목차 초록
1
1. 실습 목적 및 의의 2
2. 실무 작업 및 협력 2
3. 프로그램 구조 설명 2 4.
베어 메탈 하드웨어 시뮬레이션 설계 3
(1) CPU 설계 3
(2) 메모리 설계 3
(3) 하드 디스크 디자인 4
(4) 주소 라인 데이터 라인 4
5. 일반 데이터 구조 디자인 4
(1) 페이지 테이블 디자인 4
(2) PCB 디자인 5
(3) JCB 디자인 5
(4) 시스템 전역 변수 6
6. 모듈 디자인 명령어 7
( 1) 작업 관리 7
(2) 프로세스 관리 8
(3) 페이지 관리 11
(4) 스케줄링 알고리즘 13
(5) 인터페이스 모듈 14
7. 참고 문헌 14
첨부 1: 프로그램 파일 및 구조 설명 15
첨부 2: 클래스 다이어그램 설명 16
3 . 프로그램 구조 설명
본 시스템의 구조 설계는 운영체제 교과서의 장치 관리 장을 참조하며, 아래에서 위로 하드웨어, 하드웨어 드라이버, 시스템 관리 모듈, 시스템 커널 및 UI 인터페이스로 나눌 수 있습니다. 동시에 하드웨어 자체의 에뮬레이션에는 저장 및 읽기 기능이 포함되어 있으므로 하드웨어와 하드웨어 드라이버가 결합됩니다. 시스템 관리 모듈 부분에서는 작업 관리, 프로세스 관리 및 페이지 관리의 세 부분으로 나뉩니다. 시스템의 커널 부분에서 시스템은 시스템의 전역 변수와 시스템의 운영 클래스를 제공하며, 이는 그 아래 세 모듈을 통합하는 데 사용됩니다. 즉, JAVA에서 제공하는 UI 인터페이스를 통해 사용자가 시스템을 쉽게 사용할 수 있습니다.
프로그램의 전체 구조 설계는 그림에 나와 있습니다.
4. 베어 메탈 하드웨어 시뮬레이션 설계
(1) CPU 설계
CPU 하드웨어에는 타이머와 MMU가 포함됩니다. 프로그래밍할 때 CPU 클래스 "cpu", 타이머 클래스 "timer" 및 MMU 하드웨어 클래스 "mmu"의 두 클래스를 분리하고 세 클래스를 설계해야 합니다. CPU 클래스에는 타이머와 MMU의 인스턴스가 하나만 있으며 이는 타이머와 MMU가 CPU에 포함되어 있다는 개념을 반영할 수 있습니다. 타이머 및 MMU에 대한 모든 호출은 cpu 클래스의 인스턴스를 통해 수행되어야 하며 직접 액세스할 수 없습니다.
CPU 클래스는 다음과 같이 정의됩니다.
public class CPU
{ public static CPU cpu=new CPU(); public Timer ti; public MMU mm; } CPU 구조 및 내용: 1. 주소 레지스터 PC 2. PSW 프로그램 상태 레지스터 3. IR( 명령어 레지스터) 4. 페이지 베이스 주소 레지스터 CR3 5. 타임 슬라이스 끝에서 실행된 명령어 수 already_run (2) 메모리 설계
메모리 크기가 32KB이므로 이 요구 사항에 따라 메모리 클래스를 설계할 수 있습니다. 그래서 시스템 설계에 있어서 단축형 데이터를 일관되게 사용한다. 참고: 메모리 클래스는 파일의 매핑이므로 클래스가 인스턴스화되기 전에 생성자가 파일에서 개체로 매핑해야 합니다. 즉, 파일의 내용을 읽고 인스턴스를 초기화해야 합니다. 파일. 메모리 하드웨어 클래스 메모리는 단순히 하드웨어를 시뮬레이션하고 너무 많은 복잡한 작업이 필요하지 않으며 두 가지 기본 작업, 즉 데이터 저장 및 검색만 제공하면 됩니다. 그러나 데이터의 저장과 검색은 주소선과 데이터선을 거쳐야 한다.
메모리 클래스의 정의는 다음과 같습니다.
public class Memory
{ public static Memory memory=new Memory(); private byte []data=new byte[32*1024]; //32KB=32768B } 총 메모리 크기는 32KB이고, 규정: 처음 16KB 커널 영역이고 마지막 16KB는 사용자 영역입니다. 커널 영역에 저장된 내용: 코어 스택 + 시스템 커널, 프로세스의 모든 PCB 정보. 요약하면 메모리 구조는 다음과 같습니다. 코어 스택 + 시스템 커널(1페이지), PCB 풀(31페이지), 사용자 영역(32페이지)
