【摘 要】
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操作系统原理课程是高等学院计算机专业的一门重要专业基础课,亦是教学难度较大的一门课,实验教学环节是其主要难点。而实验教学环节普遍存在实践教学设备的缺乏和低效。本文
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操作系统原理课程是高等学院计算机专业的一门重要专业基础课,亦是教学难度较大的一门课,实验教学环节是其主要难点。而实验教学环节普遍存在实践教学设备的缺乏和低效。本文提出一种基于插桩技术的可视化操作系统虚拟实验室VOSLS (A Visual Operating System Virtual Lab Based On Stub Method)。VOSLS主要包括两大部分:第一部分是为VOSLS开发的实验用操作系统内核,此内核融合了宏内核(Linux类操作系统内核)以及微内核(Minux操作系统内核)的优点,非常适合供学生实验。该内核主要包括引导模块、保护模式模块、页式存储模块、进程管理模块、输入输出系统模块、进程间通信模块、文件系统模块和内存管理模块等,每个模块都提供了相应的实验接口。这些模块采用渐进式搭建操作系统内核的方式供学生进行实验;第二部分是构建在实验用操作系统内核之上的VOSLS程序主体部分,主要是为学生提供高度集成和自动化的操作系统实验环境。该部分采用插桩方案调试用于实验的操作系统内核,将复杂的GDB调试协议简化为简单的插桩通信协议;以软盘或硬盘映像文件为媒介,与运行于虚拟机上的用于实验的操作系统通信,获取其运行信息,并采用可视化图形引擎技术将获得的运行信息以图形的方式呈现给用户。实际应用表明,借助该虚拟实验室,可缩短内核代码学习时间,简化实验编码步骤,图形化实验内核运行过程,有效提高实验教学效果。
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