算机专业核心课程之一，专注于计算机操作系统理论与实践结合，涵盖进程管理、内存分配及文件系统等关键领域，通过三个不同层次的实验设计，帮助学生深入理解操作系统的内部机制和工作原理。 西工大的计算机操作系统实验课程是深入理解操作系统原理与实践技能的重要环节。这些实验覆盖了多个关键领域，包括文件格式解析、内存管理、线程处理以及进程间的同步与互斥等。 1. **解析ELF文件**：在Unix系统家族及其他类Unix系统中广泛使用的可执行文件和共享库的文件格式是ELF（Executable and Linkable Format）。实验要求学生理解ELF结构，包括节头表、符号表及重定位表等内容，以便掌握程序加载与链接的过程。 2. **分页存储管理与虚拟内存**：在操作系统中，通过将物理内存和虚拟内存进行映射的技术实现地址转换。这通常涉及页表的使用，并可能让学生了解如何处理页故障（Page Fault）以及虚拟内存提供的保护机制及空间隔离功能。 3. **创建GeekOS内核线程**：这是一个用于教学目的的小型操作系统，实验中学生将学习到调度器、线程上下文切换和资源分配等核心概念及其实现方法。 4. **线程同步与互斥**：在多任务环境中确保对共享资源的有序访问是至关重要的。这包括各种同步机制的学习，如互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）以及条件变量（Condition Variable），并探讨如何避免死锁和饥饿问题的发生。 5. **运行用户态程序**：为了安全地执行用户级应用程序，操作系统需要提供适当的接口。实验涉及进程创建、控制流的切换、系统调用实现及异常处理等核心内容的学习。 6. **线程调度优化**：不同类型的调度算法（如轮转法和优先级调度）对系统的响应时间和吞吐量有着直接影响。通过研究这些策略，学生可以评估它们各自的性能表现并进行相应的优化设计。 7. **实验指导与报告编写**：此部分通常包含具体的操作步骤及实验目标说明，帮助学生明确完成任务的具体要求及评价标准。 整个课程不仅使学生们能够掌握操作系统的基本原理，并且还能提高他们的编程和调试技巧，为将来从事系统开发或维护工作奠定坚实的基础。每个主题都是理论知识与实际应用的紧密结合，有助于深入理解操作系统在现实环境中的运作方式。