提高空间科学任务地面段系统与运行的费效比_胡行毅

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提高空间科学任务地面段系统与运行的费效比

1 概述

一个ESA空间科学任务的研发和执行分成以下不同的阶段：征集想法、提交科学计划建议、建议书遴选、提交正式建议书(前期A阶段)、定义阶段（A、前期B、B1）、有效载荷选购评议阶段、实施阶段（B2、C/D、E1）、试运行与运行利用阶段（E2）、维护处置与评价阶段（F）等，这一过程称为空间科学任务的全生命周期。[1]

空间科学任务设计时需要考虑一些要素，一般，由科学团队负责定出科学目标和有效载荷模型，然后由技术团队转化成飞行器设计、任务分析、推进、地面段等等约束（图1示）。而在现实实际中，这种转化是双向的，反复论证和迭代的过程，例如在质量（mass）指标出现问题时，首先是直接影响实现科学目标的有效载荷的质量。如果导致出现了不可接受的预算影响时，科学团队和技术团队就得紧密合作，需要重新定义科学需求。仅从定义阶段就可以看出要支持实现一项空间科学任务的费用是很高昂的。

空间科学任务的设计与实施分为空间段任务和地面

+ 胡行毅 中国科学院国家空间科学中心

【摘 要】降低空间科学任务的费用是世界各国现在和将来都在致力的方向和挑战。在空间科学工程地面段系统和运行中引入商业模式和提高综合运行效率，能在可靠的运行条件下减少系统的成本和开销。这里用近年发展出的微小卫星综合性空间任务运行系统（COS-MOS）和GARADA SAR编队飞行计划的地面段任务开发为例表明对空间科学任务实施全生命周期的运行管理并降低地面段系统与运行费用是降低空间科学任务成本的有效途径之一。

【关键词】空间科学任务 地面系统 有效载荷。

段任务。近年来、微卫星和立方星的出现，已经逐步降低了空间段任务的费用；相应的地面段任务要求用较低的成本和灵活的方法去支持诸如用多皮星轨道部署器（poly pico-satellite orbital deployer P-POD）弹射分离部署的立方星和皮卫星的优化管理运行，并对之建立起统一的验收标准与方法。由于地面段任务的特点是支持和服务于空间科学任务的实现，具有相对的持续性、永久性和重复性，应该也有可能降低作为空间任务基础设施的地面系统建设和运行的费用,以期达到空间任务特别是空间科学任务的可持续性和在费用上负担得起。

通常，为了有效地支持空间科学任务，需要设计和建设地面段任务支持系统，用以获取数据、操作运行、管理与协调任务、长管以及维护。其具体内容也包括对有效载荷的全生命周期的管理，因而，地面段系统的任务建设和运行周期长，运行费用相对亦较高。

目前，可能减少空间科学地面段系统与运行成本的几个方面是：

○不追求绝对的可靠性，例如：允许每轨

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Satellite

& Network

（pass）丢失1%的数据，减少一些地面覆盖率等；

○减少要求地面系统实时或近实时地获取数据，也尽可能减少最终用户实时或准实时使用数据的要求，以保证地面低带宽的传递数据；

○尽管允许个别用户自己拥有数据处理的能力，但是操控功能和数据应该集中在一个地方，多数用户可通过网络访问数据。这些数据包括：任务规划（指令准备和验证）、和卫星的TTC接口、星上设备的工况和健康状态监控、数据分发给最终用户前的初步预处理、射前与射后地面电气支持设备（EGSE）的使用等；

○尽可能共享国有和社会商业资源，例如共享TTC测控网和商业传输网络等；设备尽可能模块化并使用商业与现成的货架产品，即插即用；

○尽可能采用自动化运行模式（开环）与自主运行模式（闭环），采用人工智能和专家系统，

提升系统的自治性和重用性。

本文首先介绍一种开放架构的综合性空间任务运行系统（COSMOS），它能支持一个或多个飞行器空间任

图1空间科学任务设计

务的全生命周期的运行，可以完成航天器设计、开发、测试和维护阶段的任务。这是一组适合于有限经费的航天器与有效载荷运行操作的开放的软件工具，配合以硬

件和飞行器、有效载荷、地面控制网络及其它任务用户

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的接口。其开放架构的基本特征是易于做适应性修改，包括源代码和外部模块的插入。目前COSMOS的主要任务操作与支持工具（MOST）可支持LEO运行、国际探月任务的0阶段研究及着陆器与巡视器监控、动态电离层立方体实验卫星（DICE）、电话卫星(PhoneSat)等多种空间任务。完成任务的基本需求是任务响应迅速和系统故障的快速恢复。其次介绍正在研发的澳大利亚GARADA SAR编队飞行项目的地面段系统和运行。

通过美国和澳大利亚的两个空间任务实例，表明对空间任务实施全生命周期的综合管理，改进和降低地面段系统的成本是提高空间任务特别是空间科学任务费效比的有效途径。

2 综合性空间任务运行系统[2]

综合性空间任务运行系统（COSMOS）是获得美国宇航局开展促进竞争性研究的试验计划（NASA/

EPSCoR）所支持的一个项目。起始于2010年9月，于2013年8月31日完成阶段性工作。由夏威夷大学的夏威夷空间飞行实验室（HSFL）牵头，目标是针对300kg 以下的LEO微小卫星的全生命周期任务运行提供一揽子的支持，内容为AIT与校核、地面站、任务运行中心（MOC）和仿真操作测试试验台的设计、开发、实施与运行。这样一个系统拥有能随时嵌入外部应用和工具的即插即用框架（PNP）和开放的系统架构和软件，使用户能迅速开发新的系统特性与功能。美国宇航局艾姆士研究中心（NASA Ames Research Center）是项目主要的合作伙伴。COSMOS的软硬件任务运行工具已安装于HSFL和ARC的任务运行中心，用于支持它们的微卫星。

COSMOS能支持全生命周期的空间任务运行功能，包括：任务的规划与计划、信息来往操作、数据管理、任务分析、任务状态的显示投影、测试试验台仿真

图2.功能架构与接口关系

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Satellite & Network

操作、地面网络监控、有效载荷操作、平台姿轨动力学、系统管理和质量保证等。为了完成任务运行功能，该系统提供了任务运行人员和飞行器人员、地面控制网络人员、有效载荷人员以及其他客户的接口。各任务地面站配置一台计算机用于COSMOS与地面站之间的数据管理接口，监控地面站的运行状态。

COSMOS基本的功能架构与接口关系如图2示。提供的基本元素是以图形界面完全交互性地创建仿真器，操作测试试验台以及飞行与运行软件。COSMOS所支持的任务运行按功能流程有4个主要的过程：

?任务规划与分析，也包含指令排序和仿真器与操作测试试验台（OTB）；

?MOC与地面网络内的各项信息来往操作；?COSMOS吞吐的全部数据管理；

?任务分析，包含分析趋势、状态、轨道、弹道，任务完成等有助于判决任务成功的有效措施的数据，将任务分析的结果反馈给任务规划员、航天器工程师（特别是解决飞行器自主问题）、任务管理员和客户。

完成COSMOS任务运行主要功能的系统（工具）如下，它们对于新模块可以PNP嵌入：

?任务规划与计划系统（MPST工具）?任务运行与支持系统（MOST工具）

?操作测试试验台控制系统（OTB工具）与仿真器?地面段控制系统（GSCT工具）

GSCT的输入来自用户、客户与任务运行和支持工具，输出到客户与数据管理系统。和地面网络以图形化接口。包括：各个地面站的相关信息，例如：位置、天线类型、地面站往来接触信息、地面站状态。显示即将往来接触时的地面站配置（亦即，正等待上载的文件，频率设置，开环跟踪的星历文件），也要监控在接触时的地面站状态，显示天线指向角，实际与预计的天线指向、载波信号检测与锁定状态、信号强度与数据率等。

用户从任务中心向地面站发送所需的指令。以一定的方式观察地面段/网络数据，让用户快速而简易地了解信息。也能在地图上观察到地面站状态。

?数据管理系统（DMT 工具）?飞行动力学系统（FDT工具）?COSMOS执行操作器（CEO）?引擎（ENGINES）

引擎是为完成COSMOS某些复杂的过程所提供的先进功能软件工具。例如：星历器、仿真器、分析与报告以及其他图形工具。

COSMOS的中心部分，是可视化工具、支持工具以及生成与操作数据所需的其它工具集的一些底层程序，它们尽可能建立在现有的协议和方法之上。开放的架构使COSMOS容易修改并适应于新的任务。其能支持多飞行器的软件层次架构与要素如图3示：

系统对于设计、研制开发、运行操作和维护是一个完全开放的环境。系统的基础是由一组支持各种功能套件的库组成。包括：数学函数、轨道坐标计算、协议支持、操作测试试验台硬件与仿真支持。主要是对应于以

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图3a

上功能的一组软件工具，包括：任务规划与计划、任务操作、测试试验台控制、地面段控制、数据管理、系统执行操作器、各类分析与支持等。关键要素都由模块组成，用现有的协议和方法来实现，易于移植、配置和扩充。

多飞行器能力

COSMOS能管理多任务多星。数量为几个或少于几十个飞行器时，它能在单一的一个MOC内管理多任务，这时，各卫星要么在主要的COSMOS工具中有其自己的部分要么在同样的或不同的操作台中有其自己的部分。倘若设备资源许可，就会更简单更容易地配置一个卫星一个操作台，与其它主机的GSCT，一个DMT，以及一个运行COSMOS执行程序的顶级协调操作台。

关键是要高水平地自动管理多飞行器。COSMOS

设计成‘熄灯（lights-out）’运行模式，无需人员常管，若系统检测发现问题就自动给管理员发送能用于作出适当响应决定的短信，或者遥控或通过给MOC发信息来管理。采用公共的代理（agents）与工具来管理多飞行器数据的关键是清除和数据文件与组织数据有关的航天器标识。这一点用飞行器标识器来实现。

COSMOS要解决的更困难的问题是航天器群的任务规划与计划、指令生成与测试装载、协调它们相互工作以及调配地面段的资源。

3 GARADA项目[3]

GARADA SAR编队飞行项目是一项澳大利亚国际合作的空间对地观察(EO)工程研究项目，其主要任务是探索测量澳大利亚的土壤含水量，森林生长情况和水

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Satellite & Network

图3b.软件要素

灾变化事件。项目开展于2010年12月至2013年6月(阶段0、A范围)，根据项目评估将继续延续。GARADA 由澳大利亚空间研究计划(ASRP)提供经费支持，澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）的澳大利亚空间工程研究中心（ACSER）牵头负责，合作伙伴有其他的澳国内外的大学与公司。GARADA项目的研究工作按工作

分解法（WBS）由11个工作包组成，每一个工作包都由一位国际知名的首席研究员牵头。工作包将潜在产生独立研究的新知识和新概念，并反馈给项目定义的全部目标之中。这11个工作包分别是：空间系统工程和雷达应用、L波段SAR方案、L波段SAR系统分析、双基雷达、原型导航接收机、编队飞行算法、轨道模型、轨控

分析、工业化分析、地面段研究和项目管理。

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GARADA项目的任务设计是在需求分析的基础上，其任务分为空间段和地面段。

空间段由飞行器、飞行器的地面支持设备及发射服务组成。空间系统由两个间隔180度完全一样的SAR 卫星编队组成，卫星运行于倾角97.9o的太阳同步轨道，轨道高度630km，降交点地方时06：00AM，轨道重复周期6天，每3天覆盖澳洲全境。平台包括姿轨控系统，热控系统，电源系统，数管系统，推进系统和通信系统。有效载荷是L频段SAR和高精度GNSS接收机。距离分辨4-11米（单视），方位分辨7米（单视、条带）。任务运行和有效载荷操作以及有效载荷数据处理都在澳大利亚本土并由澳大利亚人员负责。

地面段定义是在空间段概念和用户需求的基础上，内容概括了地面段概念，运行，需求，地理位置部署与系统架构与实现。地面段设计使成本最小化，原则是尽可能地使用COSTS产品设备，并无缝地整合到现有的EO系统之中。经过评估后，预计地面段系统总共计划69个月完成A,B,C,D阶段。GARADA地面段定义还包括到南极地面站的数据流建模（利用南极宽带ASRP项目）。

地面段由全部地面系统和运行组织机构组成。它们分别支持任务运行前的准备活动、地面系统运行以及全部运行结束后的活动。

按设计，接收站使用南极接收站（AG）接收极轨卫星的下行数据，以提供良好的轨道覆盖，利用国家宽带网络（NBN）和南极宽带（AB）链路系统，将下行数据从南极中继回澳洲大陆。这就使南极接收站具有翻倍的下行能力，即接收现有的极轨卫星与未来规划的依赖于挪威Svalbard接收站的极轨卫星的接收。第二个地面站是现有的Tasmania接收站，以提供辅助轨道覆盖和冗余备份，但需要升级。

地面段系统由高速数据链路内连的现有系统和定

制系统组成。其架构设计包括:

·地面站系统 (GSS)

承担有效载荷和遥测数据的下行接收和传输指令数据上行到GARADA飞行器；将澳大利亚现有的三个高数据率接收站升级到6个，即在东北部澳洲，西部澳洲和南极增加3个新站。能提供80%的极轨飞行器的访问率，经评价该布局对澳洲的覆盖、冗余与分集最佳。

·任务控制系统 (MCS)

承担飞行器平台与有效载荷的任务分析准备、规划与计划、测控监控、操作运行与仿真、在轨软件维护管理、数据管理、空地时间管理、和地面网络管理与接收站的监控等。解决方案是采用运行COTS软件之COTS 硬件计算平台阵列，只开发COST软件产品与系统的接口所需的定制软件，以解决地面站控制的任务专门功能，SAR的管理，应用专门的数据库和任务控制系统仿真器；

·任务管理和数据处理系统 (MMDPS)

承担SAR和GNSS有效载荷的校准与处理，影像的解释，接受用户的申请，向用户分发处理的数据产品。也包含任何从SAR数据测定土壤水分的处理算法和系统相关的需求。用主要运行定制软件的COTS计算平台来实现，软件开发活动是需要开发将SAR回波数据处理成影像产品的软件，以及需要开发进一步处理生成土壤湿度轮廓以及洪水、森林与油膜概况产品等复杂算法的软件。数据产品分为：0、1A、1B、1C、1D和2级。

·通信系统 (CS)

承担地面系统之间和地面段与外部之间的全部语音和数据通信互联；借用国家宽带网提供的高速数据链来实现地理位置分离的各个地面系统从任务管理和数据处理系统到用户之间的通信。从南极站的数据返回澳大陆规划是通过已有的南极宽带系统，现有的中继卫星系统和海事卫星Global Xpress（GX）系列宽带卫星对于南

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Satellite

& Network

极链路也是可能的。对于SAR高速率数据采用X频段全带宽的双宽带数据链路将提供所需的数据率和现有地面站的兼容性；

·支持系统 (SS)

提供地面段的硬软件维护和升级，也负责飞行器飞行软件的升级和上载。利用现有的COTS硬件和软件工具来实现，仅需要进行很少的开发活动。

由于GARADA的所有数据都是在接收数据之后的地面完成，所以，地面段的需求应包括由用户顾问组提出的数据处理需求。

地面段任务也包含培训运行人员，承担任务的准备和运行。典型的运行人员包括：

·运行经理·航天器操作人员·SAR操作人员·任务规划人员·飞行动力学工程师·地面系统操作人员

·SAR 有效载荷研发人员，如科学与算法专家，最终用户联络人员，产品生成支持人员和校准专家

·地面系统维护工程师.

用参数估计法（parameter estimation）对GSRADA项目的经费做了粗略预估（ROM），供预算目的用。

GARADA的运行概念和任务目标是：

·研发的硬软件要保持最小规模和最大利用现有的成熟硬软件；

·满足现有的监管要求；

·为了最小的研发和运行成本，现有的基础设施要尽可能使用；

·GARADA系统要使用标准的数据格式以便允许最大的利用COTS产品并对现有客户产生的影响最小；

·为了兼容未来可能的应用，设计系统以允许数据和数据处理分离并分成保密的和不保密的。

任务规划包括飞行运行规划、数据处理规划、采集活动规划。

4 结束语

因篇幅所限，从两个国外空间项目的研究、设计和实施等简介中，可以初步了解到国外对于提高空间任务费效比的研究、方法和实施的状况以及取得的实实在在的阶段成果和利益。

对比我国，中科院正在进行的空间科学先导专项，虽然在这方面也已开展了有益的探索，但随着我国空间科学事业的迅速发展和进步，空间科学任务的需求也在空前高涨。为了我国空间科学事业的持续发展和在经费投入上能负担得起或能办更多的事，对空间科学任务实施全生命周期的综合性管理，注意提高地面段系统与运行的费效比，使需求和供求相匹配，还有待进一步地研究和探讨。

参考资料

[1]V.Martinez pillet etc., Payload and Mission Definition in Space Science, Cambridge University Press 2005,

[2]Trevor C. Sorensen etc., A University-developed Comprehensive Open-architecture Space Mission Operations System (COSMOS) to Operate Multiple Space Vehicles Proc.AIAA-1296468-2012

[3] Garada Final Report - Volume I - Main Report，2013作者简介：胡行毅，中科院国家空间科学中心研究员，

从事空间电子与信息系统研究。

操作系统课程设计

课程设计报告 2015～2016学年第一学期 操作系统综合实践课程设计 实习类别课程设计 学生姓名李旋 专业软件工程 学号130521105 指导教师崔广才、祝勇 学院计算机科学技术学院 二〇一六年一月

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一、概述 一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX 的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下： 本次课程设计是要实现一个简单的模拟Linux文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(20MB)作为文件存储器，并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式)，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。 二、设计的基本概念和原理 2.1 设计任务 多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login 用户登录 logout 退出当前用户 dir 列文件目录 creat 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 - 3 -

read 读文件 write 写文件 mkdir 创建目录 ch 改变文件目录 rd 删除目录树 format 格式化文件系统 Exit 退出文件系统 2.2设计要求 1) 多用户：usr1,usr2,usr3,……,usr8 (1-8个用户) 2) 多级目录：可有多级子目录； 3) 具有login (用户登录)4) 系统初始化（建文件卷、提供登录模块） 5) 文件的创建：create (用命令行来实现)6) 文件的打开：open 7) 文件的读：read8) 文件的写：write 9) 文件关闭：close10) 删除文件：delete 11) 创建目录（建立子目录）：mkdir12) 改变当前目录：cd 13) 列出文件目录：dir14) 退出：logout 新增加的功能： 15) 删除目录树：rd 16) 格式化文件系统：format 2.3算法的总体思想 - 4 -

操作系统课程设计文件系统管理)

操作系统课程设计Array文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看，加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统，实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create，open，read，write，close，delete等文件命令，对文件进行操作。 以下报告主要包括： 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计

4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解，但是经过本学期的三次实验的练习，可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关，可以不考虑。（零花费，零收益） 3.法律可行性 自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求： 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD（User File Directory）。这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD （Master File Directory）；在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目

嵌入式实时多任务操作系统

单片机系统中的多任务多线程机制的实现 文章作者：冉全章涤峰 文章类型：设计应用文章加入时间：2003年9月9日0:47 文章出处：单片机与嵌入式系统应用 摘要：单片机系统的开发多情况下不是在嵌入式操作系统平台上进行的，而是直接基于 处理器编写。在多任务并行执行的要求下，可以借鉴操作系统中的任务和线程机制，对资 源和处理器合理进行调度。本文以实例对此进行讨论。 关键词：单片机任务线程并行处理 引言 首先要指出的是一点是，我们不是讨论嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）的设计。我们讨论的是，在不使用RTOS的控制系统中，如何体现多任务多线程机制的程序设计思想。 一些嵌入式设备可以需要操作系统，例如掌上电脑、PDA、网络控制器等高性能的手持设备和移动设备。它们往往和无线通信、互联网访问和多媒体处理 等复杂而强大的功能联系在一起；对CPU要求也很高，往往是以通用CPU为原 型的各种高端嵌入式处理器。 作为一个完整的操作系统，RTOS有一个可靠性很高的实时内核，将CPU时间、中断、I/O、定时器等资源都包括起来，留给用户一个标准的应用程序接口（API）；根据各个任务的优先级，合理地在不同任务之间分配CPU的时间，保证程序执行的实时性、可靠性。内核一般都能提供任务调度和中断服务等功能，部分高档商业化产品，如Windows XP Embedded，甚至支持32位地址空间、虚 拟存储管理、多进程以及嵌入式操作系统中不多见的动态链接库（DLL）。对于这些RTOS来说，多任务实时处理不是件困难的事情。 但更多的情况下，用户使用的是另一类CPU——微控制器，即单片机，往往是按照某一流程执行单一任务。出于成本和技术上的原因，这类软件开发多数 还是基于处理器直接编写，没有选配实时多任务操作系统作为开发平台，也不

操作系统课程设计-模拟文件系统

目录 第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 2.1 系统的主要功能 (1) 2.2系统模块功能结构 (1) 2.3运行环境要求 (2) 2.4数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 3.1模块设计 (3) 3.2算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 5.1运行结果及分析 (4) 5.2系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7)

第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。 第2章概要设计 2.1 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： Login 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录

Cd 切换目录 Logout 退出登录 2.2系统模块功能结构 2.3运行环境要求 操作系统windows xp ，开发工具vc++6.0 2.4数据结构设计 用户结构：账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users;

操作系统03任务_0007

一、单项选择题（共 24 道试题，共 72 分。） 1. 按文件用途来分，编译程序是（）。 A. 用户文件 B. 档案文件 C. 系统文件 D. 库文件 满分：3 分 2. 在UNIX/Linux系统中，用户程序经过编译之后得到的可执行文件属于（）。 A. ASCII文件 B. 普通文件 C. 目录文件 D. 特别文件 满分：3 分 3. 文件管理实际上是管理（）。 A. 主存空间 B. 辅助存储空间 C. 逻辑地址空间 D. 物理地址空间 满分：3 分 4. 操作系统实现“按名存取”的关键在于解决（）。 A. 文件逻辑地址到文件具体的物理地址的转换 B. 文件名称与文件具体的物理地址的转换 C. 文件逻辑地址到文件名称的转换 D. 文件名称到文件逻辑地址的转换 满分：3 分 5. 数据库文件的逻辑结构形式是（）。 A. 流式文件

B. 记录式文件 C. 档案文件 D. 只读文件 满分：3 分 6. 由一串字符序列组成，文件内的信息不再划分可独立的单位，这是指（）。 A. 流式文件 B. 记录式文件 C. 顺序文件 D. 链接文件 满分：3 分 7. 链接文件解决了连续文件存在的问题，它（）。 A. 使用指针存入主存，速度快 B. 适合于随机存取方式 C. 不适用于顺序存取 D. 提高了存储空间的利用率 满分：3 分 8. 树形目录结构的主文件目录称为（）。 A. 父目录 B. 根目录 C. 子目录 D. 用户文件目录 满分：3 分 9. 在二级目录结构中，同一个用户不同文件的文件名（）。 A. 可以相同 B. 可以不同 C. 一定不同

D. 应该相同 满分：3 分 10. 如果文件系统中有两个文件重名，不应采用（）结构。 A. 单级目录 B. 树形目录 C. 二级目录 D. 非循环图目录 满分：3 分 11. 用ls命令以长格式列目录信息时，若某一文件的特征在文件列表中按如下顺序显示在屏 幕上： A. 读和执行 B. 读、写、执行 C. 写和执行 D. 读和写 满分：3 分 12. 下列属于文件保密技术的是（）。 A. 建立副本 B. 定期备份 C. 设置口令 D. 规定存取权限 满分：3 分 13. 大多数低速设备都属于（）设备。 A. 独占 B. 共享 C. 虚拟 D. SPOOLing 满分：3 分

浅谈我对计算机操作系统的认识

浅谈我对计算机操作系统的认识 朱雪松 L11214018 信息管理与信息系统 计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。 一．什么是操作系统 操作系统（英语：Operating System，简称OS）是一管理电脑硬件与电脑软件资源的程序，同时也是计算机系统的核心与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网上与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作接口。 操作系统的型态非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从手机的嵌入式系统到超级电脑的大型操作系统。许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统集成了图形化用户界面，而有些仅使用文字接口，而将图形接口视为一种非必要的应用程序. 二．操作系统的历史 (一)无操作系统的计算机系统 1.人工操作方式 从第一台计算机诞生（1945年）到20世纪50年代中期的计算机，属于第一代计算机，这一时期的计算机操作采用人工操作的方式直接使用计算机硬件系统，这种方式的主要特征是用户独占主机，CPU等待人工操作。可见这种方式严重降低了计算机资源的利用率，造成了人机矛盾。 2.脱机输入/输出方式 为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾，20世纪50年代末出现了这种技术。该技术是事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围机的控制下，把纸带上的数据输入磁带上。当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上将其高速的调入内存。 （二）单道批处理系统和多道批处理系统 1.单道批处理系统的处理过程及特征 上个世纪50年代中期发明了晶体管，为了充分利用晶体管，减少空闲时间，于是就出现了单道批处理，其自动处理过程是：首先，由监督程序将磁带上的第一个作业装入内存，并把运行控制权交给该作业。当该作业处理完时，把控制权还给监督程序，再由监督程序把磁盘上的第二个作业调入内存。其主要特征为自动，顺序，单道。其主要矛盾为主机和外设的矛盾。

操作系统课程设计报告

上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称：编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名：杜志豪.学号： 班级： 2012053班 . 同组姓名：孙嘉轶 课程设计时间：—— 评语： 成绩： 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1．2 使用算法分析： (4)

1． FIFO算法（先进先出淘汰算法） (4) 1． LRU算法（最久未使用淘汰算法） (5) 1. OPT算法（最佳淘汰算法） (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) ．1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27)

六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N

块内存（N

多任务操作系统Nucleus简介

多任务操作系统Nucleus简介 一、ATI公司简介 ■公司全称：Accelerated Technology Inc. ■成立于1990年8月 ■总部在美国Alabama州的Mobile ■在美国的加利佛尼亚，德克萨斯，马塞诸塞，佛罗里达以及田纳西等设有分支机构 ■在英国、法国和德国设有分支机构 ■在日本、韩国、澳大利亚、台湾、中国、意大利和俄罗斯等国设有代理商 1990年推出Nucleus实时多任务操作系统 ■专注于RTOS的研发、销售和技术应用及技术支持 ■1993年成为MOTOROLA推荐的四大RTOS厂商之一 ■1994年推出全球唯一的MNT虚拟开发平台 ■1994年推出全球唯一的VNET网络化虚拟平台 ■1994年成功地推出Java和RTOS产品 ■1995年成为全球第一大源代码RTOS厂商 ■1996年选定旋极科技公司为其中国大陆及香港地区独家代理商 ■1997年公司员工数量为82人，成为美国大型的RTOS厂商 ■1998年NET4.2成功推出 ■1998年成功推出机顶盒方案和OSEK汽车电子方案 ■1999年推出WebBrowser浏览器 ■1999年ATI公司员工数量为150人，已成为美国成长速度最快的嵌入式操作 系统公司 ■2000年NET4.4成功推出,完善了NUCLEUS的网络模块 二、Nucleus PLUS的特点： Nucleus PLUS 是为实时嵌入式应用而设计的一个抢先式多任务操作系统内核，其95％的代码是用ANSIC写成的，因此非常便于移植并能够支持大多数类型的处理器。从实现角度来看，Nucleus PLUS 是一组C函数库，应用程序代码与核心函数库连接

【精选】操作系统课程设计(文件系统管理)文件

评定等级 操作系统课程设计 文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制

文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看， 加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了 解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统，实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create，open，read，write，close，delete 等文件命令，对文件进行操作。以下报告主要包括： 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计 4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解，但是经过本学期的三次实验的练习，可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关，可以不考虑。（零花费，零收益） 3.法律可行性 自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求： 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录 UFD （User File Directory ）。这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件 控制块组成。此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD （Master File Directory ）；在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目录项，其目录项中包括用户名和指向该用户目 录的指针。

任务系统操作流程

任务系统 工作程序描述 关键任务的完成情况是考核中的一项重要内容，任务系统功能实 现对任务的定义、实施记录、任务调整和任务评分，以及对任务 的总览和查询。 具体的操作步骤如下： 1任务总览 考核账号或大帐号进行以下操作： ?点选考核周期和分类，点击“查询”，进行某一类任务的总 览。

2任务查询 考核账号或大帐号进行以下操作： ?选中左侧树中的一个或多个部门或岗位，点选考核周期或填 选“开始时间”“结束时间”后点击“查询”按钮，查看选 中部门或岗位的任务列表。 ?同时可以进行按任务名称的模糊查询。 3任务定义 考核账号进行以下操作： ?选中左侧树中的某一部门或岗位，填选任务的开始时间和结 束时间后点击“查询”按钮，查看选中部门或岗位的任务列 表。

?点击“新建”按钮，在弹出窗口中进行任务的定义。 ?保存成功后，勾选要提交审核的数据，点击“提交审核”按钮，点击确定完成数据的提交审核。 ?其次，还可对勾选的数据进行修改、删除操作，这些操作只能在提交审核前进行，一经提交，数据将不能做修改、删除。 ?关键任务的导入、导出：勾选想要导出的任务数据，点击“导出”按钮，可将列表中的数据按照模板导出到excel文档，可在文档中对数据内容进行修改（请不要修改模板），然后 点击“导入”按钮，可将文档中的数据导入到系统中，并覆 盖原数据。

注意事项：在填选考核人和审核人时，要选择人，不要点选岗 位。 审核账号进行以下操作： ?勾选左侧树中某部门或岗位，可查看选中部门或岗位的待审 核的关键任务。 ?勾选列表中的待审核的关键任务，点击“审核“按钮，在弹 出的验证弹出窗口中，输入个人的账号（不是登录系统时的 审核账号），点击确定完成数据的审核。 注意事项：这里的执行人指的是实施任务的人员，考核人指的 是为执行人所完成的任务进行评分的人员，审核人将对该评分 进行审核。 在任务系统——任务实施中，将使用这里的执行人的个人账号 登陆系统，进行任务实施情况记录。 在任务系统——任务调整中，将使用这里的考核人和审核人的 个人账号登陆系统，进行任务调整并进行审核。 在任务系统——任务评价中，将使用这里的考核人和审核人的 个人账号登陆系统，进行评分和审核。 4任务实施 注意：执行人账号指在“任务系统_任务定义”中定义的执行人 的个人账号。 执行人账号（个人账号）进行以下操作： ?填选考核时间等信息后点击“检索任务”按钮，查看待实施 的任务列表。 ?勾选要执行的任务，点击“执行任务”按钮，在弹出窗口填 写此任务的执行情况。

认识Windows7系统教案

项目二使用Windows 7 操作系统为了使计算机系统的所有资源能协调一致地工作，必须要有一个软件来进行统一管理和调度，这种软件就是操作系统。Windows 7是美国Microsoft公司推出的新一代操作系统平台它继承了Windows XP的实用与Windows Vista的华丽，同时进行了一次大的升华。 本项目从基本概念、基本操作、文件管理、个性化设置和应用维护工具等几个方面介绍Windows 7系统的使用和操作方法。 任务一使用Windows 7操作系统 一、任务描述 对于刚刚购买电脑的初学者，首先需要学习操作系统的基本使用方法。本任务将展示在Windows 7操作系统，从启动操作系统、初步应用操作系统到最后退出系统的全过程。二、任务分析 要使用电脑并能初步应用，首先要学会操作系统的启动和关闭，并且有一定的顺序；要认识桌面图标和任务栏，了解Windows 7窗口的构成，学会窗口的多种操作方法；学会使用鼠标，了解不同鼠标样式代表的不同状态。 三、相关知识点 1．启动Windows 7 Windows 7的基本启动过程。 2．认识Windows 7的桌面 ⑴认识桌面图标 进入Windows 7系统后，整个屏幕显示如图2-1-1所示的桌面。与其它版本的Windows 类似，用户通常可以把一些常用的应用程序图标放置在桌面上，便于使用。 桌面图标是由一个形象的小图标和说明文字组成，图标作为它的标识，文字则表示它的名称或者功能。常用的图标有以下几个： ①“计算机”图标 “计算机”图标是计算机中所有资源的代表，双击图标就可以打开“计算机”窗口，可看到本计算机的所有硬件和软件资源信息。 ②“Administrator”图标 “Administrator”文件夹主要用来存放用户常规使用的文件信息。 ③“回收站”图标 这是Windows系统的“垃圾箱”。回收站是计算机硬盘中的一块特定区域，可以存放暂时被删除的文件或文件夹，若想恢复被删除的信息，可以再次把它们从“回收站”中捡回（还原）。但是，当文件或文件夹在回收站中被删除后，就不能再恢复了。 ④“网络”图标 通过它可以查看连入本地网络（邻近）的计算机，在条件允许的情况下，可以通过网上邻居连入本地网络中的其它计算机，从而达到资源互访的目的。 ⑤“Internet Explorer”图标 这是Windows系统中的浏览器，通过它用户可以方便地进入Internet浏览网页。

操作系统课程设计报告

; 一、概述 课程设计目的、意义： 课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法；加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。 主要任务： 模拟文件系统设计是设计和实现一个简单的文件系统。内容包括： 1.建立文件存储介质的管理机制 2.建立目录（采用一级目录结构） 3.文件系统功能（显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写） ~ 4.文件操作接口（显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写） 二、系统设计 课程设计的系统设计： 本系统模拟一个文件管理系统，要完成对文件的基本操作，文件的基本操作有文件、文件夹的打开、新建、删除和读取写入文件，创建更改目录，列出目录内容等信息。系统建立了文件目录树，存储文件系统中的所有文

件。对于用户名下的文件，用文件目录树的分枝来存贮。采用命令行操作界面很直观，也方便用户进行操作，用户只要按照操作界面所显示的命令来操作就行了。 整体设计框架： 系统初始化界面是由创建用户存储空间，管理文件，退出系统三个模块组成。用户创建由创建用户存储空间，进入目录，删除用户存储空间，显示所有用户存储空间，等模块组成。然后各个模块再由一些小模块组成。其中创建文件，打开关闭文件，读写文件等文件操作模块包括在进入目录模块里面。 三、系统实现 课程设计主要内容的实现程序代码： 《 #include <> #include <> #include <> typedef struct file{ char name[10]; struct file *next; }File; typedef struct content{ ! char name[10]; File *file;

操作系统介绍与安装完整版.doc

认识操作系统 系统简介 定义 ：操作系统（英语：Operating System，简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操 操作系统所处位置 作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。 操作系统的功能：包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供了各种形式的用户界面，使用户有一个好

的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口。 操作系统的种类：各种设备安装的操作系统可从简单到复杂，可分为智能卡操作系统、实时操作系统、传感器节点操作系统、嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、多处理器操作系统、网络操作系统和大型机操作系统。 按应用领域划分主要有三种： 桌面操作系统、 服务器操作系统 嵌入式操作系统。 ○1桌面操作系统 桌面操作系统主要用于个人计算机上。个人计算机市场从硬件架构上来说主要分为两大阵营，PC机与Mac 机，从软件上可主要分为两大类，分别为类Unix操作系统和Windows操作系统： 1、Unix和类Unix操作系统：Mac OS X，Linux发行

版（如Debian，Ubuntu，Linux Mint，openSUSE，Fedora等）； 一个流行Linux发行版——Ubuntu桌面 Mac OS X桌面 2、微软公司Windows操作系统：Windows XP，Windows Vista，Windows 7，Windows 8等。 Windows 8 Metro Windows 8桌面 ○2服务器操作系统 服务器操作系统一般指的是安装在大型计算机上的操作系统，比如Web服务器、应用服务器和数据库服务器等。服务器操作系统主要集中在三大类： 1、Unix系列：SUN Solaris，IBM-AIX，HP-UX，

51单片机最简单的多任务操作系统

/* 51单片机最简单的多任务操作系统 其实只有个任务调度切换,把说它是OS有点牵强,但它对于一些简单的开发应用来说,简单也许就是最好的.尽情的扩展它吧.别忘了把你的成果分享给大家. 这是一个最简单的OS,一切以运行效率为重,经测试,切换一次任务仅个机器周期,也就是在标准(工作于M晶振)上uS. 而为速度作出的牺牲是,为了给每个任务都分配一个私有堆栈,而占用了较多的内存.作为补偿,多任务更容易安排程序逻辑,从而可以节省一些用于控制的变量. 任务槽越多,占用内存越多,但任务也越好安排,以实际需求合理安排任务数目.一般来说,4个已足够.况且可以拿一个槽出来作为活动槽,换入换入一些临时任务. task_load(函数名,任务槽号) 装载任务 os_start(任务槽号) 启动任务表.参数必须指向一个装载了的任务,否则系统会崩溃. task_switch() 切换到其它任务 .编写任务函数注意事项: KEIL C编译器是假定用户使用单任务环境,所以在变量的使用上都未对多任务进行处理,编写任务时应注意变量覆盖和代码重入问题. 1.覆盖:编译器为了节省内存,会给两个没用调用关系的函数分配同一内存地址作为变量空间.这在单任务下是很合理的,但对于多任务来说,两个进程会互相干扰对方. 解决的方法是:凡作用域内会跨越task_switch()的变量,都使用static前辍,保证其地址空间分配时的唯一性. 2.重入:重入并不是多任务下独有的问题,在单任务时,函数递归同样会导致重入,即,一个函数的不同实例(或者叫作"复本")之间的变量覆盖问题. 解决的方法是:使用reentrant函数后辍(例如:void function1() reentrant{...}).当然,根本的办法还是避免重入,因为重入会带来巨大的目标代码量,并极大降低运行效率. 3.额外提醒一句,在本例中,任务函数必须为一个死循环.退出函数会导致系统崩溃. .任务函数如果是用汇编写成或内嵌汇编,切换任务时应该注意什么问题? 由于KEIL C编译器在处理函数调用时的约定规则为"子函数有可能修改任务寄存器",因此编译器在调用前已释放所有寄存器,子函数无需考虑保护任何寄存器. 这对于写惯汇编的人来说有点不习惯: 汇编习惯于在子程序中保护寄存器. 请注意一条原则:凡是需要跨越task_switch()的寄存器,全部需要保护(例如入栈).根本解决办法还是,不要让寄存器跨越任务切换函数task_switch() 事实上这里要补充一下,正如前所说,由于编译器存在变量地址覆盖优化,因此凡是非静态变量都不得跨越 task_switch(). 任务函数的书写: void 函数名(void){//任务函数必须定义为无参数型 while(1){//任务函数不得返回,必须为死循环

操作系统课程设计二级文件系统

操作系统课程设计报告 专业：计算机信息处理 学号：09103408 姓名：纪旻材 提交日期：2011-12-28

【设计目的】 1. 课程设计目的是通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能和内部实现。 2. 结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一步理解操作系统。 3. 通过对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力 【设计内容】 1、delete 删除文件 2、open 打开文件 3、close 关闭文件 4、write 写文件 【实验环境】 Windows7系统

Visual studio 2010 【相关知识综述】 本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。如：file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。 【设计思路】 1 主要数据结构 #define MAXNAME 25 /*the largest length of mfdname,ufdname,filename*/ #define MAXCHILD 50 /*the largest child每个用户名下最多有50个文件*/ #define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*the size of fpaddrno*/ typedef struct/*the structure of OSFILE定义主文件*/

电大操作系统形考任务

操作系统形考3 一、单选题（每题3分，共计16题） 题目1 答案已保存 满分3.00 标记题目 题干 17. 文件的存储空间管理实质上是组织和管理（）。 选择一项： A. 辅存已占用区域 B. 辅存空闲块 C. 文件目录 D. 进程控制块 题目2 答案已保存 满分3.00 标记题目 题干 11. 文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理记录之间的对应关系表，由此表和文件本身构成的文件是（）。 选择一项： A. 链接文件 B. 索引文件 C. 逻辑文件 D. 连续文件

题目3 答案已保存 满分3.00 标记题目 题干 3. 特殊文件是与（）有关的文件。 选择一项： A. 二进制数据 B. 文本 C. 图像 D. 硬件设备 题目4 答案已保存 满分3.00 标记题目 题干 20. 在UNIX系统中，某文件的使用权限设置为754，则表示（）。选择一项： A. 同组用户仅能读 B. 其他用户可读、写、执行 C. 文件主可读、写、执行 D. 同组用户仅能写 题目5 答案已保存

满分3.00 标记题目 题干 12. 文件名与（）的转化是通过文件目录来实现的。选择一项： A. 逻辑地址 B. 物理地址 C. 文件记录 D. 文件内部名 题目6 答案已保存 满分3.00 标记题目 题干 21. 下列属于文件保密机制的是（）。 选择一项： A. 定期备份 B. 设置口令 C. 建立副本 D. 文件的链接 题目7 答案已保存 满分3.00

标记题目 题干 15. 当前目录是/usr/meng，其下属文件prog/file.c的绝对路径名是（）。选择一项： A. /prog/file.c B. /usr/meng/file.c C. /usr/file.c D. /usr/meng/prog/file.c 题目8 答案已保存 满分3.00 标记题目 题干 19. 下列关于磁盘的描述中，正确的是（）。 选择一项： A. 磁盘属于字符设备 B. 减少磁盘的寻道时间可以显著改善系统性能 C. 磁盘的动作不局限于机械运动，可以无限快 D. 当关掉电源后，磁盘存储的内容丢失 题目9 答案已保存 满分3.00

操作系统(一个小型操作系统的设计与实现)课程设计

南通大学计算机科学与技术学院操作系统课程设计报告 专业： 学生姓名： 学号： 时间：

操作系统模拟算法课程设计报告 设计要求 将本学期三次的实验集成实现： A.处理机管理； B.存储器管理； C.虚拟存储器的缺页调度。 设计流程图 主流程图 开始的图形界面 处理机管理存储器管理缺页调度 先来先服务时 间 片 轮 转 首 次 适 应 法 最 佳 适 应 法 先 进 先 出 L R U 算 法

A.处理机调度 1)先来先服务FCFS N Y 先来先服务算法流程 开始 初始化进程控制块，让进程控制块按进程到达先后顺序让进程排队 调度数组中首个进程，并让数组中的下一位移到首位 计算并打印进程的完成时刻、周转时间、带权周转时间 其中：周转时间 = 完成时间 - 到达时间 带权周转时间=周转时间/服务时间 更改计时器的当前时间,即下一刻进程的开始时间 当前时间=前一进程的完成时间+其服务时间 数组为空 结束

2)时间片轮转法 开始 输入进程总数 指针所指的进程是 否结束 输入各进程信息 输出为就绪状态的进程的信息 更改正在运行的进程的已运行时间 跳过已结束的程序 结束 N 指向下一个进程 Y 如果存在下一个进程的话 Y N 输出此时为就绪状态的进程的信息 时间片轮转算法流程图

B.存储器管理(可变式分区管理） 1)首次适应法 分配流程图 申请xkb内存 由链头找到第一个空闲区 分区大小≥xkb？ 大于 分区大小=分区大小-xkb，修改下一个空闲区的后向指针内容为（后向指针）+xkb;修改上一个空闲区的前向指针为（前向指针）+xkb 将该空闲区从链中摘除：修改下一个空闲区的后向地址=该空闲区后向地址，修改上一个空闲区的前向指针为该空闲区的前向指针 等于 小于延链查找下 一个空闲区 到链尾 了？ 作业等待 返回是 否 登记已分配表 返回分配给进程的内存首地址 开始

操作系统课程设计(文件系统)

操作系统课程设计 班级： 姓名： 学号： 使用语言：C++ 指导老师： 学院：

一、系统要求 1、实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。 2、实验内容 为linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： （1）可以实现下列几条命令（至少4条）； login 用户登陆 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 （2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； （3）源文件可以进行读写保护。 二、系统分析 1、设计思想 本文件为二级文件系统，即要实现对文件的增删改查，同时又具备登陆系统、注册用户的功能，各个用户之间的文件系统互不干扰。 本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容： 0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200 每个分区都是由结构体组成，每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。整个系统的编码构成主要分为：

Allstruct.h 定义了每个分区的结构体； Mysys.h 声明了对系统操作的各种方法； Myuserfile.h 声明了对文件操作的各种方法； Mymain.cpp 整个系统的主函数，操作入口； Mysys.cpp 包含了mysys.h，实现了操作系统的各种方法；Myuserfile.cpp 包含了myuserfile.h，实现了操作文件的各种方法； 2、主要数据结构 Allstruct.h文件的内容： struct s_user //用户区结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //用户名 char psd[20]; //密码 long address; //目录地址 }; struct s_list //目录结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //文件名字 long myaddress; //本条目录地址 long pointaddress; //指向的文件的地址 long isfile; //是否锁定 long pointsize; //目标文件的大小 long nextaddress; //下条目录的地址 }; struct s_file //文件结构体 { long isuse; //是否使用 char content[256]; //文件内容 long next; //下个文件块地址 };

操作系统任务

1. 修改help命令的显示方式和显示内容 修改HelpComd()函数，使之提供菜单式的较详细的帮助信息。例如可以先用菜单形式简单列出各命令名称，当用户选择某个命令的序号后，再比较详细地介绍该命令，包括命令的各种形式，每种形式的功能，以及某些举例说明等等。 /***********************修改后的Help命令程序代码：*************************/ void HelpComd() //help命令，帮助信息(显示各命令格式) { int i=1; //用来选择需要查看的命令的序号 cout<<"\n* * * * * * * 本系统主要的文件操作命令简述如下* * * * * * * *\n\n"; cout<<"0、退出帮助\t"; cout<<"1、create \t"; cout<<"2、open \t"; cout<<"3、write \n"; cout<<"4、read \t"; cout<<"5、close \t"; cout<<"6、del \t"; cout<<"7、dir \n"; cout<<"8、cd \t"; cout<<"9、md \t"; cout<<"10、rd \t"; cout<<"11、ren \n"; cout<<"12、attrib \t"; cout<<"13、copy \t"; cout<<"14、type \t"; cout<<"15、rewind \n"; cout<<"16、fseek \t"; cout<<"17、block \t"; cout<<"18、closeall \t"; cout<<"19、uof \n"; cout<<"20、undel \t"; cout<<"21、exit \t"; cout<<"22、prompt \t"; cout<<"23、fat \n"; cout<<"24、check \t"; cout<<"25、fc \t"; cout<<"26、batch \n"; do{ cout<<"\n请输入您要查询的命令的序号:"; cin>>i; switch(i) { case 0:break; case 1:cout<<"create <文件名>[ <文件属性>]--创建新文件,文件属性是r、h或s。\n"; break;

操作系统课程设计模拟文件系统

操作系统课程设计模拟文 件系统 Newly compiled on November 23, 2020

目录第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 系统的主要功能 (1) 系统模块功能结构 (1) 运行环境要求 (2) 数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 模块设计 (3) 算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 运行结果及分析 (4) 系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7) 第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。

模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。 第2章概要设计 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： Login 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write 写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 系统模块功能结构 运行环境要求 操作系统windows xp ，开发工具vc++ 数据结构设计 用户结构：账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users;