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自制Orange操作系统
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# Orange操作系统设计和功能说明文档 ## Orange操作系统设计说明 ### 开发目标 实现操作系统课程设计所要求的B、C、D三个难度。 难度B：对参考源码的文件系统和进程管理系统进行修改， 难度C：完善控制台的命令解释器，通过在shell上输入指令可以文件增删以及信息查看等功能。 难度D：实现5个应用程序，包括五子棋游戏、井字棋游戏、简易计算器、猜数字游戏、N皇后游戏。 ### 设计思路 首先我们学习了ORANGES提供的源码，分析了ORANGES中的一些缺陷，并根据这些缺陷来设计我们自己的操作系统。由于GUI设计与本次课设的学习目标不太相符，因此我们采用了控制台的形式 应用程序的设计受限于bochs版本问题，参考源码中的bochs版本为2.6，而我们组则都采用了bochs-2.6.9，所以导致用户级应用只能安装一个。但是我们已经了解了如何安装应用程序到文件系统中，因此我们将所有游戏打包为一个应用写入磁盘。 对于Shell的完善我们将控制台纳入文件系统，可以在控制台输入指令来实现对文件的管理操作。同时可以通过shell来查看操作系统的一些基本信息。 Orange的文件系统只实现了文件最基本的操作，是一个一级的文件系统。这不符合我们平时的使用习惯。所以我们在这个基础上实现了多级文件文件系统。 我们实现了进程的查看、添加和删除。通过遍历proc_table，按照一定的格式输出进程表中的信息，在屏幕上显示进程名、优先级、当前状态等信息。根据用户提供的进程id，使用系统调用，可以找到并删除当前进程表中对应的用户进程，并将该项置为空，可以用于容纳新建的进程。当接收到用户的新建进程指令时，系统将会调用内核的接口，folk一个新的进程，并使其开始像其他进程一样运行和切换。 ### 项目组成 >boot（引导） >kernel（内核） >command（应用） >fs（文件系统） >lib（可用代码库） >include（头文件） >mm（内存调度系统） ### 环境配置 `ubuntu-16.04.2：1G内存、20G硬盘 64位` `bochs-2.6.9` ### 项目功能分析 #### 文件系统 Orange中的文件系统并没有文件夹之类的概念，是一个一级的文件系统。我们对文件系统进行了修改，使得文件系统变成了多级的文件系统。该文件系统有文件和文件夹，文件夹文件里存的是该文件夹里的文件/文件夹的名称。我们通过cd操作可以很方便的进出文件夹，通过ls操作参看文件夹里的内容。 #### 进程管理 我们实现了进程的查看、添加和删除。通过遍历proc_table，按照一定的格式输出进程表中的信息，在屏幕上显示进程名、优先级、当前状态等信息。根据用户提供的进程id，使用系统调用，可以找到并删除当前进程表中对应的用户进程，并将该项置为空，可以用于容纳新建的进程。当接收到用户的新建进程指令时，系统将会调用内核的接口，folk一个新的进程，并使其开始像其他进程一样运行和切换。 #### 控制台 控制台纳入了文件系统、进程部分以及系统信息等部分，共有15条指令。 #### 应用 一共有5个应用程序：五子棋游戏、井字棋游戏、简易计算器、猜数字游戏、N皇后游戏。5个应用程序用户体验良好，可以随时退出回到控制台。安装应用程序到操作系统中分为以下几步： * 编写应用程序，并编译链接。 * 将链接好的应用程序打成一个tar包：inst.tar。 * 将inst.tar用工具dd写入磁盘（映像）的某段特定扇区（假设这一段的首扇区的扇区号为X）。 * 启动系统，这时mkfs( )会在文件系统中建立一个新文件cmd.tar，它的inode中的i_start_sect成员会被设为X。 * 在某个进程中——比如Init——将cmd.tar解包，将其中包含的文件存入文件系统。 而在本项目中，应用程序的设计受限于bochs版本问题，参考源码中的bochs版本为2.6，而我们组则都采用了bochs-2.6.9，所以导致用户级应用只能安装一个。但是我们已经了解了如何安装应用程序到文件系统中，因此我们将所有游戏打包为一个应用写入磁盘。 #### 进程管理 我们实现了进程的查看、添加和删除。通过遍历proc_table，按照一定的格式输出进程表中的信息，在屏幕上显示进程名、优先级、当前状态等信息。根据用户提供的进程id，使用系统调用，可以找到并删除当前进程表中对应的用户进程，并将该项置为空，可以用于容纳新建的进程。当接收到用户的新建进程指令时，系统将会调用内核的接口，folk一个新的进程，并使其开始像其他进程一样运行和切换。 ## Orange操作系统基本功能介绍 ### 开机动画 ### 欢迎界面 ### Welcome 在控制台输入welcome指令进入欢迎界面。 ### Clear 在控制台输入clear后清空控制台内容，展示欢迎界面。 ### Print 在控制台输入print后打印相应字符串 ### Information 在控制台输入information后得到相应内存等信息。 ### Game 在控制台输入game后进入应用程序界面，可以选择5种不同的小游戏。输入e退出程序界面，在任何小游戏内输入e退出游戏。 #### 五子棋：双人五子棋。两位玩家轮流下棋，分别为“！”和“&”。 #### 算器： #### 字棋：玩家与电脑对战，选择位置下棋，玩家下棋标志为“0”，电脑为“X”。 #### 数字小游戏：电脑随机数字由玩家来猜。 #### 皇后小游戏：输入N的值，得到N皇后问题的解。 ### 文件的增删查改 文件系统的增删查改共有9条指令。可以创建删除文件、文件夹，编辑文件，使用ls指令查看所有文件、文件夹，进入文件夹或返回根目录。 ### 进程管理 可以查看进程并结束进程。
