目录
摘要 1
一、实践目的与意义 2
二、实践任务与合作 2
三、程序结构说明 2
四、裸机硬件仿真设计 3
（一）CPU设计 3
（二）内存设计 3
（三）硬盘设计 4
（四）地址线数据线 4
五、通用数据结构设计 4
（一）页表设计 4
（二）PCB设计 5
（三）JCB设计 5
（四）系统全局变量 6
六、模块设计说明 7
（一）作业管理 7
（二）进程管理 8
（三）页面管理 11
（四）调度算法 13
（五）界面模块 14
七、参考文献 14
附件1：程序文件及结构说明 15
附件2：类图说明 16
三、程序结构说明
本系统的结构设计参考了操作系统课本的设备管理章节，从最底层向上可分为：硬件、硬件驱动、系统管理模块、系统内核、UI界面。同时，由于对于硬件部分的仿真本身就包含了存入、读取的功能，所以将硬件与硬件驱动进行合并。在系统管理模块部分，分为：作业管理、进程管理、页面管理三部分。在系统内核部分，系统提供了系统的全局变量与系统的操作类，用来将其下的三个模块进行整合。再向上，即JAVA所提供的UI交互界面，可以方便用户使用该系统。
程序的总体结构设计如图所示。
四、裸机硬件仿真设计
（一）CPU设计
CPU硬件中包含计时器与MMU。在程序设计时，需要将两者分开，设计三个类，CPU类“cpu”，计时器类“timer”，MMU硬件类“mmu”。timer与MMU只在cpu类中存有唯一一个实例，即可体现出计时器与MMU包含于CPU的概念。任何对计时器与MMU的调用，都需要通过cpu类中的实例来进行，而不能够直接访问。
CPU类的定义为：
public class CPU
{
public static CPU cpu=new CPU();
public Timer ti;
public MMU mm;
}
CPU的结构及内容：
1、地址寄存器PC
2、PSW程序状态寄存器
3、IR（指令寄存器）
4、页基址寄存器CR3
5、在时间片结束时执行完的指令数量already_run
（二）内存设计
内存大小为32KB，故可根据该要求设计memory类，该类有一个总大小为32KB的对象数组，为short类型，因为系统要求地址线与数据线为16位，所以在该系统的设计时，统一使用short类型数据。需要注意：内存memory类为文件的映射，因此，在该类被实例化之前，其构造函数需要进行从文件到对象的映射，即读取文件内容，并根据文件内容初始化该实例。内存硬件类memory只是简单地对硬件进行模拟仿真，不需要过多复杂的操作，只需要提供两个基本操作即可，即数据的存入与取出。但是，数据的存入与取出都需要通过地址线与数据线。
内存类的定义为：
public class Memory
{
public static Memory memory=new Memory();
private byte []data=new byte[32*1024]; //32KB=32768B
}
内存总大小为32KB，规定：前16KB为内核区，后16KB为用户区
内核区存储的内容：核心栈+系统内核，进程所有PCB信息
综上所述，内存的组成结构为：
核心栈+系统内核（1页）、PCB池（31页）、用户区（32页）
