操作系统课程论文
操作系统课程论文
------------操作系统的重要作用11网工一班王金龙学号：1104031012
操作系统是计算机硬件上加载的第一层软件,是对计算机硬件功能的首次扩展，其他软件只有在操作系统的支持下,才能对计算机硬件工作，它是一种重要的系统软件，它是用户和用户程序与计算机之间的接口，是用户程序和其它系统程序的运行平台和环境。它有效地控制和管理计算机系统中的各种硬件和软件资源，合理地组织计算机系统的工作流程，最大限度地方便用户使用机器，发挥资源的作用，是计算机系统的灵魂和代表。
操作系统软件运行后可以控制和帮助其它软件运行，它是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源、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，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。它通常是最靠近硬件的一层系统软件，它把硬件裸机改造成为功能完善的一台虚拟机，使得计算机系统的使用和管理更加方便，计算机资源的利用效率更高，上层的应用程序可以获得比硬件提供的功能更多的支持。
操作系统根据一定的策略将处理器交替地分配给系统内等待运行分配和回收外部设备，以及控制外部设备按用户程序的要求进行操作向用户提供创建文件、撤消文件、读写文件、打开和关闭文件等功能管理内存资源。它主要实现内存的分配与回收，存储保护以及内存扩充为用户提供一个使用系统的良好环境，使用户能有效地组织自己的工作流程，并使整个系统高效地运行每当我们打开计算机，启动成功后，首先映入眼帘的就是操作系统的界面。操作系统的目标是为用户提供一个良好的界面，方便用户使用计算机，同时对内部各种软硬件资源能够进行有效地管理和分配，使整个系统能高效率得运行。操作系统所做的这一切是为了谁?归根结底:为了用户。为人民服务看来是操作系统的职责。想想十年前的操作系统，那时还是DOS的年代，整个操作还是命令方式，操作系统启动成功后，光标躺在屏幕的左上角，等待用户输入命令，所以要想学会使用计算机不容易，必须要记住各种命令的名字、格式、参数，而现在操作系统进步了，身上穿着五颜六色的衣服，衣服上有各式各样的按钮和图标，用户只需点击和选择就可以完成对计算机的操作。操作系统的服务是越来越到位了。
我们现在使用的大多是PC机，都是只有一块CPU，而有时却要在计算机上运行多个程序，那么每道程序在什么时候使用CPU，这需要合理得分配协调才行，操作系统关于处理机的分配有相应的调度算法，这些工作都有操作系统帮你代劳。内存储器是存放程序与数据的，如何存放才能井井有条，互不干扰，而且能充分合理的利用有限空间，这都需要操心，这一切也是操作系统的事。当你要使用设备的时候，例如要使用打印机，只要单击打印机按钮即可将内容传到打印机进行后台打印，这一切也都是因为有了操作系统，才可以这么轻松的调用外部设备，还不影响当前处理的工作，所以对设备的管理也是非常重要的。文件的操作对于每个用户来说是家常便饭，每次存取文件只需知道地点和文件名即可，你可曾想过你要存取的文件是放在那个道那个扇区上么?有时你不想让自己的文件
被外人看到，还可设置权限。这些幕后的工作都由操作系统完成，你只需要使用文件名对文件进行操作就可以了。操作系统还为用户使用提供了两种方式的接口:命令接口和系统调用接口。命令接口可使用户交互的使用计算机，敲入一条命令，系统响应返回结果，用户根据结果再敲入下一条命令，如此反复。Windows 中开始菜单下里的运行，也可执行命令。系统调用是为编程人员提供的，每个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序，这样编程人员就可站在操作系统的肩膀上编制程序，没必要所有的功能都从头编起，操作系统提供的功能只需申请调用即可，这就是拿来主义。看来操作系统要管的事很多，能够成为一个优秀的操作系统还真不容易。
操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。
1、处理机管理
处理器管理的第一项工作是处理中断事件，硬件只能发现中断事件，捕捉它并产生中断信号，但不能进行处理。配置了操作系统，就能对中断事件进行处理。处理器管理的第二项工作是处理器调度。在单用户单任务的情况下，处理器仅为一个用户的一个任务所独占，处理器管理的工作十分简单。但在多道程序或多用户的情况下，组织多个作业或任务执行时，就要解决处理器的调度、分配和回收等问题。近年来设计出各种各样的多处理器系统，处理器管理就更加复杂。为了实现处理器管理的功能，操作系统引入了进程（process）的概念，处理器的分配和执行都是以进程为基本单位；随着并行处理技术的发展，为了进一步提高系统并行性，使并发执行单位的粒度变细，操作系统又引入了线程（Thread）的概念。对处理器的管理最总归结为对进程和线程的管理，包括：1）进程控制和管理；2）进程同步和互斥；3）进程通信；4）进程死锁；5）处理器调度，又分高级调度，中级调度，低级调度等；6）线程控制和管理。正是由于操作系统对处理器的管理策略不同，其提供的作业处理方式也就不同，例如，批处理方式、分时处理方式、实时处理方式等等。从而，呈现在用户面前，成为具有不同性质和不同功能的操作系统。
2、存储管理
存储管理的主要任务是管理存储器资源，为多道程序运行提供有力的支撑。存储管理的主要功能包括：1）存储分配。存储管理将根据用户程序的需要给它分配存储器资源。2）存储共享。存储管理能地让主存中的多个用户程序实现存储资源的共享，以提高存储器的利用率。3）存储保护。存储管理要把各个用户程序相互隔离起来互不干扰，更不允许用户程序访问操作系统的程序和数据，从而保护用户程序存放在存储器中的信息不被破坏。4）存储扩充。由于物理内存容量有限，难于满足用户程序的需求，存储管理还应该能从逻辑上来扩充内存储器，为用户提供一个比内存实际容量大得多的编程空间，方便用户的编程和使用。操作系统的这一部分功能与硬件存储器的组织结构和支撑设施密切相关，操作系统设计者应根据硬件情况和用户使用需要，采用各种相应的有效存储资源分配策略和保护措施。
3、设备管理
设备管理的主要任务是管理各类外围设备，完成用户提出的I/O请求，加快
I/O信息的传送速度，发挥I/O设备的并行性，提高I/O设备的利用率；以及提供每种设备的设备驱动程序和中断处理程序，向用户屏蔽硬件使用细节。为实现这些任务，设备管理应该具有以下功能：1）提供外围设备的控制与处理；2）提供缓冲区的管理；3）提供外围设备的分配；4）提供共享型外围设备的驱动；5）实现虚拟设备。
4、文件管理
上述三种管理是针对计算机硬件资源的管理。文件管理则是对系统的信息资源的管理。在现代计算机中，通常把程序和数据以文件形式存储在外存储器上，供用户使用，这样，外存储器上保存了大量文件，对这些文件如不能采取良好的管理方式，就会导致混乱或破坏，造成严重后果。为此，在操作系统中配置了文件管理，它的主要任务是对用户文件和系统文件进行有效管理，实现按名存取；实现文件的共享、保护和保密，保证文件的安全性；并提供给用户一套能方便使用文件的操作和命令。具体来说，文件管理要完成以下任务：1）提供文件逻辑组织方法；2）提供文件物理组织方法；3）提供文件的存取方法；4）提供文件的使用方法；5）实现文件的目录管理；6）实现文件的存取控制；7）实现文件的存储空间管理。
5、网络与通信管理
计算机网络源于计算机与通信技术的结合, 近二十年来, 从单机与终端之间的远程通信, 到今天全世界成千上万台计算机联网工作, 计算机网络的应用已十分广泛。联网操作系统至少应具有以下管理功能：1）网上资源管理功能。计算机网络的主要目的之一是共享资源，网络操作系统应实现网上资滚源的共享, 管理用户应用程序对资源的访问, 保证信息资源的安全性和一致性。2）数据通信管理功能。计算机联网后, 站点之间可以互相传送数据, 进行通信, 通过通信软件, 按照通信协议的规定, 完成网络上计算机之间的信息传送。3）网络管理功能。包括: 故障管理、安全管理、性能管理、记帐管理和配置管理
众所周知，计算机分成软件和硬件，硬件就是我们能肉眼看到的实物，比如CPU、主板、硬盘、显卡、内存、显示器等等，软件包含操作系统、应用软件等等，应用软件就是我们经常用到的一些程序，如QQ，word，photoshop等等，这些应用软件就是在操作系统这个平台上运行的，可以说没有操作系统，这些计算机硬件就是一堆废材，应用软件也无法运行。打个比较形象的比喻，好比一个人，他由骨架、皮肤、毛发等“硬件”组成，但没有内在的大脑、神经及血液等类似“软件”的东西组成，那么一个人如同行尸走肉，根本不会有思想和灵魂。我们所做的一切的工作都是在操作系统之上来完成的。可是谁也不会去想:为什么鼠标的拖拖曳曳就能完成对文件、磁盘、各种软硬件资源的管理;谁也没意识到是因为有了操作系统的支撑，我么才那么方便的使用计算机。直到有一天，开机后发觉整个屏幕黑糊糊得一片，看不到蓝天白云急得象热锅上的蚂蚁时，才知道操作系统是多么得重要，明白了所有的程序的运行原来是离不开操作系统的。这就是“拥有了不知道珍惜，失去后才知道宝贵”的操作系统版的解释。如果有一天离开了操作系统，我们的计算机也就成了一堆废铁，什么事也干不了。所以终上所述，操作系统在如今这个信息化时代中的作用不言而喻。
操作系统课程设计报告书
题目1 连续动态内存管理模拟实现 1.1 题目的主要研究内容及预期达到的目标 （1）针对操作系统中内存管理相关理论进行设计，编写程序并进行测试，该程序管理一块虚拟内存。重点分析三种连续动态内存分配算法，即首次适应算法、循环首次适应算法和最佳适应算法。 （2）实现内存分配和回收功能。 1.2 题目研究的工作基础或实验条件 （1）硬件环境：PC机 （2）软件环境：Windows XP，Visual C++ 6.0 1.3 设计思想 首次适应算法的实现：从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法的目的在于减少查找时间。为适应这种算法，空闲分区表中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。该算法优先使用低址部分空闲区，在低址空间造成许多小的空闲区，在高址空间保留大的空闲区。 循环首次适应算法的实现：在分配内存空间时，不再每次从表头开始查找，而是从上次找到空闲区的下一个空闲开始查找，直到找到第一个能满足要求的的空闲区为止，并从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。该算法能使内存中的空闲区分布得较均匀。 最佳适应算法的实现：从全部空闲区中找到能满足作业要求的、且最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。为适应此算法，空闲分区表中的空闲分区要按从小到大进行排序，从表头开始查找第一个满足要求的自由分配。 1.4 流程图 内存分配流程图，如图1-1所示。
图1-1 内存分配流程图内存回收流程图，如1-2所示。
图1-2 内存回收流程图 1.5 主要程序代码 （1）分配内存 void allocate(char z,float l) { int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i 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 - 1 - - 2 - 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 - 课程设计任务书 一、课程设计目的 《计算机操作系统》课程设计是计算机类专业的集中实践性环节之一，是学习完《计算机操作系统》课程后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对操作系统课程的理解，使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，理解操作系统在计算机系统中的作用、地位和特点，具有分析实际操作系统，设计、构造和开发现代操作系统的基本能力，为今后从事的各种实际工作，如设计、分析和改进各种系统软件和应用软件提供必要的软件理论基础。 二、课程设计内容及要求 课程设计要求： 每位同学从下述设计任务中任选一个任务完成，上机验收运行结果，现场提问，并提交所完成该任务的课程设计报告。 实验要求： 1）上机前认真使用C语言编写好程序，采用Visual C++6.0作为编译环境； 2）上机时独立调试程序 3）上机验收运行结果，现场提问 4）根据具体任务要求，提交课程设计实验报告，报告内容包括：课程设计目的、内容、基本原理、模块划分、数据结构、算法设计、程序流程图（包括主程序流程图、模块详细设计流程图等）、以及算法源码（必须有相关注释，以有助于说明问题为宜，不得全盘打印而不加任何注释）、心得体会等。 设计内容一页式虚拟存储管理页面置换算法 1．目的和要求 在熟练掌握计算机虚拟存储技术的原理的基础上，利用一种程序设计语言模拟实现几种置换算法，一方面加深对原理的理解，另一方面提高学生通过编程根据已有原理解决实际问题的能力，为学生将来进行系统软件开发和针对实际问题提出高效的软件解决方案打下基础 2．实验内容 阅读教材《计算机操作系统》，掌握存储器管理相关概念和原理。 模拟实现页式虚拟存储管理的三种页面置换算法（OPT、FIFO和LRU），并通过比较性能得出结论。 前提： （1）页面分配采用固定分配局部置换。 （2）作业的页面走向和分得的物理块数预先指定。可以从键盘输入也可以从文件读入。 （3）置换算法的置换过程输出可以在显示器上也可以存放在文件中，但必须清晰可读，便于检验。 3．实验环境 Windows操作系统、VC++6.0、C语言 4．实验提示 （1）基础知识 存储管理是操作系统进行资源管理的一个重要功能。现代操作系统广泛采用虚 操作系统课程设计报告 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级： 13软件工程1班 提交时间： 2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统： WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 论文题：论软硬件之间的异构性促进软件技术的发展。 论文题：论软件生产方式的变革促进软件技术的发展 论文题：个性化服务以满足不同个体的需求 论文题：随时随地计算实现多种访问方式 第二部分平台对的要求 论文题：自主配置和自适应协调( ) 论文题：支持跨网络的互连、互通和协作 论文题：管理和协调系统资源的共享 论文题：支持功能、性能和可信性指标动态演化 论文题：浅谈客户端不装操作系统的优劣 第三部分 论文题： 论文题： 论文题： 论文题： 论文题： 论文题： 论文题： 要从这些操作系统适用的应用环境，可行性，存在的问题等方面论述。第四部分操作系统结构 论文题：单体系统结构的分析与研究 论文题：分层系统的分析与研究 论文题：虚拟机结构的分析与研究 论文题：模型的分析与研究 论文题：简述操作系统的引导过程 第五部分存储管理 论文题：内存管理的基本框架 论文题：地址映射的全过程 论文题：内核缓冲区管理 论文题：外部设备存储空间的地址映射 论文题：物理页面的使用和周转 论文题：页面置换算法的实现方案 论文题：高速缓存 论文题：倒排页表 论文题：分页与请求分页 论文题：位示图与 论文题：用户堆栈的扩展 论文题：论（先进先出）页面置换算法的异常问题 第六部分进程管理与死锁 论文题：进程与线程的典型应用分析 论文题：进程通信中有阻塞和无阻塞现象 论文题：静态优先级与动态优先级 论文题：可再入程序的设计要素与实例分析 论文题：操作的实现模型 论文题：()()的应用实例分析 论文题：进程中的调度与切换 论文题：实时系统中的一种互斥方法 论文题：银行家算法避免死锁的研究与实现 第七部分文件管理 论文题：与文件系统的分析与研究 论文题：文件系统的分析与研究 论文题：文件系统的分析与研究 第八部分其它 论文题：请选择一个在课程中没有讨论到的现代操作系统，如, ，的等，查阅资料写一篇文章论述该系统进行进程管理、内存管理、设备管理和文件管理的数据结构与算法，最好能论及其系统管理是如何实施的。 论文题：在进程的同步机制中，有一个工具名为管程（）。最早提供管程的语言为。请查阅资料说明对管程的定义及使用。近年来，为了防止与时间有关的错误，当前最流行的数据库管理系统广泛采用“存储过程”这一工具来实现操作不可分割，它实际上就类似于管程。请查询资料，说明它是如何实现的？标准格式是什么？如何定义和使用？这些系统还有什么其它互斥工具？ 论文题：请作一个调查，如各大学、国家机关、市政府、各大银行或证券公司，看看各种计算机的应用领域都在使用什么样的操作系统，它们分别是什么类型的操作系统，它们选择此类操作系统的原因。调查的内容应该涵盖现代操作系统的主要类别。通过这个调查，你认为限制那些操作系统（除了）广泛使用的关键原因是什么？ 论文题：随着计算机时代的变迁，“信息电器”成为当前最流行的产业：即3C 合一，例如手机、掌中宝、空调、组合音响等。由此产生了嵌入式操作系统（或称实时操作系统），请查询资料，说明这一课题大致在研究什么，有什么特点？如何实现？与我们学习操作系统原理有什么关联。 论文题：即插即用技术（,简称技术）是目前计算机系统设备与部件配置的应用技术。它是在应用系统集成过程中发展起来的。由于一个系统可以配置多种外设，设备也经常变动和改换，它们都要占据一定的系统资源，彼此间在硬件和软件上可能性会产生冲突。因此，在系统中要正确地对它们进行配置和资源匹配不是一件轻松的事，而且，当设备撤除、添置和进行系统升级时，配置过程往往是一个困难的过程。技术正是为了解决设备和部件的自动配置问题脱颖而出的。请查询资料说明技术的功能与特点，并说明技术是如何实施的（例如，是如何实现的支持的）。 论文题：什么是组件（）结构，它的特点是什么？为什么要设计组件？它对软件设计、特别是系统软件的设计有什么影响？请试举例说明，你了解哪种操作系统的设计中使用了组件结构，为什么？ 论文题：请以你使用过或较熟悉的网络操作系统为例说明，网络操作系统在四大资源管理上有什么特点？网络操作系统与传统的操作系统相比，增加了哪些功能才能满足网络用户的各种需求？对此点，请试举一实例加以说明。 论文题：一个优秀的操作系统设计应该具备什么样的特点，如何理解这些设计目标？你认为等操作系统是否具备这些特点，请举例说明。 论文题：客户机／服务器的操作系统体系结构在分布式系统中使用非常广泛，你认为它能够用于单机环境吗？具有很多这种体系结构的特征，那么在这些方 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 课程设计（100分） 1．分析设计内容，给出解决方案（要说明设计实现的原理，采用的数据结构）。20分 2．画出程序的基本结构框图和流程图。10分 3．对程序的每一部分要有详细的设计分析说明。10分 4．源代码格式规范，符合软件模块化设计思想，数据结构采用得当。20分 5．设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析。10分 6．设计中遇到的问题，设计的心得体会。10分 7．按期提交完整的程序代码、可执行程序和课程设计报告。10分 8. 设计有新意，功能模块完善，有操作界面，运行结果清晰 10分 l 模拟页式存储管理方案中内存空间的管理和分配。1063(05级) l :仿真模拟银行家算法对死锁的避免 0606303030 （专升本） 详细要求:采用银行家算法，编写和调试一个仿真模拟银行家算法避免死锁的程序。设计n 个并发进程共享3类不同的系统资源，即1类资源、2类资源、3类资源。进程可以动态的申请资源，系统按各个进程的申请动态的分配资源。可以添加进程，进程动态的申请资源，系统进行安全性检查，判断是否可以为申请资源的进程分配资源。如果能够找到安全序列，则系统为进程分配资源，否则原先的试探分配资源作废。 l 用多线程同步方法解决生成者与消费者问题 0606303007 (06专升本) 设计目的：通告研究Linux的进程机制和信号量实现生产者和消费者问题的并发控制。 说明：有界缓冲区内设置有20个存储单元，放入/取出的数据项设定为1-20这20个整型数。设计要求：（1）每个生成者/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，当前指针位置和生成者/消费者线程的内容。 （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纵的函数代码。 l 用JAVA模拟仿真“生产者-消费者”问题的解决过程及方法。0606303021 要求： (1)多个缓冲区不是环形循环的，也不要求按顺序访问。生产者可以把产品放到目前某一个空缓冲区中。 (2)消费者只消费指定生产者的产品。 (3)在测试用例文件中指定了所有的生产和消费的需求，只有当共享缓冲区的数据满足了所有关于它的消费需求后，此共享缓冲区才可以作为空闲空间允许新的生产者使用。 (4)在为生产者分配缓冲区时各生产者间必须互斥，此后各个生产者的具体生产活动可以并发。而消费者之间只有在对同一产品进行消费时才需要互斥，同时它们在消费过程结束时需要判断该消费对象是否已经消费完毕并清除该产品。 l 仿真进程管理程序，应考虑，进程状态之间的转换、同步机制与进程通讯1001 l 仿真连续分配存储管理系统，至少包括以下功能：并发分配与回收、查询、多种分配算法的分析比较、拼接和搬家等功能1002 l Linux下进程调度算法模拟实现 1003 东莞理工学院 操作系统课程设计报告学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下： 钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 学年论文（课程设计）题目：操作系统课程设计 学院数学与计算机学院 学科门类工学 专业网络工程 学号 姓名 指导教师王煜 年月日 河北大学学年论文（课程设计）任务书 （指导教师用表） 指导教师签字: 系主任签字： 主管教学院长签字： 装 订 线 河北大学学年论文（课程设计）成绩评定表学院：数学与计算机学院 装 订 线 摘要 此系统实现了存储管理、设备管理和进程管理。 存储管理部分主要实现主存空间的分配和回收。存储管理采用可移动的可变分区存储管理方式。采用数组来模拟主存，大小为512个字节。 设备管理主要包括设备的分配和回收。模拟系统中有A、B、C三种独占型设备，A设备3个，B设备2个，C设备1个。设备分配时采用采用先来先服务策略。设备回收时唤醒等待设备的进程。 进程管理主要包括进程调度，进程的创建和撤销、进程的阻塞和唤醒，中断作用的实现。其中硬件中的中央处理器用不断循环的函数CPU( )模拟，重要寄存器（如：程序状态寄存器PSW、指令寄存器IR）用全局变量模拟，中断的发现是在函数CPU中加检测PSW 的方式来模拟，时钟的模拟通过timer控件实现。进程控制块的模拟通过数组，本系统最多容纳10个。进程调度时采用时间片轮转调度算法，时间片为5。 关键词：存储管理设备管理进程管理时间片 ABSTRACT The system has storage management, equipment management and process management. The storage management has achieved the allocation and recovery of the main memory space. Variable storage management is used as storage management .We simulate the main memory by array, whose size is 512 bytes. The device management, including the distribution and recovery of devicet. We simulate three devices ,A,B,C. the numbers of them are 3,2,1. The distribution of device used to adopt first-come first-service strategy. It awakes the blocking process when the device is recycled. The process management, including scheduling ,creating revocation ,blocking and waking up the process, the realization of the interruption.We simulate the central processing unit by the cycling function named CPU(),simulate the important register by global variable, simulate the recovering of interruption by checking PSW in the function of CPU(),simulate the clock by the timer control. The simulation of the process control block by array, whose number is up to 10. When the scheduling of the process happens, we use the algorithm of time piece rotation scheduling, and the time piece is 5. Key words: storage device process time ; 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; 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 实验一进程调度 一、实验目的 观察、体会Linux 系统的进程调度方法，并通过一个简单的进程调度模拟程序的实现，加深对进程调度算法，进程切换的理解。 二、实验内容 采用动态优先数的方法，编写一进程调度程序模拟程序。模拟程序只进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。 [提示]： (1) 假定系统有五个进程，每一个进程用一个进程控制块PCB来代表，进程控制块的格式为： 进程名 指针 要求运行时间 优先数 状态 其中，进程名——作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别为P1，P2，P3，P4，P5。 指针——按优先数的大小把五个进程连成队列，用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址，最后一个进程中的指针为“0”。 要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。 优先数——赋予进程的优先数，调度时总是选取优先数大的进程先执行。 状态——可假设有两种状态，“就绪”状态和“结束”状态。五个进程的初始状态都为“就绪”，用“R”表示，当一个进程运行结束后，它的状态为“结束”，用“E”表示。 (2) 在每次运行你所设计的处理器调度程序之前，为每个进程任意确定它的“优先数”和“要求运行时间”。 (3) 为了调度方便，把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列。用一单元指出队首进程，用指针指出队列的连接情况。 (4) 处理器调度总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”。由于本实习是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行： 优先数-1 要求运行时间-1 来模拟进程的一次运行。 提醒注意的是：在实际的系统中，当一个进程被选中运行时，必须恢复进程的现场，让它占有处理器运行，直到出现等待事件或运行结束。在这里省去了这些工作。 (5) 进程运行一次后，若要求运行时间?0，则再将它加入队列（按优先数大小插入，且置队首标志）；若要求运行时间=0，则把它的状态修改成“结束”（E），且退出队列。 (6) 若“就绪”状态的进程队列不为空，则重复上面（4）和（5）的步骤， 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 }; 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 操作系统课程设计实验报告 实验名称：进程控制 姓名/学号： 一、实验目的 学习、理解和掌握Linux与windows的进行控制系统调用的功能，熟悉主要的几个系统调用命令的格式和如何利用系统调用命令进行编程。通过学习，理解如何创建一个进程、改变进程执行的程序、进程和线程终止以及父子进程的同步等，从而提高对进程和线程控制系统调用的编程能力。 二、实验内容 设计并实现Unix的“time”命令。“mytime”命令通过命令行参数接受要运行的程序，创建一个独立的进程来运行该程序，并记录程序运行的时间。 三、实验环境 CPU: Inter ×2 2.10GHz RAM: 3.00GB Windows 7 旗舰版 Linux Ubuntu 10.04 编译: VS2010 四、程序设计与实现 4.1进程控制系统的调用 4.1.1 windows进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 SYSTEMTIME starttime,endtime; //进程开始时间和结束时间 PROCESS_INFORMATION pi //该结构返回有关新进程及 //其主线程的信息 STARTUPINFO si //该结构用于指定新进程的主窗口特性4.1.2 linux进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 struct timeval starttime,endtime //进程开始时间和结束时间 pid_t pid //进程标志符 4.2 程序流程图 图1 windows进程控制调用图2 linux进程控制调用程序运行流程图程序运行流程图 五、实验结果和分析 5.1 windows实验结果和分析 武汉理工大学华夏学院 课程设计报告书 课程名称：《Linux操作系统》课程论文 题目：比较Linux系统与Windows系统 系名：信息工程系 专业班级：软件1121 姓名：钟伟 学号： 指导教师:杨铭熙 2015 年5 月13 日 软件1121班《Linux操作系统》课程论文题 题目： 比较Linux系统与Windows系统的在以下各方面异同 1.硬盘配额管理 2.内存配额 3.批处理系统 4.用户管理 5.服务器安装与配置（至少讨论两种） 6.源码共享机制 7.安全机制 8.针对我国网络安全机制之利弊 要求: 1.第11周三下午5点以前交（电子版发到指定邮箱，纸版交老师） 2.论述不得与人雷同。 关于Linux和windows的比较我们可以从以下几个方面来进行比较 1硬盘配额管理 我认为Linux磁盘配额的作用和windows磁盘配额的作用基本上是相同的,在我们的电脑磁盘出厂经过初始化后，要想使用，就要对其进行分区，由于受MBR分区表的限制，最多分成4个主分区，如果想要更多的分区，那么可以分成3个主分区和1个扩展分区，其中的扩展分区进而分成多个逻辑分区。接下来，如果Windows系统和Linux系统将要对磁盘的分区进行访问，那么就需要进行下面的工作： 1.Windows想要访问 （1）为分区分配文件系统类型，例如设置为FAT16、或FAT32又或者NTFS。 （2）为该分区分配盘符，例如D盘，也可以想象成把其中的一个分区挂载到我的电脑/D盘目录下面。接下来，对D盘进行操作，如写文件，其实就是在相应的磁盘分区里面操作了。 2.Linux想要访问 （1）为分区分配文件系统类型，例如设置为ext2、ext3等。 （2）由于我们无法直接访问磁盘分区，因此我们需要把相应的分区挂载到一个目录下面。在Windows下面可以在图形化的界面（磁盘管理器）里面看到各个分区，进而能够分配盘符，但是在Linux下面无法看到分区，而是给每个分区起了个名字，以文件形式存在，例如（sda1，其中sd表示sata接口的磁盘，hd表示IDE接口的磁盘；a表示第一块磁盘，如果还有一块磁盘，那么就b；1表示磁盘的第一个主分区，相应的2、3,4表示第2、3、4个分区，5表示第一个逻辑分区。）接下来可以将磁盘的某一个分区挂载到特定目录，例如把sda2 挂载到/home 目录。接下来，对/home进行操作，如写文件，其实就是在相应的磁盘分区里面操作了。（1）Windows可以通过给其分配盘符来访问它，而它具体的设备可以在设备管理器里面看；（2）Linux可以将其挂载到/media目录下面进而对其进行访问，而它具体的设备可以在/dev 目录下面找到。 2内存配额 通过学习，我了解到在虚拟内存的使用上，Linux内核为用户管理了非常多的细节问题，用户可以认为自己真正拥有4GB地址空间，而不用关心虚拟内存是否提交物理存储等问题。Windows NT则为程序员提供了多种虚拟内存使用方案，虽然这些方案的使用有些复杂，但却提供了一定程度上的灵活性。它也支持DOS和Win16程序的执行，但为了提供这种兼容性，它的内存管理付出了极高的性能代价。在内存管理上，Linux 和Windows NT在面对相同的进程地址空间大小时，对内存布局的使用方式不同。Windows NT实际只为进程准备了2GB弱的可用虚拟地址空间，而Linux中的进程地址空间使用更灵活些。 Linux 和Windows NT虽然均提供了内存共享技术，但它们的实现有些细微的差别。Linux提供给用户的接口非常简单，只需将自己的虚拟内存空间区域附加到共享内存对象之上。Windows NT则是通过内存映射文件提供共享内存机制，从使用上讲，略显复杂。 Linux 和Windows NT在高速缓存的使用上有一些共同之处，均尽量采用系统的全部空闲RAM作为高速缓存区域，但Linux在高速缓存管理上有一些独到之处，这是它性能之所以高的根本原因并且Linux的内存交换管理灵活性很强，用户可以在普通的文件系统上建立“无洞”的文件作为交换空间，还可以使用多个交换文件，从而可以动态增加交换文件。它也提供了利用交换分区作为交换空间的方法，此方法是优选的交换空间方案。Windows NT的页面文件很难摆脱碎片化的危险，为了保证它采用无碎片的页面文件，必须采取一定的措施。 3批处理系统操作系统课程设计
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