序号

实验项目名称

学时

内容提要

实验类型

基础性

综合设计性

创新性

1

OS Lab实验环境的使用与熟悉

3

[实验目的]

1、熟悉操作系统集成实验环境OS Lab的基本使用方法。

2、练习编译调试EOS操作系统内核以及EOS应用程序。

[实验内容]

1、学习OS Lab的基本使用方法

2、EOS内核项目的生成和调试

3、EOS应用程序项目的生成和调试。

[实验方法及原理]

 运用OS Lab创建内核项目、应用程序项目，学会使用调试工具进行调试。

 思考题：

1、练习使用单步调试功能（逐过程、逐语句），体会在哪些情况下应该使用“逐过程”调试，在哪些情况下应该使用“逐语句”调试。练习使用各种调试工具（包括“监视”窗口、“调用堆栈”窗口等）。

2、思考生成EOS SDK文件夹的目的和作用。查看EOS SDK文件夹中的内容，明白文件夹的组织结构和各个文件的来源和作用。查看EOS应用程序包含了SDK文件夹中的哪些头文件，是如何包含的？

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2

操作系统的启动

3

[实验目的]

1、跟踪调试EOS在PC机上从加电复位到成功启动的全过程，了解操作系统的启动过程。

2、查看EOS启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。

[实验内容]

1. 调试EOS操作系统的启动过程

2. 调试BIOS程序

3. 调试软盘引导扇区程序

4. 调试加载程序

5. 调试内核

6、查看EOS启动后的状态和进程线程信息

[实验方法及原理]

1、复习汇编语言的相关知识，并掌握NASM汇编代码的特点。

2、了解Bochs和Virtual PC这两款虚拟机软件的特点，重点熟悉Bochs的调试命令。

思考题：

1、为什么EOS操作系统从软盘启动时要使用boot.bin和loader.bin两个程序？使用一个可以吗？它们各自的主要功能是什么？如果将loader.bin的功能移动到boot.bin文件中，则boot.bin文件的大小是否仍然能保持小于512字节？

2、软盘引导扇区加载完毕后内存中有两个用户可用的区域，为什么软盘引导扇区程序选择将loader.bin加载到第一个可用区域的0x1000处呢？这样做有什么好处？这样做会对loader.bin文件的大小有哪些限制。

√

3

进程的创建

3

[实验目的]

1、练习使用EOS API函数CreateProcess创建一个进程，掌握创建进程的方法，理解进程和程序的区别。

2、调试跟踪CreateProcess函数的执行过程，了解进程的创建过程，理解进程是资源分配的单位。

[实验内容]

1、练习使用控制台命令创建EOS应用程序的进程。

2、练习通过编程的方式让应用程序创建另一个应用程序的进程。

3、调试CreateProcess函数。

4、调试PsCreateProcess函数

5、练习通过编程的方式创建应用程序的多个进程。

[实验方法及原理]

理解程序和进程的关系，熟悉进程控制块结构体以及进程创建的过程。

思考题：

1、在源代码文件NewTwoProc.c提供的源代码基础上进行修改，要求使用hello.exe同时创建10个进程。

提示：可以使用PROCESS_INFORMATION类型定义一个有10个元素的数组，每一个元素对应一个进程。使用一个循环创建10个子进程，然后再使用一个循环等待10个子进程结束，得到退出码后关闭句柄。

2、尝试调试PspCreateThread函数，观察线程控制块（TCB）初始化的过程。

3、在PsCreateProcess 函数中调用了PspCreateProcessEnvironment 函数后又先后调用了PspLoadProcessImage和PspCreateThread函数，学习这些函数的主要功能。能够交换这些函数被调用的顺序吗？思考其中的原因。

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4

进程的同步

3

[实验目的]

1、使用EOS的信号量，编程解决生产者—消费者问题，理解进程同步的意义。

2、调试跟踪EOS信号量的工作过程，理解进程同步的原理。

3、修改EOS的信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深理解进程同步的原理。

[实验内容]

1、使用EOS的信号量解决生产者－消费者问题。

2、调试EOS信号量的工作过程。

3、修改EOS的信号量算法，并进行测试。

[实验方法及原理]

学习EOS内核提供的三种同步对象，学习经典的生产者－消费者问题。

思考题：

1、思考在ps/semaphore.c文件内的PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore函数中，为什么要使用原子操作？

2、绘制ps/semaphore.c文件内PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore函数的流程图。

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5

分页存储管理

3

[实验目的]

1、学习i386处理器的二级页表硬件机制，理解分页存储器管理原理。

2、查看EOS应用程序进程和系统进程的二级页表映射信息，理解页目录和页表的管理方式。

3、编程修改页目录和页表的映射关系，理解分页地址变换原理。

[实验内容]

1、查看EOS应用程序进程的页目录和页表。

2、查看应用程序进程和系统进程并发时的页目录和页表。

3、查看应用程序进程并发时的页目录和页表。

4、编程实现在二级页表中映射新申请的物理页。

[实验方法及原理]

了解i386处理器的二级页表硬件机制，EOS操作系统的分页存储器管理方式，以及进程地址空间的内存分布。

思考题：

1、页目录被复用为了页表。假设修改页目录使其第0x100个PDE映射的页框号是页目录本身，此时页目录和页表会映射在4G虚拟地址空间的什么位置呢？说明计算方法。

2、修改EOSApp.c中的源代码，通过编程的方式统计并输出用户地址空间占用的内存数目。

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