自考本科 计算机科学与技术 02327 操作系统(实践) 实践报告 举例: 实习任务部分： 本课程设计完成一个简单页面置换算法的模拟，加深理解页面置换算个算法对于存储器内存扩展使用的原理以及对于不同置换算法的使用的优缺点。在此次课程设计中完成的只是一个小小的模拟算法，对于操作系统中对于置换算法的选择远远不止这些。 用随机数方法产生页面走向，页面走向长度为L。 根据页面走向，分别采用FIFO和LRU算法进行页面置换，统计缺页率；为简化操作，在淘汰一页时，只将该页在页表中抹去,而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。 假定可用内存块和页表长度 (作业的页面数)分别为m和k，初始时，作业页面都不在内存。 操作系统是计算机科学与技术专业的重要组成部分，而02327操作系统(实践)课程则着重于将理论知识转化为实践操作。本次实习的目标是通过模拟页面置换算法，加深对操作系统内存管理和扩展原理的理解，同时对比不同置换算法的优缺点。实习过程中，学生需要使用随机数生成页面走向，然后应用FIFO（先进先出）和LRU（最近最久未使用）两种算法进行页面置换，计算缺页率。 FIFO页面置换算法是最简单的策略，它按照页面进入内存的顺序淘汰最老的页面。然而，这种方法并不理想，因为它可能频繁地淘汰那些频繁被访问的页面，导致较高的缺页率。例如，当进程访问到一个长时间未被访问的旧页面时，FIFO算法会错误地将其淘汰，即使这个页面接下来可能被频繁使用。 相比之下，LRU算法更先进，它考虑了页面的使用历史。LRU基于“最近的过去”预测“最近的将来”，淘汰最近最久未被访问的页面，以期望减少未来被访问的可能性。虽然这种算法在大多数情况下表现得更好，但它也存在一定的局限性，例如需要额外的硬件支持来跟踪页面的访问时间，增加了系统的复杂性。 实习的基本情况包括了实习的时间、地点，以及实习地概况，这部分内容未提供具体细节，但通常涉及学生在指导老师的监督下，使用个人或实验室的计算机环境进行编程和测试。 在实践内容及过程中，学生首先进行需求分析，理解页面置换算法的概念及其对系统性能的影响。然后，通过编程实现FIFO和LRU算法，生成随机页面走向，模拟内存管理和页面替换。在这个过程中，学生不仅需要编写代码，还需要分析和比较两种算法在相同页面走向下的性能差异，通过统计缺页率来评估算法的效率。 实习活动的目的是提升学生的理论联系实际的能力，增强他们对操作系统核心概念——页面置换算法的深入理解。通过这样的实践，学生可以更好地掌握操作系统的原理，提高解决问题和优化系统性能的能力。这次实习提供了宝贵的实践经验，有助于培养计算机科学与技术专业的学生在未来面对实际操作系统问题时，能够迅速找到解决方案并进行有效的系统优化。

整体流程如下：无人机起飞后请求进入offboard模式，紧接着请求解锁，解锁后飞行至0.3米高，紧接着逆时针飞行边长为0.5米的正方形，每个边长飞行8秒钟。完成正方形后自动进入降落模式，全程无需手动。已经在实体无人机上测试过多次。该程序的对比官方程序要实用的多，程序中添加了模式切换判断，成功以后不会重复切换，遥控器可以直接进行接管控制，安全性比起官方提供程序要高得多，强烈建议新手或者刚接触不久的朋友采用这个功能包。代码内容丰富，吃透基本算是入门了。有需要也可以留言，互相学习，共同提高

影响电脑启动速度的主要配件是主板和硬盘，而与CPU关系不大。主板是各种电脑配件的“基地”，在开机时要自检、搜索各种端口、各种外接设备。因此减少自检时间、减少外接设备、提高效率才能提高启 动速度。如果电脑连接了扫描仪、USB硬盘等外设，就可能降低系统的启动速度。建议大家在需要用到这些外设时才连接上，USB设备可以在启动后连接。除了开机自检外，电脑启动的时间主要用在从硬盘读取系统文件。那么盘片转速越高，单位时间内磁头读到的数据就会越多，对系统启动非常有利。

摘要：近年来，在单片机系统中嵌入操作系统已经成为人们越来越关心的一个话题。本文通过对一种源码公开的嵌入式实时操作系统ucos ii的分析，以51系列单片机为例，阐述了在单片机中使用该嵌入式操作系统的优缺点，以及在应用中应当注意的一些问题。 统的实时性为代价的，因为等待信号量的释放可能会导致任务被挂起，增加响应时间。 51单片机中使用ucos ii作为嵌入式实时操作系统有以下显著的优点： 1. **源码公开**：ucos ii的源码开放，允许用户根据需求进行定制和修改，这既降低了成本，也为用户提供了更大的灵活性。但同时，这也意味着用户需要承担更多的维护和适配工作，特别是在面对不常用硬件时。 2. **抢占式调度**：ucos ii的抢占式内核确保了高优先级任务能快速响应，提高了系统的实时性。这对于需要及时处理数据或中断的系统至关重要，如工业自动化和实时通信系统。 3. **资源管理**：ucos ii提供了对共享资源的保护机制，通过信号量等同步原语来防止数据冲突，保证了系统稳定性和数据完整性。 然而，ucos ii也存在一些不足之处： 1. **无时间片轮转**：ucos ii不支持时间片轮转调度，这意味着某些任务可能会长时间得不到执行，除非高优先级任务完成或让出CPU。这在需要平衡任务执行顺序和响应时间的场景下可能不理想。 2. **任务优先级管理**：ucos ii的任务优先级是固定的，且不支持平等的任务调度。这可能导致任务划分和优先级设置变得复杂，特别是当系统中有多个同等重要的任务时。 3. **中断处理**：虽然ucos ii能提高中断响应速度，但中断服务程序需要调用OSINTEXIT函数，这会引入额外的开销，可能不适合简单的、对中断响应时间要求极高的应用。 4. **支持度与生态系统**：相比于商业内核，ucos ii的社区支持和软件生态相对较弱，用户可能需要自行开发驱动和应用程序，增加了开发工作量。 ucos ii在51单片机上的应用适合那些需要较高实时性、成本敏感且愿意投入额外开发工作的项目。然而，对于需要平衡任务执行和有丰富软件库需求的项目，可能需要考虑其他更成熟的实时操作系统。在选择ucos ii时，开发者应充分评估其优点和局限性，确保能满足项目的特定需求。

近年来，在单片机系统中嵌入操作系统已经成为人们越来越关心的一个话题。本文通过对一种源码公开的嵌入式实时操作系统ucos ii的分析，以51系列单片机为例，阐述了在单片机中使用该嵌入式操作系统的优缺点，以及在应用中应当注意的一些问题。 《51单片机中使用UCOS II的优缺点及应用注意事项》 随着科技的发展，嵌入式操作系统在单片机系统中的应用日益普及。UCOS II作为一款源码公开的实时操作系统，因其特性在51系列单片机中得到了广泛应用。本文将深入探讨UCOS II在51单片机上的优势与不足，以及实际应用中应注意的问题。 UCOS II操作系统的核心特性主要体现在以下几个方面： 1. 开放源码：UCOS II由Labrosse先生编写，其开放源码的特性为用户带来了极大的自由度。用户不仅可以免费使用，还能根据自身需求进行定制化修改。然而，这也带来了一定的挑战，如缺乏官方技术支持，需要自行编写驱动程序和移植代码，尤其对于非主流的单片机，这项工作更为繁重。 2. 占先式调度：UCOS II采用了占先式的任务调度策略，高优先级任务可抢占低优先级任务的CPU使用权，提高了实时性。例如，在51单片机中，通过中断服务程序快速切换至高优先级任务，能有效缩短中断响应时间，满足实时性的要求。但这也可能导致中断服务程序过于复杂，增加了系统开销。 3. 不支持时间片轮转：UCOS II专注于优先级调度，不支持常见的分时多任务并行。这意味着任务间的执行顺序完全依赖于优先级，对于那些需要交替执行的任务，可能会显得不够灵活。在这种情况下，兼顾优先级和时间片的系统可能更具优势。 4. 共享资源管理：UCOS II提供信号量机制来保护共享资源，确保任务间安全协作。通过获取和释放信号量，任务可以有序访问共享资源，防止数据冲突。然而，合理分配和管理信号量仍需要开发者具备较高的系统设计能力。 在51单片机中使用UCOS II时，需要注意以下几点： 1. 软件资源：由于缺乏官方的全面支持，开发者需要自行寻找社区资源和解决方案，这要求开发者具有较强的技术基础和问题解决能力。 2. 性能优化：合理设置任务优先级和优化中断服务程序，可以有效提升系统的整体性能。同时，避免在中断服务程序中进行过于复杂的操作，以减少中断响应时间。 3. 内存管理：51单片机内存有限，使用UCOS II时需要谨慎规划内存分配，避免资源浪费和内存冲突。 4. 任务同步与通信：利用UCOS II提供的互斥量、信号量或消息队列等机制，实现任务间的同步与通信，确保系统稳定运行。 51单片机中使用UCOS II既有显著的优势，如实时性强、灵活性高，也存在挑战，如资源管理复杂、技术支持有限。因此，开发者在选择和应用UCOS II时，应充分了解其特性和局限性，以便做出最佳的系统设计方案。

linux命令，包括系统信息 、文件和目录 、挂载一个文件系统 、 磁盘空间 、用户和群组、打包和压缩文件 、RPM 包等的操作

Windows 和 Linux版本libxl库都能够使用，1积分。

操作系统是计算机科学的基础，Linux作为其中的一个重要分支，因其开源、免费、稳定和高效的特点，在全球范围内被广泛应用，尤其在服务器、嵌入式系统以及云计算等领域。本篇内容主要基于《操作系统原理及应用（Linux）》-王红的PPT，深入浅出地探讨Linux操作系统的核心概念和实际应用。 我们需要理解操作系统的定义与功能。操作系统是计算机系统中的核心软件，它负责管理硬件资源，为用户提供友好的接口，并协调各个程序的执行。Linux操作系统是基于Unix的设计理念，提供了一个命令行界面和图形用户界面，让用户可以方便地与计算机交互。 在Linux系统中，内核是核心部分，它负责内存管理、进程调度、设备驱动、文件系统等关键任务。内核通过系统调用接口为用户空间的应用程序提供服务。例如，进程管理涉及进程创建、撤销、同步和通信；内存管理则包括虚拟内存、页面交换和内存分配策略等。 文件系统是Linux中另一大关键模块，它负责组织和存储数据。Linux支持多种文件系统类型，如EXT4、XFS、Btrfs等，每种都有其特点和适用场景。文件系统提供了目录结构和权限控制，确保数据的安全性和有序性。 在Linux中，用户权限分为三种：读、写和执行，通过用户和组的概念来实现对资源的访问控制。此外，Linux还引入了sudo命令，允许普通用户以管理员权限执行特定命令，增强了系统的安全性。 命令行是Linux的一大特色，通过各种命令，用户可以进行文件操作、系统管理、网络配置等。常见的命令如ls、cd、mkdir、rm、cp、mv等，熟练掌握这些命令能极大地提高工作效率。 Linux还拥有丰富的开发工具和编译环境，如GCC、Make、Git等，为软件开发提供了便利。同时，Linux下的软件包管理系统（如apt、yum）使得软件安装和更新变得简单易行。 在实际应用中，Linux常用于服务器部署，如Web服务器、数据库服务器、邮件服务器等，其稳定性、安全性和性能得到了广泛认可。另外，Linux也是嵌入式系统开发的首选平台，如智能家居、自动驾驶汽车等领域的设备。 《操作系统原理及应用（Linux）》这一课程深入讲解了Linux的基本原理和实际应用，涵盖了从内核机制到用户接口的全面内容，对于理解Linux操作系统和提升相关技能具有极大的帮助。通过学习，不仅可以提升个人技术能力，也有助于解决实际工作中的问题，进一步推动技术发展。

实验五——单周期MIPS处理器的设计与实现1主要涵盖了MIPS处理器的基础知识，单周期处理器的设计方法以及如何通过增量方式实现这一处理器。该实验旨在帮助学生熟悉MIPS处理器的常用指令集，掌握单周期处理器的数据通路和控制单元设计，以及进行功能验证。 MIPS处理器是一种流行的精简指令集计算机（RISC）架构，具有简洁高效的特点。在实验中，学生需要掌握至少10条MIPS指令，例如 lw（load word，从内存加载数据到寄存器）、sw（store word，将寄存器数据存储到内存）、lui（load upper immediate，加载立即数的高16位）、ori（or immediate，或操作立即数）、addiu（add immediate unsigned，无符号加立即数）、addu（add unsigned，无符号加法）、slt（set less than，设置小于标志）、beq（branch if equal，等于则跳转）、bne（branch if not equal，不等于则跳转）和j（jump，无条件跳转）。 单周期处理器设计中，数据通路是处理器的核心部分，它处理指令和数据，包括ALU（算术逻辑单元）、寄存器、存储器访问等。控制单元则负责解读当前指令，生成必要的控制信号以驱动数据通路。在这个实验中，数据通路采用32位宽度，以匹配MIPS的32位指令集。寄存器文件由32个32位寄存器构成，支持异步读/同步写操作。指令存储器和数据存储器分别使用ROM和RAM，前者异步读取指令，后者则采用异步读/同步写模式。 实验环境包括Windows 10或Ubuntu 16.04操作系统，以及Xilinx Vivado 2018.2开发工具，利用FPGA（现场可编程门阵列）硬件云平台进行实际实现。在设计过程中，学生需要按照增量方式进行，这意味着他们将逐步完善处理器的设计，从基础组件开始，如程序计数器（PC）、寄存器文件、指令存储器和数据存储器，然后添加必要的组合逻辑来实现指令解码和执行。 实验内容包括设计一个名为MiniMIPS32的处理器，它具备32位数据通路，小端模式，支持上述10条MIPS指令。处理器的寄存器文件遵循异步读/同步写模式，且采用哈佛结构，即独立的指令存储器和数据存储器，指令存储器用ROM实现，数据存储器用RAM实现。设计的顶层模块MiniMIPS32_SYS连接了各个子模块，包括输入输出端口，以实现与外部存储器的通信。 这个实验是一个全面的实践项目，涵盖了处理器设计的多个关键方面，包括硬件描述语言（如SystemVerilog HDL）、微体系结构和逻辑控制，旨在深化学生对MIPS处理器工作原理的理解，并提升他们在FPGA开发中的技能。通过这个实验，学生将能够亲手构建一个基本的MIPS处理器，并通过测试用例验证其正确性。

所用控制板：STM32F103RET6，STM32标准库 加FreeRTOS操作系统 移植canfestival协议栈从机，可实现心跳包报文的5s定时发送，若需添加sdo，pdo报文，在对象字典相关文件内，照例添加即可。