计算机操作系统原理课程设计
计算机操作系统课程设计
03
维护。
模块划分和交互方式
系统总体结构
包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和用户界面 等模块。
进程管理模块
负责进程的创建、调度和终止等操作,与其他模块交互实现进 程间的通信和同步。
内存管理模块
负责内存的分配、回收和保护等操作,与其他模块交互实现内存的 共享和保护。
文件系统模块
负责文件的存储、读取和写入等操作,与其他模块交互实现文件的安 全和可靠存储。
安全性测试
模拟黑客攻击等恶意行为,检测系统是否存在安全漏洞和弱点。
漏洞扫描
利用专门的漏洞扫描工具,对系统进行自动或半自动的安全检测 。
06
总结和展望
课程设计的收获和不足之处
课程设计的收获
1
2
深入理解操作系统的基本原理和功能
学习了如何分析和解决问题
3
课程设计的收获和不足之处
掌握了使用工具和编程技术的方法 课程设计的不足之处 时间不足导致某些功能实现不够完善
设备管理模块设计
总结词
设备管理高效、实时性强、易于扩展
详细描述
设备管理模块主要负责管理计算机中的各种设备,包 括输入输出设备、存储设备和网络设备等。在课程设 计中,我们采用了中断驱动和轮询两种设备管理方式 ,实现了设备的注册、注销、启动和停止等功能。此 外,我们还设计了完善的设备驱动程序,以确保模块 能够高效地管理和控制各种设备。
计算机操作系统原理与应用课程设计
计算机操作系统原理与应用课程设计概述
计算机操作系统原理与应用课程设计是计算机科学与技术专业中的一门必修课程,主要面向计算机操作系统的设计、理论和应用方面的知识进行深入的研究和探讨。本课程设计旨在通过针对计算机操作系统原理与应用的专业知识进行系统性学习、思考和实践,提高学生的计算机系统分析和设计能力,为其未来职业发展打下坚实的基础。
设计目标
本课程设计旨在达成以下目标:
1.掌握计算机操作系统的基本概念和原理知识,深入理解操作系统的结
构、调度、进程管理、内存管理等核心内容。
2.学习常见的操作系统特性和实用技术,如进程通信、同步机制、I/O
处理、安全性等相关知识。
3.培养实际操作系统开发和实用问题解决能力,通过设计项目实践提升
计算机操作系统的应用水平。
4.培养独立思考和团队合作能力,提高沟通和文档撰写能力。
设计内容
本课程设计的内容主要包括以下方面:
1.操作系统的原理和理论基础:
–操作系统的发展历程;
–操作系统的层次结构和存储管理;
–进程与线程、进程调度和同步机制;
–内存管理和页式存储管理;
–文件和设备管理;
–安全性和加密技术。
2.操作系统的特性和实用技术:
–进程通信和互斥锁的实现;
–系统调用和 I/O 处理机制;
–基于线程的并发性控制;
–虚拟化和虚拟机管理;
–Linux 操作系统的特点和实用技术。
3.操作系统的应用和项目实践:
–操作系统内核的设计和实现;
–操作系统的性能调优和故障诊断;
–操作系统的安全性和攻击方式的防范;
–操作系统与其他系统的集成与部署。
设计要求
本课程设计的要求如下:
1.学生需选择一个具体的操作系统课题进行深入的研究,并完成核心功
计算机操作系统课程设计
计算机操作系统课程设计
计算机操作系统,作为计算机科学领域中的核心课程,对于理解计
算机系统的运行原理和提升编程能力具有至关重要的作用。在这门课
程的设计中,我们需要综合考虑理论知识的传授、实践能力的培养以
及学生对操作系统整体概念的建立。
首先,让我们来谈谈课程的目标。计算机操作系统课程的主要目标
是让学生深入理解操作系统的基本概念、原理和功能,包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等。通过学习这门课程,学生应该能
够掌握操作系统的工作机制,学会如何优化系统性能,并且能够运用
所学知识解决实际的系统设计和编程问题。
在理论教学方面,课程内容应该清晰地阐述操作系统的各个核心组
成部分。以进程管理为例,学生需要了解进程的定义、状态转换、进
程同步与互斥等概念。通过详细讲解经典的进程调度算法,如先来先
服务、短作业优先、时间片轮转等,让学生明白如何合理分配系统资
源以提高系统的效率。对于内存管理,要讲解内存分配算法、虚拟内
存的原理以及页面置换算法等重要内容,使学生理解内存的有效利用
和管理方法。
文件系统也是操作系统中的关键部分。学生需要学习文件的组织方式、目录结构、文件的读写操作以及文件的保护和共享机制。同时,
了解不同类型的文件系统,如 FAT、NTFS 等,以及它们的特点和适用场景。
设备管理方面,要涵盖设备的分类、设备驱动程序的工作原理、I/O 控制方式等知识。让学生明白如何有效地管理计算机系统中的各种输
入输出设备,以提高设备的利用率和系统的整体性能。
实践教学在这门课程中同样不可或缺。通过实验课程,学生能够亲
计算机操作系统原理与设计
计算机操作系统原理与设计
计算机操作系统是指控制计算机硬件和软件资源,协调计算机上各
种程序运行的系统软件。它是计算机系统中至关重要的一部分,承担
着管理和调度计算机资源、提供用户与计算机之间的接口等任务。操
作系统的设计与原理是计算机科学领域的重要课题,本文将讨论计算
机操作系统的基本原理和设计思路。
一、概述
计算机操作系统是为用户提供与计算机硬件和软件交互的界面,使
用户能够方便地使用计算机资源。操作系统的设计目标包括可靠性、
效率、安全性和可扩展性等方面。
二、操作系统的组成
1. 内核
操作系统的核心部分是内核,它负责管理和控制计算机硬件资源,
如内存、硬盘和处理器等。内核可以分为微内核和宏内核两种设计方式,各有其优缺点。
2. 进程管理
进程是指运行中的程序实例,进程管理是操作系统的重要功能之一。它负责进程的创建、调度和终止,确保进程之间能够正确并发执行。
3. 内存管理
内存管理是操作系统的另一个重要功能。它负责管理和分配计算机
内存资源,包括内存的分配、释放和调度等。
4. 文件系统
文件系统是操作系统用于管理和存储文件的机制。它提供了对文件
的创建、删除、读取和写入等操作,使用户能够方便地管理文件。
5. 设备管理
设备管理是操作系统对计算机外部设备进行管理和控制的功能。它
负责分配和调度设备资源,管理设备驱动程序,以及处理设备的输入
和输出等操作。
三、操作系统的设计原则
1. 分层设计
操作系统的设计通常采用分层结构,将复杂的系统分解为多个相互
关联的层次,每个层次负责不同的功能。这样可以降低系统的复杂性,提高系统的可维护性和可扩展性。
计算机操作系统的原理与设计
计算机操作系统的原理与设计计算机操作系统是指控制和管理计算机系统的软件,它负责管理计
算机的硬件和资源,提供给用户和应用程序一个良好的运行环境。计
算机操作系统的原理和设计是指在构建和开发操作系统时所要考虑的
一系列规则、原则和设计模式。本文将从操作系统的原理和设计两个
方面展开论述。
一、操作系统的原理
操作系统的原理主要包括进程管理、内存管理、文件系统和输入输
出系统等方面的内容。
1. 进程管理
进程是指计算机中正在运行的一个程序。操作系统通过进程管理来
调度和控制计算机中的各个进程,使它们能够有序地执行。进程管理
涉及到进程的创建、调度、挂起和终止等操作。通过合理的进程管理,可以提高计算机的运行效率和资源利用率。
2. 内存管理
内存管理是指操作系统对内存资源的分配、回收和保护等操作。计
算机的内存资源是有限的,操作系统需要将内存资源合理地分配给各
个进程,防止进程之间相互干扰。内存管理还涉及到虚拟内存和页面
置换等技术,以提高计算机的运行速度和效率。
3. 文件系统
文件系统是操作系统中负责管理文件和目录的部分。操作系统提供了一套文件系统的接口和机制,使用户和应用程序可以方便地对文件进行读写和管理。文件系统还包括文件的存储结构、文件的权限和安全等相关内容。
4. 输入输出系统
输入输出系统是指操作系统通过设备驱动程序和中断机制来管理和控制计算机的输入输出设备。输入输出系统涉及到键盘、鼠标、显示器、打印机等各种设备的管理和控制。
二、操作系统的设计
操作系统的设计是指根据操作系统的原理和需求来设计和实现一个具体的操作系统。
计算机操作系统实践教程课程设计
计算机操作系统实践教程课程设计
一、课程设计背景
计算机操作系统实践教程作为计算机专业的一门重要课程,是计算机操作系统理论知识的实践课程。它主要涉及到操作系统的设计原理、操作系统的基本概念、系统调用、内存管理、进程同步与通信、文件系统等方面的内容。该课程设计旨在通过实践,加深学生们对操作系统的理解,提高操作系统设计和编程的能力。
二、课程设计目标
该课程设计的主要目标如下:
1.提高学生对操作系统的理解和实际应用能力,强化操作系统的设计和
编程能力。
2.使学生能够掌握操作系统的设计和编程的基本原理,并能够独立进行
操作系统的开发与实现。
3.培养学生良好的团队合作精神,提高学生的组织协调及沟通能力,以
便将来求职时能更加适应工作环境。
三、课程设计内容
该课程设计主要分为以下几个部分:系统调用、内存管理、进程同步与通信、文件系统。具体内容如下:
3.1 系统调用
系统调用是操作系统功能的重要实现方式和与用户交互的重要途径。本部分将主要介绍系统调用的原理及实现,并设计一些简单的系统调用程序。
具体内容包括:
1.系统调用原理和实现
2.实现简单的系统调用程序
3.2 内存管理
内存管理是操作系统中最重要和最复杂的一个部分。为了能够更好地管理内存,本部分将讲述具体实现过程,并设计一些小型的内存管理程序。
具体内容包括:
1.内存管理原理和实现
2.设计小型内存管理程序
3.3 进程同步与通信
在操作系统中,进程同步和通信是非常重要的一部分。为了更好地保证进程的
正确性和稳定性,本部分将主要介绍在进程同步和通信方面的实现。
具体内容包括:
计算机操作系统原理教案
计算机操作系统原理教案一、教学目标
通过本课的学习,学生应能够:
1. 理解计算机操作系统的基本概念和功能;
2. 掌握计算机操作系统的发展历程及其分类;
3. 理解进程管理和内存管理的基本原理;
4. 理解文件系统和输入输出管理的概念和作用;
5. 了解操作系统的性能评价和安全性。
二、教学内容
1. 计算机操作系统概述
(1)计算机操作系统的概念和作用
(2)计算机操作系统的发展历程
(3)计算机操作系统的分类
2. 进程管理
(1)进程的概念和特征
(2)进程的状态和转换
(3)进程调度算法
(4)进程同步与互斥
(5)进程通信
3. 内存管理
(1)内存的层次结构和地址空间(2)内存的分配与回收
(3)虚拟内存管理
(4)页面置换算法
(5)内存保护和共享
4. 文件系统
(1)文件系统的概念和层次结构(2)文件的组织和管理
(3)磁盘调度算法
(4)文件存储空间分配
5. 输入输出管理
(1)输入输出设备的分类和特点(2)输入输出控制方式
(3)缓冲管理和设备分配
(4)磁盘管理和文件缓存
6. 操作系统的性能评价和安全性
(1)性能评价指标
(2)提高操作系统性能的方法
(3)操作系统的安全性问题与解决方法
三、教学方法
1. 授课法:通过讲解和演示,介绍计算机操作系统的基本概念和原理。
2. 实践法:通过设计实例和编写简单的程序,帮助学生理解和掌握进程管理、内存管理、文件系统和输入输出管理的相关操作。
3. 讨论法:组织学生进行小组讨论,促进学生之间的交流和思维碰撞,提高学生的学习兴趣和思维能力。
4. 实验法:通过操作系统仿真实验,让学生亲身体验操作系统的工作原理和功能。
操作系统课程设计
•代码质量:代码的规范性、可读性和可维护性;
•团队合作能力:学生在项目中的团队合作表现等。
七、总结
操作系统课程设计是一项重要的实践性项目,通过对操作系统的实际设计与实现,学生既可以提高对操作系统原理的理解,又可以培养系统编程与分析问题的能力。通过本次设计,学生可以更加深入地掌握操作系统的各个方面,为以后从事相关工作打下坚实的基础。
五、完成时间
学生需要根据教师的要求,按时完成操作系统课程设计的所有任务。完成时间一般为一个学期,具体时间安排由教师决定。
六、评价方法
学生的操作系统课程设计将进行评价,根据以下几个方面进行评分:
•设计报告质量:包括设计思路、实现方法和测试结果的描述与分析;
•系统功能完整性:系统的各个功能是否齐全并能正常运行;
3.
学生需要通过对操作系统的性能进行分析,发现其中的瓶颈与问题,并进行优化。可以从进程调度算法、内存管理算法、文件系统优化等方面进行调优。
4.
学生需要完成操作系统的调试与测试工作,保证系统的正确性与稳定性。可以通过测试用例的设计与执行,检查系统的各个功能是否正常。
四、设计要求
6.学生需要结合所学的操作系统原理,进行设计与实现,理解设计思路与过程;
具体设计目标包括:
1.理解操作系统的基本概念和原理;
计算机操作系统原理分析课程设计
计算机操作系统原理分析课程设计
概述
计算机操作系统是计算机系统中最为基础的部分,它通常是硬件和其它软件程
序之间的接口。操作系统的功能是控制计算机的各种资源(例如,CPU、内存、硬盘、输入输出设备等)的分配和管理,为用户接口提供服务,保证系统的安全稳定、高效运行。本文主要是介绍一份基于Linux系统的计算机操作系统原理分析课程设计,旨在提高学生对计算机操作系统原理的理解与掌握。
设计目标
通过该计算机操作系统原理分析课程设计,使学生深入了解Linux操作系统的
基本原理、操作、维护和管理等,达到以下目标:
•熟悉Linux操作系统的基本组成和基本命令;
•实现Linux操作系统的基本调试和管理;
•实现Linux操作系统下应用程序的设计和开发。
设计内容
实验环境
•操作系统:Ubuntu 18.04.5 LTS
•虚拟机软件:VMware Workstation 16 Player
•开发工具:Visual Studio Code
实验一:Linux系统基本操作
实验目的
学习Linux操作系统的基本操作和Linux操作系统的体系结构,学会在Ubuntu 系统下的基本操作指令以及文件操作指令。
实验内容
1.学习Linux操作系统的基本架构,掌握命令行和文件的操作;
2.学习和掌握Linux系统下的三种重要文件类型:普通文件、目录文件、
特殊文件;
3.学习如何添加、修改、删除用户及用户组;
4.学习如何在Linux下安装软件。
实验结果
学生可以掌握Linux操作系统的基本操作,能够熟练使用文件操作指令,在Linux的操作系统下实现用户管理、软件安装等基本操作。
《计算机操作系统》课程设计
计算机操作系统课程设计
1. 引言
计算机操作系统是计算机科学与技术专业中的重要课程之一。本文档旨在为《计算机操作系统》课程设计提供指导和参考。课程设计是对所学内容的综合应用,具有一定的实践性和创新性。通过完成课程设计,学生可以加深对操作系统原理的理解,提升对操作系统的实践能力。
2. 课程设计目标
通过本次课程设计,学生应达到以下目标:
•理解计算机操作系统的基本原理和功能
•掌握操作系统的各类资源调度算法
•能够设计和实现简单的操作系统模块
•学会使用相关工具和技术进行操作系统的开发和测试
•提高解决问题的能力和团队协作能力
3. 课程设计内容
3.1 任务背景
本次课程设计的任务背景是设计一个简单的操作系统,在
该操作系统中实现进程管理、内存管理和文件系统等基本功能。该操作系统应具备如下特性:
•多道程序并发执行
•内存管理,包括分区管理和页面置换算法
•进程调度和资源管理
•文件系统,支持文件的创建、打开、读写和删除等
操作
3.2 设计要求
学生需按照以下要求设计和实现操作系统:
•使用C/C++等编程语言进行开发
•能够进行基本的进程管理,包括进程创建、调度和
终止等操作
•实现简单的内存管理功能,包括内存分配和释放
•实现简单的文件系统,包括文件的读写和管理
•进行系统性能测试和性能调优
•撰写完整的设计报告,包括设计思路、实现过程和测试结果等
3.3 设计流程
本次课程设计的大致流程如下:
1.确定设计目标和任务背景
2.进行系统设计,包括进程管理、内存管理和文件系统设计
3.进行系统实现,编写相应的代码
4.进行系统性能测试和性能调优
计算机操作系统课程设计
计算机操作系统课程设计
1. 引言
计算机操作系统是计算机科学与技术专业的通识课程,本课程的主要任务是帮助学生了解计算机操作系统的原理和设计,并能够使用操作系统进行计算机系统的管理和操作。对于计算机科学专业的学生来说,这门课程是必修课程,同时也是一个非常重要的课程。在本次课程设计中,我们将通过模拟一个简单的操作系统,来深入理解操作系统的基本原理和设计思路。
2. 实验环境
本次实验使用的是 Visual Studio Code 编辑器和 C++ 编程语言。其中,Visual Studio Code 是一款功能强大、开源免费的跨平台代码编辑器;C++ 是一种高效、通用的编程语言,被广泛应用于系统级编程和操作系统开发中。
3. 实验内容
本次实验主要分为五个部分:
3.1 进程管理
进程是操作系统中最基本的资源分配单位,本部分主要实现多进程的创建、执行和撤销,并可以通过进程调度算法来实现不同进程之间的切换。
3.2 内存管理
内存管理是操作系统中重要的功能之一,本部分主要实现内存的分配与回收、内存空间的动态分配和释放,并通过内存回收算法来实现对内存的高效管理。
3.3 文件系统管理
文件系统是操作系统中的重要组成部分,本部分主要实现文件的创建、打开、读取、写入和删除等操作,并通过文件管理算法来实现对文件系统的高效管理。
3.4 I/O 管理
输入输出是计算机系统中的重要组成部分,本部分主要实现输入输出的管理和控制,并对输入输出进行优化,以提高系统的性能和稳定性。
3.5 调试和优化
调试和优化是软件开发中不可避免的部分,本部分主要实现对操作系统的调试和优化,并通过测试和性能分析来对操作系统的性能和稳定性进行评估。
《计算机操作系统》课程设计
计算机操作系统课程设计
1. 引言
计算机操作系统是计算机科学与技术专业中一门重要的课程,它介绍了操作系统的基本概念、原理和设计方法,培养学生对计算机操作系统的理解和应用能力。本文将介绍《计算机操作系统》课程设计的目标、内容和方法,并提供一些实用的学习资源和建议。
2. 课程设计目标
《计算机操作系统》课程设计的主要目标是通过实践,帮
助学生加深对操作系统概念和原理的理解,培养学生编写和调试操作系统的能力,提高解决实际问题的能力。具体目标如下:- 理解操作系统的基本概念和原理; - 掌握操作系统的设计与
实现方法; - 学会使用工具和技术进行操作系统的调试和测试;- 培养团队合作和解决问题的能力。
3. 课程设计内容
《计算机操作系统》课程设计的内容包括以下几个方面:1. 进程管理:学生需要设计和实现一个简单的进程管理系统,
包括进程的创建、调度和终止等功能,并实现进程间的通信和同步。 2. 文件系统:学生需要设计和实现一个简单的文件系统,包括文件的存储和管理、文件的读写等功能,并实现文件的保护和共享。 3. 内存管理:学生需要设计和实现一个简单
的内存管理系统,包括内存的分配和释放、页面置换等功能,并实现进程的虚拟内存。 4. 设备管理:学生需要设计和实现
一个简单的设备管理系统,包括设备的分配和释放、设备的控制和调度等功能,并实现设备的并发和互斥。
4. 课程设计方法
《计算机操作系统》课程设计采用项目驱动的方法,学生
将组成小组,每个小组负责完成一个操作系统的设计和实现。具体方法如下: 1. 项目选择:学生可以自由选择他们感兴趣
计算机操作系统的原理与设计
计算机操作系统的原理与设计计算机操作系统(Computer Operating System)是一种管理和控制
计算机硬件和软件资源的软件系统。它是计算机系统中最基本、最核
心的组成部分,负责管理计算机的各种资源,提供良好的用户界面和
应用环境,从而使计算机系统能够方便、高效地运行。
一、引言
计算机操作系统的原理与设计是一门重要的课程,它深入探讨了操
作系统的内部工作机制、各种资源的管理和调度算法以及安全性等问题。本文将从操作系统的原理和设计两个方面进行探讨。
二、操作系统的原理
1. 核心功能
操作系统的核心功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设
备管理等。进程管理负责进程的创建、调度、同步和通信;内存管理
负责内存的分配和回收、页面置换等;文件系统管理负责文件的组织、存储和访问;设备管理负责设备的分配和调度等。
2. 进程管理
进程是指计算机中正在运行的程序的实例,进程管理负责管理系统
中的各个进程。它包括进程的创建、终止、调度和同步等。进程的调
度算法有先来先服务、短作业优先、最高优先级调度等,根据不同的
需求选择合适的调度算法。
3. 内存管理
内存管理是操作系统管理计算机内存的过程。它包括内存的分配和回收、页面置换等。内存的分配可以采用连续分配、非连续分配等方式,页面置换可以采用最优置换、先进先出置换、最近最久未使用置换等算法。
4. 文件系统管理
文件系统管理负责文件的组织、存储和访问。它通过目录结构将文件进行管理,提供文件的创建、删除、读取和写入等操作。文件系统还需要考虑文件安全性和权限控制等问题。
操作系统原理课程设计
操作系统原理课程设计
一、需求分析
该操作系统原理课程设计旨在让学生深入了解操作系统的设计原理,并设计一
个模拟简单操作系统的程序。在分析需求时,我们需要制定以下几个目标:
1.实现一个简单的内存管理系统,能够管理内存中的进程和程序;
2.实现一个简单的进程管理系统,能够管理进程的创建、运行和销毁;
3.实现一个简单的文件系统,能够管理文件的创建、读取、写入和删除。
二、设计思路
为了实现以上目标,我们需要进行如下设计:
1. 内存管理系统
在内存管理系统中,我们需要实现内存的分配和回收,以及进程与程序在内存
中的存储和调度。具体而言,我们可以采用如下的数据结构:
struct memory {
int size;
struct process *p;
};
struct process {
int pid;
int mem_size;
char*name;
int*mem;
};
其中,memory结构体表示内存块,包括块的大小和该块上的进程指针p。process结构体表示进程,包括进程ID,进程需要使用的内存大小,进程的名称和
进程在内存中的指针。在设计内存管理系统时,我们需要考虑如何分配和回收内存,以及如何保证内存块的连续性和相对大小等问题。
2. 进程管理系统
在进程管理系统中,我们需要实现进程的创建、运行和销毁等功能。具体而言,我们可以采用如下的数据结构:
struct process {
int pid;
char name[100];
int priority;
int state;
char*program;
};
其中,pid表示进程ID,name表示进程名称,priority表示进程优先级,state
操作系统原理教案
操作系统原理教案
一、教学目标
1. 了解操作系统的基本概念和作用;
2. 掌握操作系统的主要功能和组成部分;
3. 理解进程管理、文件管理和内存管理等核心概念;
4. 能够分析和解决常见的操作系统问题。
二、教学内容
1. 操作系统概述
1.1 操作系统的定义和分类
1.2 操作系统的历史发展
1.3 操作系统的作用和功能
2. 进程管理
2.1 进程的概念和特征
2.2 进程的状态转换和调度算法
2.3 进程同步与互斥
2.4 进程通信和线程
3. 文件管理
3.1 文件系统的基本概念和组成
3.2 文件的存储和访问方式
3.3 文件目录和文件操作
3.4 文件保护和安全性
4. 内存管理
4.1 内存的基本组成和层次结构
4.2 内存分配和回收
4.3 内存保护和地址转换
4.4 虚拟内存的实现和管理
5. 设备管理
5.1 设备管理的基本概念和分类
5.2 设备驱动程序和设备控制
5.3 设备中断和中断处理
6. 基本概念的实例分析
6.1 磁盘调度算法的比较和优化
6.2 内存分配算法的比较和选择
6.3 进程调度算法的性能评估和改进
三、教学方法
1. 讲授结合案例分析:通过实际案例分析操作系统的实际应用和解决方案,激发学生的学习兴趣和动力。
2. 实践操作:利用模拟实验软件或者实际操作系统进行实践操作,让学生亲自参与,加深对操作系统的理解和掌握。
3. 小组讨论:组织小组讨论,让学生思考和交流关于操作系统的问题和解决方案,培养团队合作和解决问题的能力。
4. 提供学习资料:向学生提供相关的教材、论文和实验指导,供其深入学习和拓展知识。
四、教学评价
计算机操作系统的原理与设计
计算机操作系统的原理与设计计算机操作系统(Computer Operating System)是一种控制和管理计算机硬件及软件资源的系统软件。它建立在计算机硬件与应用软件之间,起着协调、管理和控制各种资源的重要作用。操作系统的原理与设计是研究和理解操作系统工作原理以及如何设计和实现一个有效的操作系统的过程。本文将就计算机操作系统的原理与设计进行探讨。
一、操作系统的基本原理
计算机操作系统的基本原理包括并发(Concurrency)、共享(Sharing)、虚拟(Virtualization)和持久(Persistence)四个方面。
1. 并发
并发是指计算机系统中同时存在多个执行单元,例如多个程序同时运行或多个用户同时使用系统资源。操作系统通过引入进程调度和资源管理机制来实现并发的效果,确保多个任务可以同时进行,提高了计算机系统的效率。
2. 共享
共享是指多个用户或程序共同使用计算机资源的能力。操作系统通过文件系统、内存管理、进程间通信等方式来实现对共享资源的管理和控制,保证不同用户或程序之间的资源冲突问题得到有效解决。
3. 虚拟
虚拟是指通过逻辑上的隔离和复用,将一个或多个物理资源抽象为逻辑上的若干个虚拟资源。操作系统通过虚拟内存、虚拟设备等技术手段,将物理资源划分为多个虚拟资源,使得用户可以以更加简单、灵活的方式使用计算机系统。
4. 持久
持久是指数据在计算机系统中的存储和传输能力。操作系统通过文件系统和输入输出管理等机制,确保数据在计算机系统中的长期存储和可靠传输,以此提供数据的持久性。
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上海电力学院
课程设计报告
课程名称:操作系统原理
题目名称:采用可变分区存储管理,模拟主存空间的分配和回收
姓名: xxx 学号: xxx
班级: 2013054 同组姓名: xxx 课程设计时间: 2015.7.6~2015.7.10 评语:
成绩:
课程设计题目
一、设计内容及要求
可变分区存储管理模拟
设计内容:编写程序模拟实现可变分区存储管理。
具体要求:
编写程序模拟实现可变分区存储管理,实现存储管理的基本功能,包括内存的分配、内存的回收、地址变换等。
输入:1、输入新进程名称及使用内存的大小(可创建多个进程);
2、撤销某个指定的进程;
3、某个进程的逻辑地址;
输出:显示每次创建进程或者撤销进程后内存使用的状况,包括每一个进程占据的内存的位置和大小;
计算并输出给定逻辑地址对应的物理地址。
必须分别使用以下分配算法完成模拟:
1、首次适应算法;
2、最佳适应算法;
3、最差适应算法;
小组分工:
程序设计讨论:
程序主体设计:
程序调试及修改:
实验报告设计:
总结:
(要求注明小组分工情况)
二、详细设计
1)原理概述
对于可变分区存储管理的内存分配与回收,主要为设计以下几个部分:
1、设计动态输入空闲分区表的程序
2、设计内存分配的程序
3、设计内存回收的程序
首次适应算法:
FF算法要求空闲分区表或空闲分区链以地址递增的次序链接。在分配内时,从链首开始查找,直至找到一个大小能满足要求分区为止;然后再按照作业大小,从该分区中划一块内存空间分配给请求者,余下的空闲分区仍留在空闲链中。如从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分区,则此次分配失败,返回
最佳适应算法:
BF算法是指每次为作业分配内存,总是把满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业,避免“大材小用”。为了加速寻找,该算法要求所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。这样,第一次找到能满足要求的空闲区,
必然是最佳的。
最差适应算法:
WF算法要扫描整个空闲分区表或链表,总是挑一个最大的空闲区分割给作业使用,其优点是可使剩下的空闲区不至于太小,产生碎片的几率最小,对中、小作业有利,同时最坏适应分配算法查找出效率很高。该算法要求将所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分该算法要求将所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链,查找时只要看第一个分区能否满足作业要求。
2)主要数据结构
1、空闲分区表的定义
public class fenqu {
public int fenquno,fenqusize,fenqustart;
public String procname;
public static int cofenqusize=0;//创建起始分区基址
public fenqu(int fenquno,int fenqusize)
{
this.fenquno=fenquno;
this.fenqusize=fenqusize;
this.fenqustart=cofenqusize;
cofenqusize+=fenqusize;
procname=null;
}
public fenqu(int fenquno,int fenqusize,int fenqustart)
{
this.fenquno=fenquno;
this.fenqusize=fenqusize;
this.fenqustart=fenqustart;
procname=null;
}
}
已分配分区表的定义
public static void createfenqu()
{
int intRe[]=new int[5];//fenquno的随机数
int intREE[]=new int[5];//fenqusize的随机数产生;
int intRd;//存放随机数
int intRDD;
int count=0,count1=0;//产生的随机数的个数,count是fenquno,count1是fenqusize
int flag=0;//是否产生过随机数
Random rdm=new Random();
while (count { intRd=Math.abs(rdm.nextInt())%5; for(int i=0;i { if(intRe[i]==intRd) { flag=1; break; } else flag=0; } if(flag==0) { intRe[count]=intRd; count++; } } while(count1 { intRDD=(int)(Math.random()*(60+1-30))+30; for(int i=0;i { if(intREE[i]==intRDD) { flag=1; break; } else flag=0; } if(flag==0) { intREE[count1]=intRDD; count1++; } } for(int i=0;i<5;i++) { alist.add(new fenqu(intRe[i],intREE[i])); ll.add(new doubleNode(null,null,intRe[i],intREE[i],0));