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操作系统虚拟支撑实验平台的研究与实现

作　者: 符北莲
导　师: 段桂华
学　校: 中南大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: OS-VLab 组件 XML 算法评估算法替换
分类号: TP316
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
引　用: 1次
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内容摘要

实验教学是高校教育的一个重要环节。作为新型教学方式的虚拟实验室,由于其具有开放性好、实验成本低、扩展性强、易于开展自主性实验和远程实验等特点,成为了高校未来实验室建设的发展方向。目前,与虚拟实验室相关的虚拟支撑技术成为了当前的研究热点。本文针对操作系统实验的相关特点和当前已有操作系统虚拟实验平台的不足,设计与实现了虚拟机支撑的操作系统模拟实验平台OS-VLab。OS-VLab采用Java语言实现,具有平台无关性。该平台以JavaBean组件技术开发元器件,并利用Java RTTI机制实现算法组件注册和加载。该平台模拟了操作系统底层软硬件资源,可自由配置各功能模块实现算法和硬件的参数,利用XML技术设计了能反映出操作系统所有运行状态的进程序列。此外,平台还引入了算法评估模块,就选定的性能参数比较同一模块不同算法优劣。平台用户可以根据系统反馈的源码文件和帮助文档,编写虚拟操作系统的替换算法组件通过组件注册、加载、运行并检验算法的性能。与当前已有的操作系统虚拟实验平台相比,OS-VLab不仅在通用性、自主性和可重用性等方面有较大的提升,而且具有良好的可交互性。实验应用结果表明,在这个平台上,用户能够设计出各种类型的操作系统实验。算法评估模块和算法组件模块的实现大大提高了用户的实践动手能力和创新能力。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 课题的研究现状  10-13
  1.3 课题的研究目标  13
  1.4 论文的组织结构  13-15
第二章系统需求分析与总体设计  15-20
  2.1 系统的需求分析  15-16
  2.2 系统的体系结构  16-17
  2.3 系统的功能结构  17-18
  2.4 系统实现的重点和难点  18-19
  2.5 本章小结  19-20
第三章 OS-VLAB的设计与实现  20-47
  3.1 平台的系统结构  20-21
  3.2 自定义虚拟机  21-26
    3.2.1 硬件资源虚拟化  22-24
    3.2.2 软件资源虚拟化  24-26
  3.3 进程模拟器  26-28
    3.3.1 虚进程模型  26-27
    3.3.2 进程状态的管理  27-28
  3.4 模块动态组装  28-41
    3.4.1 进程调度  29-32
    3.4.2 进程通信  32-35
    3.4.3 内存管理  35-38
    3.4.4 文件系统  38-40
    3.4.5 磁盘管理  40-41
  3.5 系统管理模块  41-44
    3.5.1 模块详细信息  41-42
    3.5.2 算法性能评估  42-44
  3.6 算法组件模块  44-46
    3.6.1 算法接口设计  44
    3.6.2 高亮显示关键字  44-45
    3.6.3 算法组件注册  45-46
  3.7 本章小结  46-47
第四章 OS-VLAB的关键技术  47-55
  4.1 XML存储进程序列文件  47-49
  4.2 APPLET与SERVLET通信技术  49-50
    4.2.1 用户登录  49
    4.2.2 算法文件上传  49-50
  4.3 数据库连接池技术  50-52
  4.4 APPLET数字签名  52-53
  4.5 基于JAVABEAN的组件封装  53-54
  4.6 RTTI实现运行时检测组件  54
  4.7 本章小结  54-55
第五章 OS-VLAB的运行实例  55-62
  5.1 模块动态组装  55-58
  5.2 算法性能评估  58
  5.3 算法替换  58-61
  5.4 本章小节  61-62
第六章总结与展望  62-64
  6.1 工作总结  62-63
  6.2 研究展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
攻读学位期间主要的研究成果  69

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