ia32架构的操作系统基本功能的研究与实现(附件)
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1. 绪论 2
1.1研究背景和意义 2
1.2国内外发展趋势 2
2. 系统分析 3
2.1系统设计目标 3
2.2系统功能模块划分 4
3. 系统实现 5
3.1 操作系统引导模块 5
3.1.1软盘与启动区介绍 5
3.1.2读取软盘 7
3.1.3 保护模式 7
3.2 图形化界面 10
3.2.1处理器支持及画面模式实现 10
3.2.2色号设定 11
3.2.3 鼠标绘制 12
3.2.4 图层管理 12
3.3 I/O设备和中断管理 14
3.3.1 I/O中断简述 14
3.3.2 处理器支持 15
3.3.3设计与实现 17
3.4 内存管理 21
3.4.1内存管理概述 21
3.4.2处理器支持 22
3.4.3 设计与实现 22
3.5 多任务管理 27
3.5.1多任务概述 27
3.5.2 处理器支持 28
3.5.3 设计与实现 29
4. 命令行窗口 30
4.1输出字符实现 31
4.2一些基本命令的实现 33
4.3 API(application program interface)和应用程序实现 34
5 系统测试 35
5.1 内存与图层管理测试 35
5.2 多任务模块测试 37
6. 结论 37
6.1 总结 37
6.2不足与展望 37
致谢 38
参考文献 39
基于IA32架构的操作系统基本功能的研究与实现
引言
1. 绪论
1.1研究背景和意义
计算机操作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
系统（Operating System，简称 OS）是计算机软件最基本的组成部分，每当打开计算机操作系统就会自动启动，它是计算机系统的核心软件，具有管理计算机硬件资源、为用户提供界面操作、为应用程序提供调用接口等功能[1]。
计算机是由硬件和软件两大部分组成的，如图1所示，计算机硬件就是物理实体，它包括主机（处理器（CPU）、内存）、I/O设备（键盘、显示器、I/O接口等）以及其他一些外围设备（打印机、光盘等）。在此基础上为了方便用户使用还需要编制各种系统软件用来管理上述硬件设备，扩充机器的功能，这些系统软件的总和便称作操作系统。操作系统主要有五大功能：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业调度[2]。
图 1 计算机系统组成示意图
自己动手设计操作系统是深刻理解操作系统抽象理论知识的有效手段，但操作系统与计算机硬件关系密切，抛开硬件仅仅关注操作系统软件本身，依旧难以理解其核心部分的实现原理。
本项目立足学习者的角度，通过分析还原一个最简单操作系统的实现过程，为初学者们提供从理论到实践的参考，让大学生们更好地理解操作系统这门课程，对整个计算机学科有一个更深的理解。
与操作系统相应的处理器虽然已经发展到了64位，但本项目选择Intel IA32体系结构，具体实现选择80386处理器，因为这种架构结构较为清晰，且具有诸多为现代操作系统提供的优秀设计，如保护模式等，能够满足基本功能操作系统的开发。
1.2国内外发展趋势
1946年2月14日，世界上第一台计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生，经过半个多世纪的发展，如今的计算机不管是在体积还是运算速度又或是存储性能上都发生了翻天覆地的变化，作为计算机最核心的软件——操作系统也在科技推动下不断完善进化。
操作系统的发展阶段大致可分为手工阶段、批处理阶段、多道程序系统阶段以及现代操作系统阶段。其中手工阶段时期计算机速度慢、规模小、设备小，操作系统尚未出现，程序员采用手工方式将事先准备好的程序和数据穿孔在卡片上输入计算机，然后启动程序运行。批处理阶段，计算机主要元件由晶体管替代，速度提高，出现了早起操作系统。多道程序系统阶段才出现真正的操作系统，此时中小规模集成电路发展迅速，计算机运算速度大大提升，操作系统开始迅速发展，出现了多道批处理系统、分时系统等。随着大规模、超大规模集成电路发展，操作系统发展最终步入现代操作系统阶段，计算机体系更加优化，微处理器迅猛发展。
与操作系统相对应的是Intel处理器的发展，1971年Intel公司发明了世界上第一个微处理器4004，这款4位微处理器只有45条指令，每秒只能执行5万条指令。1972年Intel继续推出8008处理器。1978年，Intel推出了首枚16位微处理器8086，后续出现性能更出色的8088，以后Intel生产的处理器均对8086兼容。1982年，Intel推出最后一块16位处理器80286。1985年Intel第一代32位处理器问世，这就是著名的80386，这款微处理器标志着Intel进入32位时代，集成了27万5千只晶体管，每秒可以处理500万条指令，同时也是第一款具有多任务功能的处理器。1989年Intel推出80486，这是最后一款以数字为编号的处理器，此后Intel进入Pentium处理器时代。Pentium是x86系列一大革新。
所谓IA32架构即Intel Architecture 32bit简称，是Intel32位体系架构，包括从80386开始往后直到Pentium4的一系列32位处理器。
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