构建小程序 · 第 30 / 30 课 · 约 20 分钟
你自己的迷你操作系统
将队列作业分派到可复用服务,并记录结果。
01 / 解释
理解概念
操作系统协调资源,并向程序提供服务。最终项目是刻意简化的小型分派器,不是完整的现代操作系统:它消耗作业队列,选择服务,调用服务,再记录结果。
每个作业包含操作代码和值。代码 0 加倍,代码 1 求平方,代码 2 加一。输出保留完整整数结果,内存结果日志只保存字节。在系统实验室研究这些概念相关的调度、独立核心状态和事件处理。
02 / 试做
观察实际执行
两个服务结果为 8 和 9。挑战再加入队列、分派分支及第三项服务。
LOAD 4
CALL double
STORE 64
PRINT
LOAD 3
CALL square
STORE 65
PRINT
HALT
double: MUL 2
RETURN
square: MUL R0
RETURN用单步一次跟踪一条指令。你可以修改示例并重新执行。
03 / 挑战
让它正确运行
读取 N(0–3),再读取 N 对(操作、数值)。操作 0 加倍,1 求平方,2 加一。通过 CALL 子程序分派。输出每个完整结果,并按作业顺序把结果字节存入地址 64、65、……。
检查器为 4 个测试案例分别在全新机器上运行当前编辑器程序,并自行提供输入和预设内存。实验室当前输出和内存不会决定结果。
INPUT
COPY R0 R3
LOAD 64 R2
LOOP R3
INPUT
COPY R0 R4
INPUT
COPY R0 R1
#
RETURN
HALT
double: MUL 2
RETURN
square: MUL R0
RETURN
increment: ADD 1
RETURN需要提示?
载入操作代码执行 CMP 前,先保存作业值。调用所选服务前,立刻恢复该值。
查看完整示例答案
阅读程序,预测每条指令的效果,再在实验室逐步执行。
INPUT
COPY R0 R3
LOAD 64 R2
LOOP R3
INPUT
COPY R0 R4
INPUT
COPY R0 R1
LOAD R4
CMP 0
JUMP_IF_ZERO doubleJob
CMP 1
JUMP_IF_ZERO squareJob
LOAD R1
CALL increment
JUMP finish
doubleJob: LOAD R1
CALL double
JUMP finish
squareJob: LOAD R1
CALL square
finish: STORE R2
PRINT
LOAD R2
ADD 1
COPY R0 R2
RETURN
HALT
double: MUL 2
RETURN
square: MUL R0
RETURN
increment: ADD 1
RETURN表情符号 CPU 实验室
表情符号程序
输入 LOAD、ADD 或其他操作码,再按空格插入表情符号。Ctrl/⌘ + Enter 运行或暂停;Escape 暂停;Ctrl/⌘ + ] 缩进。Tab 移动焦点。标签使用冒号,跳转使用从零开始的指令地址。
指令映射与断点(0)
断点在指令执行前停止。运行会跳过一次当前已停止断点并继续;单步直接执行它。编辑源代码会清除旧断点和机器状态。
CPU 寄存器
- R0
- 0
- R1
- 0
- R2
- 0
- R3
- 0
- R4
- 0
- R5
- 0
- R6
- 0
- R7
- 0
栈与循环帧
SP = 255 − 数据深度 − 调用深度。栈独立于内存。
数据栈(底 → 顶)
空
调用返回地址(底 → 顶)
空
循环帧
空
输出与输入
执行 PRINT 指令以查看输出。
排队的输入: 空
内存 · 256 字节 · 0 个非零
每个单元显示地址:数值。R = 本步读取;W = 本步写入。选择单元以检查,或在执行前初始化。方向键移动,Home/End 定位行首或行尾,Ctrl/⌘ + Home/End 定位整个内存的起点或终点。
执行轨迹 · 0 项
下方显示最近记录。检查任意从零开始的索引,查看完整独立的执行前后状态。
检查你的挑战
随时可以检查。全部案例通过后才记录完成。
进度仅使用 localStorage,保留在此浏览器,从不发送至服务器。