One of the most effective ways to learn something new is by actively practising it, and there is—maybe—no better way to study an Operating Systems course than by building your own OS.
However, it is important to emphasize how the realization of an operating system capable of running on a real hardware machine could be an overly complex and unsuitable task for an undergraduate student.
Nonetheless, it is possible to use a simplified computer system simulator to achieve the goal of teaching Computer Science foundations in the University environment, thus allowing students to experience a quite realistic representation of an operating system.
µMPS has been created for this purpose, a pedagogically appropriate machine emulator, based around the MIPS R2/3000 microprocessor, which features an accessible architecture that includes a rich set of easily programmable devices.
µMPS has an almost two decades old historical development and the outcome of this following thesis is the third version of the software, dubbed µMPS3.
This second major revision aims to simplify, even more, the complexity of the emulator in order to lighten the load of work required by the students during the OS design and implementation.
Two of these simplifications are the removal of the virtual memory bit, which allowed address translation to be turned on and off, and the replacement of the tape device, used as storage devices, with a new flash drive device—certainly something more familiar to the new generation of students.
Thanks to the employment of this software and the feedback received over the last decade, it has been possible to realize not just this following thesis, but also to develop some major improvements, which concern everything from the project building tools to the front-end, making µMPS a modern and reliable educational software.
Uno dei metodi più efficaci per imparare qualcosa di nuovo è facendo pratica, e probabilmente, non esiste modo migliore di studiare un corso di Sistemi Operativi, se non scrivendo il proprio SO.
È tuttavia necessario prendere atto di quanto la realizzazione di un sistema operativo, in grado di girare su una vera macchina hardware, sia un compito eccessivamente complesso e quasi inadeguato per uno studente universitario.
Ciò non toglie che sia però possibile far uso di simulatori di sistemi semplificati rispetto alla realtà, al fine di riuscire nell'insegnamento dei fondamenti dell'Informatica in contesti universitari, permettendo cosı̀ agli studenti di sperimentare con una rappresentazione di un sistema operativo abbastanza realistica.
µMPS è stato sviluppato proprio a questo scopo, un emulatore di sistemi pedagogicamente appropriato, basato sul microprocessore MIPS R2/3000, e dotato di un'architettura accessibile e di una ricca lista di dispositivi facilmente programmabili.
µMPS conta quasi vent'anni di sviluppo, ora aggiornato tramite la seguente tesi alla sua terza versione, chiamata µMPS3. Quest'ultimo aggiornamento mira a semplificare, ancor di più, la complessità dell'emulatore, al fine di alleggerire il carico di lavoro richiesto agli studenti durante lo sviluppo e l'implementazione del sistema operativo.
Due di queste semplificazioni sono la rimozione del bit di memoria virtuale, che permetteva l'attivazione e la disattivazione della traduzione di indirizzi, e la sostituzione dei nastri, utilizzati come dispositivi di archiviazione, con delle nuove unità di memoria flash—certamente più familiari alla nuova generazione di studenti.
Grazie all'utilizzo di questo software e dei feedback ricevuti, nel corso degli ultimi dieci anni, è stato possibile non solo realizzare la seguente tesi, ma anche apportare alcune importanti migliorie che riguardano tutti i campi, dagli strumenti di compilazione del progetto alla parte front-end, rendendo cosı̀ µMPS un software pedagogico moderno e affidabile.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
