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操作系统类论文范文素材,与面向计算机专业的递进式综合实验教学方案相关毕业论文格式
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7;化,将对学生理解操作系统精髓大有帮助.该部分实验是以前期实现的计算机硬件系统为平台,运用MIPS32汇编指令和可被编译的c语言,结合操作系统原理,设计一个简单的操作系统.该部分实验需要完成的基本目标为设计一个单道的字符界面操作系统,支持BIOS引导加载系统代码、封装数条系统调用以及实现简单文件系统,并且能够安装在学生设计的处理器上运行.3.递进式综合实验实现平台
硬件实验基于仿真软件、FPGA设计软件和FPGA开发板实现.数字逻辑器件、处理器和外围接口部件先在仿真软件中完成逻辑验证,然后运用FPGA设计软件将其综合实现到FPGA芯片.结合FPGA开发板提供的外围设备,如点触开关、拨码开关、LCD显示屏、七段数码管和PS2接口等,学生完成最终的验证实验.本综合实验采用Xilinx公司的Virtex-5XUPV5-LX110T开发板.板上的Virtex-5XCV5-LX110T型号FPGA能提供丰富的编程资源满足实验要求.
基于仿真软件和硬件开发板,处理器的设计分6步走：第1步实现算术逻辑运算单元的设计及验证；第2步完成数据通路设计、指令扩展及验证；第3步为流水线相关性处理；第4步是中断功能实现；第5步是外围接口逻辑设计；第6步是系统仿真、综合、实现及测试.
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软件实验基于硬件实验实现的处理器、面向MIPS指令集的编译器以及处理器模拟器来完成.处理器模拟器包含汇编功能,汇编器模拟器和编译器设计也属于软件实验的一部分.学生编写应用程序,运用已有的工具链完成程序验证,并将其装载到指令存储器中,完成在板验证.
汇编器运用C#语言,采用3次遍历对MIPS汇编程序进行解释.第1遍对源程序进行系统调用代码链接、格式规整；第2遍确定标签和指令地址；第3遍作逐条指令解释.模拟器是为展示MIPS五段流水线执行过程,主要分为指令分析模块、流水线控制及执行模块、寄存器模块、存储器模块和界面显示控制模块.流水线模拟器采用C#构建,也可实现为web版,免去安装,方便学生网上使用.交叉编译器面向C语言语法子集,能将简单C程序编译成MIPS处理器能识别的机器码.编译器运用词法分析器生成工具Lex和语法分析器生成工具Yacc构建.有了这一系列工具,学生能用支持的C语言子集编写C程序,并让其运行在MIPS处理器上；结合操作系统课程学到的知识,还可以编写基于字符界面的单任务操作系统.
4.结语
该递进式综合实验改革方案围绕一条主线展开,即从设计数字逻辑器件出发,到实现简单的MIPS32处理器,然后围绕设计的处理器编写或修改汇编器、高级语言编译器和简单的操作系统.目标是通过这种递进式的前后相互关联的系列实验,加深学生对计算机基本理论知识的理解,同时将验证为主的实验教学转向设计为主,加强实验指导力度,提升学生解决工程问题的能力,培养创新精神,增强就业能力.目前针对该递进式综合实验改革方案的探索仍在进行,已经完成了支持20条MIPSI指令的流水线处理器、汇编器、部分外围接口电路的设计,编译器正在完善,模拟器和简单操作系统仍在构思.
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