《操作系统》课程简介.doc

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中南大学

操作系统课程设计

实验报告

题 目：多用户多任务的类操作系统

学 院：信息科学与工程学院

姓 名：

班 级：

日 期：2014/07

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目录

一、 概述

二、 课程设计要求

三、 设计的基本原理和概念

四、 总体设计：实现的方法和主要技术路线

1．总体功能模块图

2．总体功能流图

五、 详细设计：

1. 模块内部的流程

2. 实现算法

3. 运行结果

六、 完成的情况

七、 使用说明

八、 实验总结

九、 参考文献

十、 附件：源程序代码

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-- 一、 概述

操作系统课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握操作系统开发的基本技能。

二、 课程设计要求

采用VC、VB、java或C等编程语言，模拟开发一个多用户多任务的类操作系统软件。要求如下：

1. 模拟进程调度算法，模拟各种进程调度算法，并能管理各种进程调度算法的演示过程。

2. 模拟各种内存分配算法及回收过程，并能动态演示。结合进程调度算法，能为进程模拟分配内存，并设计一个跟踪该内存模拟分配的进程或线程，记录内存分配的结果；

3. 模拟多用户登录管理过程，能允许多个用户登录，为每个用户建立进程或线程，并进行进程管理；

4. 能模拟文件系统管理，进程可以对文件系统（包括文件和目录）进行读、写、创建、删除、打开、关闭等操作；

5. 模拟磁盘管理过程，结合文件系统管理，显示磁盘管理的结构和文件在磁盘上的分布情况。

6. 能模拟进程通信管理，用户之间可以相互通信交流；

7. 最好能采用类似于Windows的窗口界面。

三、 设计的基本原理和概念

《操作系统》课程标准

操作系统课程标准

操作系统是计算机科学与技术领域的一门重要课程，它涉及到计算机系统的核心组成部分和管理原则。本文将为您介绍操作系统课程的标准内容，帮助您全面了解该课程的要求和学习目标。

一、课程简介

操作系统课程是计算机科学与技术领域的一门核心课程，旨在引导学生深入理解操作系统的原理、设计和实现。该课程从理论与实践结合的角度出发，培养学生的问题分析与解决能力、系统设计与调试能力以及团队合作精神。

二、课程目标

1. 掌握操作系统的基本概念和基础知识，包括进程管理、内存管理、文件系统等方面的理论和实践。

2. 理解操作系统的设计原理和核心算法，具备分析和解决实际问题的能力。

3. 学会使用常见操作系统工具和技术，能够进行系统调试和性能优化。

4. 培养良好的团队合作和沟通能力，通过项目实践提升综合能力。

三、课程内容 1. 操作系统概述

- 定义和分类

- 发展历史和重要里程碑

- 操作系统的功能和作用

2. 进程管理

- 进程的概念与特征

- 进程调度算法

- 进程同步与通信

- 死锁及其预防与避免

3. 内存管理

- 内存管理的基本概念

- 内存分配与回收算法

- 虚拟内存管理与页面置换算法

- 内存保护与地址转换

4. 文件系统

- 文件系统的组成和层次结构

- 文件的组织和访问方法 - 文件存储与分配策略

- 文件系统的安全性和一致性

5. 输入输出系统

- IO设备的概念和分类

- IO控制方式和IO缓冲区管理

- IO中断处理和设备驱动程序编写

- 文件与IO性能优化策略

6. 分布式系统与并行计算

- 分布式文件系统和进程通信

- 分布式系统的一致性与容错性

- 并行计算模型与任务调度

- 多处理器系统和并行编程技术

四、教学方法

长 沙 学 院

课程设计指导书

课程设计名称 操作系统课程设计

系 （部） 计算机科学与技术 （盖章）

专 业 软件工程

班 级 09软件1-3班 ，09游戏1班

2011年 5 月 25 日

课程名称：操作系统课程设计

课程编号：7020530510

主 笔 人：何文德

主 审 人：邓旭东

一、课程设计的目的

本课程是操作系统课程的重要组成部分，通过本课程的学习，使学生能更进一步地理解操作系统的设计和实现思路。掌握操作系统主要原理和算法。培养学生的实际运用操作系统原理分析解决问题的能力。

二、课程设计的题目

1. 进程管理仿真程序设计

2. 虚拟磁盘驱动程序设计

三、设计内容（主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等）

（一）进程管理仿真程序设计

1. 基本要求：

设计一个仿真程序，仿真进程管理的五大功能，包括创建进程，用新进程替换当前进程映像，进程状态转换，进程调度，上下文切换。

2. 创新要求

在基本要求达到后，可以进行创新设计。

3．设计方法和基本原理

(1) 问题描述：

系统由4种程序组成，它们是进程管理程序(kernel)、命令解释程序(commander)、系统信息程序( reporter)、用户程序（Application）。

系统内有3种进程(下称模拟进程)，它们是： 命令解释进程(commander),系统信息进程( reporter)，用户进程（Application）。Kernel程序首先运行。Kernel启动后，创建commander进程。Kernel程序根据需要创建reporter进程和Application进程。Kernel负责维护6个数据结构，包括时间 (Time), 处理器状态(CPUstate),进程表 (PCBTable), 就绪队列(ReadyState),等待队列(BlockedState),运行进程（RunningState）。

《操作系统》课程设计指导书

Course Work of Operating System

本指导书中包含5个题目，每个小组选择一个题目。小组人数最多为4人，也可以1个人为1组。

上机时间安排为：每周二7~8节在软件实验室。总学时为“两周”，分散到整个学期完成。在2004年12月31日（周五）之前上交课程设计报告并拷贝电子文档及源程序到615的机器上。

每个题目的实验提示是互相启发的。另外实验提示只是提示，你可以有自己的实现方法和理解，但必须在报告中清楚地说明。

你在实现复杂原理时可以也必须做简化假设。数据结构以你自设的数组或链表居多。

题目一 页面置换算法的模拟实现和计算命中率

一、课程设计目的

通过请求页式管理方式中页面置换算法的模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理中的页面置换算法。

二、课程设计内容

模拟实现OPT、FIFO和LRU算法，并计算命中率。

命中率= 1- 缺页率。

三、实验要求及提示

1、首先用随机数生成函数产生“指令”序列（实际上是产生指令将访问的地址序列），然后将指令序列变换成相应的页地址流，再计算不同算法下的命中率。

2、通过随机数产生一个指令序列，共产生400条。其中50%的指令是顺序执行的（另外50%就是非顺序），且25%的指令分布在前半部地址空间，25%的指令分布在后半部地址空间。具体的产生方法是：

1） 在[0，399]之间随机选取一起点m，记录到指令地址流数组中；

2） 所谓“顺序执行一条指令”，即执行地址为m+1的指令，把m+1记录下来；

3） 在前半部地址空间，即[0，m+1]中随机选一数，作为新指令地址m’；

4） 顺序执行一条指令，其地址为m’+1；

5） 在后半部地址空间[m’+2，399]中随机选一数，作为新指令地址；

6） 重复步骤1~5，直到产生400个指令地址。

3、将指令地址流变换成页地址（页号）流，简化假设为：

1） 页面大小为1K；