课程设计任务书_《操作系统》_空闲链文件存储空间管理2

操作系统课程设计任务书操作系统课程设计任务书一、设计目的：本课程设计是学生学习完《计算机操作系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。

二、设计要求：从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：1、鼓励并优先个人独立选题设计，可从下面设计题目中选择，也可以自拟相关题目；如要合作，每组最多两名同学，且设计文档不能相同；2、题目选定后报给班长，班长要注意班级内题目的平衡，根据所选题目进行协调，不要都选一样的题。

3、设计完成后由老师进行统一答辩，答辩时不能对自己提供的设计进行讲解的同学，视为抄袭；4、要求每位同学写出一份详细的课程设计报告（A4纸），同组者程序相同，但报告要自己独立完成。

5、最后每位同学要将自己的设计报告和电子文档（包括报告和源程序）交给学习委员，并由学习委员统一刻盘后上交。

三、设计内容：课题一、编制银行家算法通用程序，在实现资源分配时，能够有效地避免死锁的产生。

课题二、处理机调度算法设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。

也就是说能运行的进程数大于处理机个数。

为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择一进程占用处理机。

要求学生设计一个模拟处理机调度算法，以巩固和加深处理机调度的概念。

设计要求：1.进程调度算法包括：先来先服务算法、时间片轮转法，短作业优先算法，动态优先级算法2.可选择进程数量，每个进程由一个进程控制块PCB来标识。

3.根据个人能力可实现其中的两种以上调度算法。

课题三、用多进程同步方法解决生产者-消费者问题设计要求:(1)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的全部内容,当前指针位置和生产者/消费者线程的标识符.(2)生产者和消费者各有两个以上.(3)多个生产者或多个消费者之间须有共享对缓冲区进行操作的函数代码.提示:(1) 有界缓冲区可用数组实现.课题四、设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法的具体实现过程,并计算访问命中率：要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现1、先进先出算法（FIFO）2、最近最久未使用算法（LRU）3、最佳置换算法（OPT）课题五、编程序实现下述磁盘调度算法,并求出每种算法的平均寻道长度：要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现1、先来先服务算法（FCFS）2、最短寻道时间优先算法（SSTF）3、扫描算法（SCAN）4、循环扫描算法（CSCAN）课题六、编程模拟多进程共享临界资源：要求产生3个进程：1、两个进程模拟需要进入临界区的用户进程，当需要进入临界区时，显示：“进程x请求进入临界区…”，同时向管理进程提出申请；申请返回，表示进入了临界区。

操作系统课程设计（内存管理）班级：学号：姓名：指导老师：一、设计目的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、设计题目操作系统模拟软件的设计与开发三、设计内容（内存部分）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四、设计的步骤（内存部分）1．总体设计：①存储管理：功能描述：存储管理负责完成对内存存储器的地址转换，采用最优适应算法完成对内存储器进行分配与去配，解决多用户对内存储器的共享和保护，通过软件手段，实现对内存储器容量的扩充。

简要描述：可变分区管理方式预先不将内存划分成几个区域，而将内存除操作系统占用区域外的空间看作一个大的空闲区。

存储管理部分，系统为提供了存储管理界面，用户可以实现内存空间的管理、内存分配、内存回收和存储保护操作。

事件流当用户请求管理内存分配时，启用该用例，系统显示内存分配,内存回收和内存存储保护。

当用户请求内存分配时，系统执行内存的分配；当用户内存使用完成后，系统执行内存的回收。

内存分配出现问题时，需要执行对内存储器的保护。

用例图子用例图②内存空间的分配功能描述：源程序经过编译、链接、并装入内存后才能运行。

内存空间的分配即对内存空闲区的分配。

简要描述：可变分区管理方式预先不将内存划分成几个区域，而将内存除操作系统占用区域外的空间看作一个大的空闲区。

当作业要求装入内存时，根据作业需要内存空间的大小查询内存内各个空闲区，当内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空闲区时，选择其中一个空闲区，按作业需求量划出一个分区装入该作业。

事件流当用户请求管理内存回收时，启用该用例，系统显示内存分配,内存回收和内存存储保护。

(完整w o r d版)操作系统二级文件管理课程设计-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1操作系统二级文件管理课程设计课程设计名称：二级文件管理系统专业班级：软件工程计083-1学生姓名：李晓斌学号： 20082553103指导教师：任满杰设计目的：通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。

设计内容：为Linux系统设计一个简单二级文件管理系统一、实验内容描述1 实验目标本实验的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及内部实现.2 实验要求为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可以实现下列命令：login 用户登录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.程序设计（1）设计思想本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户账号下的文件。

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理文件与设备文件等特殊内容。

（2）主要数据结构A 磁盘块结构体：typedef struct distTable{int maxlength;int start;int useFlag;distTable *next;}diskNode;diskNode *diskHead;B 文件块结构体：struct fileTable //文件块结构体{char fileName[10];int strat; //文件在磁盘存储空间的起始地址int length; //文件内容长度int maxlength; //文件的最大长度char fileKind[3]; //文件的属性——读写方式struct tm *timeinfo;bool openFlag; //判断是否有进程打开了该文件//fileTable *next;};C 两级目录结构体typedef struct user_file_directory //用户文件目录文件UFD{//char fileName[10];fileTable *file;user_file_directory *next;}UFD;//UFD *headFile;typedef struct master_file_directory //主文件目录MFD{char userName[10];char password[10];UFD *user;}MFD;（3）函数如下；void userCreate(){char c;char userName[10];int i;if(used<MaxUser){printf("请输入用户名：");for(i=0;c=getch();i++){if(c==13) break;elseuserName[i]=c;printf("%c",c);}userName[i]='\0';for(i=0;i<used;i++){if(!strcmp(userTable[i].userName,userName)) {printf("\n");printf("该用户名已存在,创建用户失败\n"); system("pause");return;}}strcpy(userTable[used].userName,userName); printf("\n");printf("请输入密码：");for(i=0;c=getch();i++){if(c==13) break;elseuserTable[used].password[i]=c;printf("*");}userTable[userID].password[i]='\0';printf("\n");printf("创建用户成功\n");used++;system("pause");}else{printf("创建用户失败，用户已达到上限\n"); system("pause");}fflush(stdin); //清除文件缓冲区}int login(){char name[10],psw[10];char c;int i,times;printf("请输入用户名:");for(i=0;c=getch();i++){if(c==13) break;elsename[i]=c;printf("%c",c);}name[i]='\0';for(i=0;i<used;i++){if(!strcmp(userTable[i].userName,name))break;}if(i==used){printf("\n您输入的用户名不存在\n");system("pause");return -1;}for(times=0;times<3;times++){memset(psw,'\0',sizeof(psw)); //将psw数组内的内容设置为空printf("\n请输入密码:");for(i=0;c=getch();i++){if(c==13) break;elsepsw[i]=c;printf("*");}printf("\n");for(i=0;i<used;i++){if(!strcmp(psw,userTable[i].password)){printf("用户登录成功\n");system("pause");break;}}if(i==used){printf("您输入的密码错误，您还有%d次输入机会\n",2-times); if(times==2) exit(0);}else break;}fflush(stdin);return i;}int requestDist(int &startPostion,int maxLength){int flag=0; //标记是否分配成功diskNode *p,*q,*temp;p=diskHead;while(p){if(p->useFlag==0&&p->maxlength>maxLength){startPostion=p->start;q=(diskNode *)malloc(sizeof(diskNode));q->start=p->start;q->maxlength=maxLength;q->useFlag=1;q->next=NULL;diskHead->start=p->start+maxLength;diskHead->maxlength=p->maxlength-maxLength;flag=1;temp=p;if(diskHead->next==NULL) diskHead->next=q;else{while(temp->next) temp=temp->next;temp->next=q;}break;}p=p->next;}return flag;}void fileCreate(char fileName[],int length,char fileKind[]) //创建文件{//int i,j;time_t rawtime;int startPos;UFD *fileNode,*p;for(p=userTable[userID].user->next;p!=NULL;p=p->next){if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)){printf("文件重名，创建文件失败\n");system("pause");return;}}if(requestDist(startPos,length)){fileNode=(UFD *)malloc(sizeof(UFD));fileNode->file=(fileTable *)malloc(sizeof(fileTable)); //这一步必不可少，因为fileNode里面的指针也需要申请地址，否则fileNode->file指向会出错strcpy(fileNode->file->fileName,fileName);strcpy(fileNode->file->fileKind,fileKind);fileNode->file->maxlength=length;fileNode->file->strat=startPos;fileNode->file->openFlag=false;time(&rawtime);fileNode->file->timeinfo=localtime(&rawtime);fileNode->next=NULL;if(userTable[userID].user->next==NULL)userTable[userID].user->next=fileNode;else{p=userTable[userID].user->next;while(p->next) p=p->next;p->next=fileNode;}printf("创建文件成功\n");system("pause");}else{printf("磁盘空间已满或所创建文件超出磁盘空闲容量，磁盘空间分配失败\n");system("pause");}}void freeDisk(int startPostion){diskNode *p;for(p=diskHead;p!=NULL;p=p->next){if(p->start==startPostion)break;}p->useFlag=false;}void fileDel(char fileName[]){UFD *p,*q,*temp;q=userTable[userID].user;p=q->next;while(p){if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break;else{p=p->next;q=q->next;}}if(p){if(p->file->openFlag!=true) //先判断是否有进程打开该文件 {temp=p;q->next=p->next;freeDisk(temp->file->strat); //磁盘空间回收free(temp);printf("文件删除成功\n");system("pause");}else{printf("该文件已被进程打开,删除失败\n");system("pause");}}elseprintf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n");system("pause");}}void fileCat(char fileName[]) //查看文件内容{int startPos,length;int k=0;UFD *p,*q;q=userTable[userID].user;for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next){if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))break;}if(p){startPos=p->file->strat;length=p->file->length;p->file->openFlag=true; //文件打开标记printf("*****************************************************\n ");for(int i=startPos;k<length;i++,k++){if(i%50==0) printf("\n"); //一行大于50个字符换行printf("%c",disk[i]);}printf("\n\n*************************************************** **\n");printf("%s已被read进程打开,请用close命令将其关闭\n",p->file->fileName);system("pause");}else{printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n");system("pause");}}void fileWrite(char fileName[]) //写入{UFD *p,*q;q=userTable[userID].user;int i,k,startPos;for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next){if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))break;}if(p){if(!strcmp(p->file->fileKind,"r")) //判断文件类型是否允许写入 {printf("该文件是只读文件,写入失败\n");system("pause");return;}char str[500];printf("please input content:\n");gets(str);startPos=p->file->strat;p->file->openFlag=true; //文件打开标记p->file->length=strlen(str);if(p->file->length>p->file->maxlength){printf("写入字符串长度大于该文件的总长度,写入失败\n"); system("pause");return;}for(i=startPos,k=0;k<(int)strlen(str);i++,k++)disk[i]=str[k];printf("文件写入成功,请用close命令将该文件关闭\n");system("pause");}else{printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"); system("pause");}}void fileDir(char userName[]) //显示某一用户的所有文件{UFD *p;int i,k;for(i=0;i<MaxUser;i++){if(!strcmp(userTable[i].userName,userName)){k=i;break;}}if(i==MaxUser){printf("没有找到该用户，请检查输入用户名是否正确\n");system("pause");return;}else{p=userTable[k].user->next;printf("******************************************************* *************************\n");printf("文件名文件长度文件在磁盘的起始地址文件类型创建时间\n");for(;p!=NULL;p=p->next)printf("%s %d %d %s %s",p->file->fileName,p->file->maxlength,p->file->strat,p->file->fileKind,asctime(p->file->timeinfo));printf("******************************************************* *************************\n");system("pause");}}void diskShow() //文件在磁盘上的属性{diskNode *p;int i=0,unusedDisk=0;printf("******************************************************* ********************\n");printf(" 盘块号起始地址容量(bit) 是否已被使用\n");for(p=diskHead;p!=NULL;p=p->next,i++){if(p->useFlag==false) unusedDisk+=p->maxlength;printf(" %d %d %d %d \n",i,p->start,p->maxlength,p->useFlag);}printf("***************************************************************************\n");printf("磁盘空间总容量：512*1024bit 已使用：%dbit 末使用：%dbit\n\n",MaxDisk-unusedDisk,unusedDisk);system("pause");}void fileClose(char fileName[]) //文件关闭{UFD *p,*q;q=userTable[userID].user;for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next){if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))break;}if(p){p->file->openFlag=false;printf("%s文件已关闭\n",p->file->fileName);system("pause");}else{printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n");system("pause");}}心得体会在设计程序之前，我先花费了一天多的时间思考设计该程序的思路，熟悉了一下学过的课本，把以前忘了的东西又熟悉了一下，然后就通过操作系统要求开始设计程序了，我采用了一个模块一测试，成功之后在写另一个模块，刚开始创建文件，显示你创建成功了，可是却在指定路径中没有该文件，只有一个二级文件目录，经过我认真的查看，发现我用的函数是创建目录的，而非创建文件。

《操作系统》课程设计任务书课程设计时间：2周适用层次：网络专业，本科一、设计目的：本课程设计是学生学习完《操作系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握计算机操作系统的原理及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。

二、设计要求：从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：题目指定，每个学生必须独立完成课程设计，不能相互抄袭，同题者文档不能相同；设计完成后，将所完成工作交由指导教师检查；提交一份详细的设计报告。

三、设计内容：题目一、生产者-消费者问题的模拟实现。

用多线程同步方法解决生产者-消费者问题，C或C++语言实现。

设计目的:掌握Linux操作系统中多线程程序设计的应用程序接口，并通过生产者-消费者问题的多线程程序的分析进一步理解系统调用原语的使用方法，从而对多线程间的资源竞争、共享和同步有比较全面的理解并发控制。

设计要求:1、主程序在初始化参数后，分别启动生产者线程和消费者线程，随后等待两个线程结束并退出。

生产者线程不断地将0-999的数字按顺序写入共享的循环缓冲区，在完成后写入OVER标志。

消费者线程则不断地从共享的循环缓冲区读取数据，在读取到OVER标志后退出；2、自己上网或者去图书馆查找相关资料，要求弄清楚Linux系统开发中有关信号量和线程有关函数和知识点。

参考所给资料《同步与互斥》题目二、页面置换算法的模拟实现一设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法的具体实现过程，并计算访问命中率。

用C语言实现，要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现1、先进先出算法（FIFO）；2、最近最久未使用算法（LRU）3、参考张尧学编著《计算机操作系统教程习题解答与实验指导》题目三、页面置换算法的模拟实现二设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法的具体实现过程，并计算访问命中率。

用C语言实现，要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现1、最佳淘汰算法（OPT）2、最少访问页面算法（LFU）3、参考张尧学编著《计算机操作系统教程习题解答与实验指导》题目四、命令解释程序程序的模拟实现在Linux/Unix上用C语言开发一个下命令解释程序，软件能在Linux/Unix 平台下运行，该程序应提供一个命令提示符：如ysh>，表示接收用户的输入，每次执行完成后再打印下一个命令提示符ysh>。