关于CPU和操作系统实验的详细内容和心得体会？

linux

等月底考试结束，我单独开几个回答，写写实验思路之类的内容。关于CPU的文章已大致完成。六月复习时做了两个简单的Web小项目打发时间（一个搜索框和一个时钟），如果有兴趣，可以试试做做看。就说这学期吧编写VeriBug，设计LA32R，开发RISC-V32I，实现一个CPU的核心功能。实验已完成，还用它写了计导结课论文，凑了二十页（笑）。

计组和数电都挺有趣，模电简直让人头疼。

以下是两张无冒险的流水线CPU布线图（Lab5）。

Python

完整的上板布线已提供框架，只需填写CPU部分，助教们真的很伟大。

且谈操作系统。Lab1：linux入门实践，包括虚拟机配置、内核阅读及编译操作。Lab2：简单Shell与系统调用。通过代码填空实现一个Shell，自行设计并完成类似top功能的系统调用。Lab3：实现显式空闲链表控制的双堆内存分配器，探索动态链接库的创建与使用方法。Lab4为鸿蒙基础实验，包含编译内核、烧录工具使用、添加子系统及交叉编译程序，通过hdc让开发板运行程序。Lab5：基于FUSE实现一个FAT文件系统首试未果再努力快速通读二十多页操作系统实验文档，一周掌握linux入门知识，包括安装、配置、常用命令与Shell脚本编写，同时了解BusyBox、linux内核及QEMU等相关内容。

之后参考助教的测试脚本（顺带学会用Python多进程实现倒计时），加入循环逻辑，调整其他函数，将其改造成刷题脚本。

第二次实验为期两周，内容就是这个。

Shell实现较为简单，包含内置命令 cd、kill 和 exit（在主进程执行），其他指令通过 execvp 实现。支持单管道（匿名管道）、重定向和多命令（以 ; 分隔）处理，但未实现多管道功能。最简单的测试样例如下：先在bash中启动自制Shell，再按顺序执行以下命令。系统调用部分内容略多，但不算太难。以下是我的执行流程：主系统调用（部分内容已被移除，留给下一届同学参考（笑））运行后效果如下，默认每秒刷新一次，可使用参数-d自定义刷新间隔（通过另启进程倒计时，时间到自动刷新）。

理解后，设计其实很简单，这次实验重点并非考察C语言程序设计能力。

助教提供的宏操作与定义，我添加了些注释，先分享一下，近期时间较为紧张。在网上浏览时，遇到优秀的网页，我会用F12查看并复制源代码。有空的时候，就修改内容、更换样式，放到自己用GitHub搭建的个人网站上。现在我的网站已有近十个功能较完善的页面，包括个人简历、主页、博客、跳转页、404错误页等（还有很多没上线，上线的基本都是开源的）。此外，还有一些有趣的小玩意儿，比如电子木鱼、赛博烟花等。如果发现有人写代码时，屏幕上文字较多，右边还留着一片空白的A4纸区域，那他很可能在写Markdown或LaTeX，而且大概率是在用Markdown。每周还有代数结构、概统（作业超多，一周十几题）、数理逻辑、量子物理（实在难懂）和毛泽东思想概论等课程。这学期本选了Java编程，我已自学完Java，但课程需用JavaFX，上了一周后，我便毅然退课了。其他内容会慢慢更新，预计七八月完成。别太在意排版，这个有点费时，慢慢来吧。今天是2024年4月22日，刚完成COD Lab5的报告，接下来这周验收后，就得全力备战量子物理期中考试了（28号考试，平时没怎么学，上课都没听讲，作业也是临时抱佛脚，准备用半周时间速成）。不过，其他科目也堆积了不少作业（目前还没下达），只能等考试结束后再赶了。下面回顾一下最近这段时间的生活状态。恭喜lzwl速通成功，特此告知大家。前个周日阅读OS文档。上周我在学习的同时，完成了上上周代数结构和数理逻辑基础的作业，难度适中，毕竟是大一课程。周二周三集中精力，完成OS实验速通。周四休息后，晚上及周五早上重新测试了操作系统两个代码，运行无误。周五下午在计算机组成原理课上完成作业，感觉很舒畅。毛泽东思想概论课上边学边做概率统计作业，用两小时完成了三题。晚上检查操作系统实验内容，之后又写了三题，目前还剩八题未完成。周六九点起床，刷抖音一小时，午饭后开始写概统，直到傍晚五点完成。七点左右用餐休息，之后边学边整理上周的代数结构与数理逻辑笔记。完成后观看美剧迷离时空，精彩至极，看到一点多才入睡。周日十一点起床，吃过午饭后，下午开始阅读COD文档，同时追剧并编写基础代码，完成段间寄存器部分。晚上花费整晚时间重构CPU布线，加入段间寄存器与FLUSH功能，最终通过代码编译，随后休息。早上起床后，OS课上我专注于完善CPU模块的逻辑设计。除了优化代码格式（如对齐处理等），还仔细检查是否有低级错误遗漏。下午计组课进行仿真时，遇到一个报错问题困扰了一节课。突然灵光一闪，发现问题所在：写优先逻辑有误，导致写入0号寄存器的值被直接读出。修正后，无分支测试样例顺利通过。计算机导论课上，在仿真过程中又发现b指令存在问题。苦思冥想许久，直至下课仍无头绪。离开教室前，鬼使神差地打开NPC_AUX模块，总觉得这里可能隐藏着问题。果然，经过一番仔细查看，发现接收的pCADd4信号并不属于当前传递过来的指令。于是新增了一个接口，调整了跳转指令的基地址，并同步修改了FLUSH的逻辑和接口以匹配改动。抱着试一试的心态再次仿真，结果大获成功！所有测试完美通过。心情舒畅之下，我关上电脑，愉快地去吃饭了。晚上回来，重新进行仿真、上板、比对，撰写报告。完成后觉得应留下记录，于是将内容分享到网络。上上周我完成了COD的Lab3，还提前搞定Lab4，为OS预留了一周时间。我简单阅读了OS文档，几乎写完了所有作业，只留下两份最简单的放到上周一完成。现在回想，这个安排相当明智。你问这么多干啥？上周事情确实不少，但早已胸有成竹。写完这个就要开始复习（预习）lzwl了，考完试完成这周的作业（目前还没布置），接着就是五一。五一期间要写计算机导论的结课论文、OS的Lab3（涉及内存分配，可能是实现一个malloc，听说有点难，但我还没看文档），还有COD的Lab6。另外还不知道有没有其他任务。这个五一假期过得真充实。写代码的生活真是充实又有趣。