操作系统课程设计题目
期末 操作系统实验课程设计
操作系统实验课程设计（二）（参照实验五）学院：计算机科学与工程专业：信息管理工作与信息系统学号：2008142118 姓名：丁建东一、实验题目：设计一个Shell解释器二、实验目的：本设计的主要目的在于学会如何在Unix系统下创建进程和管理进程。
三、实验内容：实现一个简单的shell（命令行解释器），类似于bash, csh等。
要求实现的shell支持以下内部命令：1.cd <目录>更改当前的工作目录到另一个<目录>。
如果<目录>未指定，输出当前工作目录。
如果<目录>不存在，要求有适当的错误信息提示。
改命令应能够改变PWD的环境变量。
2.echo <内容>显示echo后的内容且换行。
3.help简短概要地输出你的shell的使用方法和基本功能。
4.jobs输出shell当前的一系列子进程，要求提供子进程的命名和PID号。
5.quit, exit, bye退出shell。
所有的内部命令应当优于在$PATH中同名的程序。
任何非内部命令必须请求shell创建一个新进程，且该子进程执行指定的程序。
这个新进程必须继承shell的环境变量和指定的命令行参数。
要求实现的shell支持以下内部命令：Batch Processing 如果shell启动带有一个文件名作为参数，打开该文件并执行文件里所有命令。
待所有进程全部结束退出shell。
四、实验思路：1.所用到的系统函数（1）打开目录void cd()API调用：int chdir(dir)；getcwd(dir,dir_max)；实现：改变当前目录，并判断目录是否存在。
（2）回应void echo()实现：用户输入字符串，以回车结束输入。
char echo_string[echo_len][echo_max];//用户输入命令，以空格符隔开，存为字符串数组按顺序输出用户输入的字符串。
（3）输出当前子进程Void jobs()API调用：shmget（），shmat（）实现：开辟一个共享内存区，一旦创建一个子进程，就把该进程的进程ID和名字记字共享区里，在子进程结束的时候消除该记录。
《操作系统》课程设计说明书
河南城建学院《操作系统》课程设计说明书设计题目：UNIX/Linux文件系统分析专业：计算机科学与技术指导教师：邵国金耿永军陈红军班级：0614082学号：061408261姓名：贠炳森同组人：叶矿辉、陈宇计算机科学与工程系2011年1月7日前言在现在计算机更新如此迅速的时代要学好计算机软件技术，特别是操作系统的学习，不仅要努力学好课本上的基础知识，还要经常在图书馆看些有关这方面的书籍，而更重要的是要有足够的实践经验，也要注重和同学的交流，经常尝试性的做些小的操作系统，对自己技术的提升会有很大的帮助。
同时，学习计算机操作系统技术，除了需要刻苦努力外，还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。
如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢?除了听课和读书之外，最好的方法恐怕就是在实践中练习。
例如，自己设计一个小型操作系统，多使用操作系统，多阅读和分析操作源代码等。
但由于我们的条件和学时有限，在理论学习过程中没有给同学们提供更多的实验机会。
本操作系统课程设计，是给同学提供一个集中实验的机会。
希望同学们通过该设计加深对所学习课程的理解。
本设计是基于课程中学到的UNIX系统调用，使用操作系统环境是Red Hat Linux 9，言语开发环境是Linux的GNU C或C++。
我做的课程设计是：Linux/Unix文件系统分析。
在Linux系统下，使用与文件相关的系统调用实现对物理设备文件的读写，参照Linux系统源代码以及Grub 系统的源代码，对不同介质上的FAT格式文件系统进行分析。
要求在Linux环境下设计出C语言程序，实现以下功能：1)分析UNIX SysV/Linux系统引导记录的作用;2)分析UNIX SysV/Linux的超级块及其结构，并建立相关数据结构，通过编程实现UNIX SysV/Linux文件系统内各部分的定位。
3)至少要实现对给定i节点文件的只读访问目录一．系统环境 (3)1.1硬件环境 (3)1.2软件环境 (3)二．设计目的及要求 (3)三．总体设计 (5)四．详细设计 (6)五．调试与测试 (6)六．设计中遇到的问题及解决方法 (6)七．Linux/Unix文件系统分析源程序清单 (7)7.1 头文件 (7)7.2 示例程序 (10)八．运行结果及分析 (16)8.1 linux文件系统读取 (16)8.2 UNIX文件系统读取 (18)九．心得体会 (19)十．参考文献 (20)Linux/Unix文件系统分析一．系统环境1.1硬件环境cpu为pentium4双线程技术，频率为2.8GHZ，内存为256MB。
操作系统课程设计项目参考
滴加碘液后
滴加碘液前
12/12/2021
第十二页，共二十三页。
消化(xiāohuà)：在消化道内将食物分解成可吸收 (xīshōu)的成分的过程
（包括物理性消化和化学性消化）
吸收(xīshōu)：营养物质通过消化道壁进入循环 系统的过程
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第十三页，共二十三页。
消化(xiāohuà)和吸收的过程
12/12/2021
第十九页，共二十三页。
练习(liànxí)
• 2、分析数据，指出(zhǐ chū)哪一部分消化道中消化液最多。
• 在每天摄入800克食物和1200毫升水的情况下， 消化腺大致分泌以下数量消化液。 1500毫升唾液 2000毫升胃液 1500毫升肠液 500毫升胆汁 1500毫升胰液
12/12/2021
第二十二页，共二十三页。
内容 总结 (nèiróng)
第二节。食物中的营养物质是在消化系统中被消化和吸收的。这粒西瓜籽在姗姗的消化道内， 经过了难忘的时光。它先遇到像轧钢机似的上、下尖硬的怪物，差点儿将它压得粉身碎骨。后来它
No 钻进了一条(yī tiáo)又长又窄的迷宫，它在这里走了很久，身边的许多物质都神秘地消失了。走出迷
唾液腺、胃腺(wèixiàn)、肝脏、胰腺、肠腺
1、淀粉在__口__腔__开始消化、蛋白质在____开始胃消化、脂肪在_______开始 消小化肠。
2、胆汁是一种消化液，但不含消化酶，起乳化脂肪的作用。
二、人体消化、吸收的主要器官—— _____小肠 能 训 练解
胰脏：分泌(fēnmì)胰液 肠腺：分泌肠液
肝脏：最大的腺体，分泌胆汁。 胆汁无消化酶，有乳化脂肪 的
作用。
第七页，共二十三页。
操作系统课程设计-进程同步模拟设计
课程设计题目进程同步模拟设计——生产者和消费者问题学院计算机科学与技术学院专业计算机科学与技术班级0806姓名张方纪指导教师孙玉芬2010 年 1 月20 日课程设计任务书学生姓名：张方纪专业班级：计算机0806指导教师：孙玉芬工作单位：计算机科学与技术学院题目: 进程同步模拟设计——生产者和消费者问题初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的进程管理章节内容，对进程的同步和互斥，以及信号量机制度有深入的理解。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．模拟用信号量机制实现生产者和消费者问题。
2．设计报告内容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计（数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收、撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日进程同步模拟设计——生产者和消费者问题1课设任务本课程设计的任务在于，通过编写一个具体的有关操作系统进程同步互斥的经典问题，加强对操作系统实现进程间同步与互斥的机制的理解。
同时培养提出问题、发现知识、使用工具、解决问题的能力。
具体地，我们要编制出一个程序，利用PV原语以及进程创建、同步、互斥、销毁等相关的系统调用来模拟“生产者—消费者”问题。
2背景介绍2.1“生产者—消费者”问题(the producer-consumerproblem)问题描述：一组生产者向一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲区n，生产者向其中投放消息，消费者从中取得消息。
操作系统课程设计-虚拟页式存储管理系统的实现
课程设计课程设计名称：计算机操作系统专业班级：计算机科学与技术学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：操作系统专业课程设计任务书说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页目录一、设计目的为了掌握Linux环境下常用编译工具如gcc/g++/nasm及开源虚拟机bochs 的下载、安装、使用，掌握x86架构下分页式存储管理系统的基本原理,设计一个请求分页式虚拟存储系统。
掌握Linux系统下程序的编写及运行等方面展开实验。
二、设计要求2.1要求熟练掌握sudo apt-get install的用法。
2.2要求能够掌握分页存储管理系统的基本原理。
2.3要求学会在Linux系统下编写程序、执行程序。
三、设计内容3.1运行环境3.1.1虚拟机系统下3.1.2使用Ubuntu下提供的apt-get软件包安装工具安装vim、 g++ 、nasm 、bochs等3.2 2.详细设计1）回顾虚拟页式存储系统：作业分页，内存分块，只有当进程要使请认真阅读readme.txt文件，弄清楚各个文件的作用2）用其虚拟内存时,其对应的数据才装入物理内存。
3）完成frame_pool.H 、frame_pool.C 、page_table.C三个文件，其中page_table.H已经提供，我们需要添加page_table.C,自己设计并实现这些函数。
4）在frame_pool.H定义所需要的数据结构，在frame_pool.C完成这些函数。
添加代码如下所示：class FramePool {private: unsigned long base_frame_no; unsigned long nframes;unsigned long info_frame_no; unsigned char* free_frames;public:static const unsigned char USED -1;static const unsigned char UNUSED -0;static const unsigned int FRAME_SIZE -4096;public:FramePool(unsigned long _base_frame_no,unsigned long_nframes,unsigned long _info_frame_no);5）建立Frame_pool.C文件系统中使用位示图bitmap标识页面是否使用，start_frame表示第一个页面的起始地址（如系统内存池从2M开始），pool_size表示在用户池中页框的总数（如系统内存池的页框从2M~4M，因此共有（4M-2M）/4KB=512个页框）。
计算机操作系统课程设计题目及要求
一、设计题目
二、设计步骤
1.需求分析：了解基本原理，确定算法的基本功能，查找相关资料，
画出基本的数据流图；
2.总体设计：确定算法的总体结构、数据结构、模块关系和总体流程；
3.详细设计：确定模块内部的流程和算法步骤。
4.上机编码和调试；
5.实际数据运行测试与分析；
6.课程设计总结报告撰写。
三、课程设计报告撰写
课程设计报告主要内容：
①概述：设计主要完成的任务和解决的主要问题；
②设计的基本概念和原理；
③总体设计：实现的方法和主要技术路线；
④详细设计：使用主要控件、函数；
⑤测试与数据分析
⑥完成的情况、简要的使用说明；
⑦结果分析
⑧总结：特色、经验、教训和感受；
⑨参考文献
⑩。
操作系统课程设计题目
1.中文输入法程序
2.文件管理系统
3.线程管理(田坤航)
4.Windows进程多种同步案例演示
5.各种Window或Linux驱动程序编程
6.基于共享内存的进程之间的通信（曾智辉）
7.文件加密
8.PE文件结构解析
9.异常处理系统
10.作业管理
11.中断驱动程序
12.可执行程序的加壳和脱壳
13.LRU动态内存管理模拟
14.注册表管理程序
15.内存管理程序
16.多系统启动程序
17.CPU的保护运行模式切换操作
18.扫描病毒算法模拟
19.木马扫描算法
20.硬盘碎片清理程序
21.程序卸载工具
22.文件系统FAT、NTFS、光盘、U盘分析程序
23.程序补丁
24.程序插件
25.文件压缩程序
26.文件备份系统
27.文件切割和组合
28.CPU参数监控程序
29.进程监控工具
30.文件系统搜索
31.系统监控软件
32.计算机看门狗
33.文件同步软件
34.个人信息同步软件
35.DLL文件创建和安装。
操作系统课程设计题目
-操作系统性能调优策略
-多处理器系统
-多处理器系统的基本概念
-并行与分布式计算
-实时操作系统
-实时操作系统的特点与需求
-实时调度算法
-操作系统中的并发控制
-并发的基本概念
-互斥与同步机制
-课程设计进阶项目
-设计并实现一个简单的实时操作系统
-研究并发控制策略在操作系统中的应用
-分析多处理器系统中的负载均衡问题
4.章节四：内存管理
-内存分配与回收策略
-虚拟内存与分页机制
5.章节五：设备管理
-设备管理的基本原理
- I/O调度策略
6.章节六：文件系统
-文件与目录结构
-文件存储与访问控制
2、教学内容
-文件系统性能优化
-磁盘空间分配策略
-磁盘碎片整理方法
-操作系统安全性
-访问控制机制
-加密与认证技术
-操作系统实例分析
-探索操作系统在移动设备、物联网等新兴领域的应用案例
4、教学内容
-操作系统接口与用户交互
-命令行接口（CLI）与图形用户界面（GUI）
-操作系统提供的系统调用与服务
-操作系统的网络功能
-网络协议栈的基础知识
-操作系统在网络通信中的作用
-操作系统的虚拟化技术
-虚拟化技术的原理与应用
-虚拟机监控器（VMM）的作用与分类
-探讨操作系统在人机交互方面的未来发展趋势
-评估开源操作系统的标准化程度及其对行业的影响
操作系统课程设计题目
一、教学内容
本章节内容来自《操作系统》课程，针对高二年级学生，选择以下课程设计题目：
1.章节一：操作系统概述
-操作系统Hale Waihona Puke 基本概念-操作系统的历史与发展
可变分区分配与回收——采用最坏算法-操作系统课程设计
哈尔滨理工大学课程设计（操作系统）题目：可变分区分配与回收—采用最坏算法班级：计算机科学与技术学院计算机系10-8班姓名：张兢 1004010813指导教师：高雪瑶系主任：林克正2013年03月01日一、课程设计目的1、背景主存是CPU可直接访问的信息空间，合理而有效的使用贮存将在很大程度上影响整个计算机系统的性能。
本课题要求模拟实现分区式主存管理机制。
模拟实现各种分区管理方法以及相应的主存分配以及回收算法。
2、目的通过该课题进一步加深对可变分区存储机制的理解。
加深对存储器动态分区分配算法的认识。
掌握“首次适应算法”、“下次适应算法”、“最佳适应算法发”、“最坏适应算法”的内存分配过程。
掌握内存的回收策略。
二、课题任务描述1、设计可用的内存空闲空间，并能动态输入用户作业所需的内存大小。
2、编程模拟各种分配算法的实施过程，允许自行选择如“首次适应算法”、“下次适应算法”、“最佳适应算法发”、“最坏适应算法”等常用算法，要求实现不少于三种算法。
3、实现内存的回收。
要求考虑回收时的内存合并问题。
三、课题研发相关知识（包含所用库函数的介绍）1、首次适应算法（first fit）FF算法要求空闲分区链以地址递增的次序链接。
在分配内存时，从链首开始顺序查找，直至找到一个大小能男足要求的空闲分区位置；然后再按照作业的大小，从该分区中划出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。
若从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分区，则此次内存分配失败，返回。
但是，低址部分不断被划分，会留下许多难以利用的很小的空闲分区。
2、最佳适应算法（best fit）所谓“最佳”是指每次为作业分配内存时，总是把能满足要求、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。
这样，第一次找到的能满足要求的空闲区，必然是最佳的。
这样，在存储器中会留下许多难以利用的小空闲区。
操作系统课程设计题目及任务
题目1：时间片轮转调度算法模拟要求：用实验方法模拟单处理机系统的进程调度，并采用时间片轮转调度算法作为进程调度算法。
具体任务：1、理解掌握进程调度实现所涉及到的主要问题：如何组织进程、如何实现处理机调度。
进程控制块的作用和结构，进程控制块的链表组织。
进程调度程序包含从进程就绪队列选择并摘取进程、给该进程分配处理机。
2、设计进程控制块相关数据结构，进程状态跃迁的相关模拟；3、实现时间片进程调度算法模拟程序设计、编码及调试。
题目2：静态优先级调度算法模拟要求：用实验方法模拟单处理机系统的进程调度，并采用静态优先级调度算法作为进程调度算法。
具体任务：1、理解掌握进程调度实现所涉及到的主要问题：如何组织进程、如何实现处理机调度。
进程控制块的作用和结构，进程控制块的链表组织。
进程调度程序包含从进程就绪队列选择并摘取进程、给该进程分配处理机。
2、设计进程控制块相关数据结构，进程状态跃迁的相关模拟；3、实现静态优先级调度算法模拟程序设计、编码及调试。
题目3：最短剩余时间优先（动态优先）调度算法模拟要求：用实验方法模拟单处理机系统的进程调度，并采用最短剩余时间优先调度算法作为进程调度算法。
具体任务：1、理解掌握进程调度实现所涉及到的主要问题：如何组织进程、如何实现处理机调度。
进程控制块的作用和结构，进程控制块的链表组织。
进程调度程序包含从进程就绪队列选择并摘取进程、给该进程分配处理机。
2、设计进程控制块相关数据结构，进程状态跃迁的相关模拟；3、实现最短剩余时间优先调度算法模拟程序设计、编码及调试。
题目4 作业调度设计1、目的本实验的目的是通过模拟作业调度算法的设计加深对作业管理基本原理的理解。
2、内容⑴在后备作业队列中，输入5个作业各自运行所需要的时间及存储空间。
①按先来先服务的原则进行调度，输出作业调度的顺序及等待的时间。
②按最短作业（即运行时间最短）优先的原则进行调度，输出作业调度的顺序及等待时间。
③按最小作业（即存储空间最小）优先的原则进行调度，输出作业调度的顺序及等待的时间。
操作系统课程设计选题
多道批处理系统的两级调度-1李旭欣李彩燕林广声
多道批处理系统的两级调度-2周理彬梁丹彤农思雯
多道批处理系统的两级调度-3王彬彬马少滨张楷豪
两道批处理系统的两级调度-1徐彬林泳林志聪
两道批处理系统的两级调度-2王南佳孙秦英谢德强
进程调度侯正之许树炯温景钊
多级文件系统-1魏如南曾志坤黄锦玲帕尔哈提·阿布都克力木多级文件系统-2丁越曾祥杰刘海峰
请求调页存储管理方式的模拟-1黄劲黄威豪张宇辰
请求调页存储管理方式的模拟-2张志泉张晓龙吕慧苍
请求调页存储管理方式的模拟-3
请求调页存储管理方式的模拟-4
银行家算法邹国琴杜径舟陈启伟
编程演示三种存储管理方式的地址换算过程马书鸿叶志锴余植荣
磁盘调度算法1陈晓聪陈俊豪李峥旭
磁盘空间管理-1陈兆龙何勇杰杜信杰
磁盘空间管理-2黄炜东张锦添曾志鹏
磁盘空间管理-3冼世勇
磁盘空间管理-4周东辉庄俊华
都克力木。
操作系统课程设计报告题目及代码
题目一模拟操作系统设计设计一个模拟操作系统管理程序，实现以下管理功能：1．内存管理功能2．文件管理功能3．磁盘管理功能题目二虚拟存储器各页面置换算法的实现与比较内容：设计一个虚拟存储区和内存工作区，通过产生一个随机数的方法得到一个页面序列，假设内存给定的页面数由键盘输入，分别计算使用下述各方法时的内存命中率：先进先出算法〔FIFO〕、最近最少使用算法〔LRU〕、最正确淘汰算法〔OPT〕、最少页面算法〔LFU〕等。
题目三文件系统设计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。
内容：为Linu*系统设计一个简单的二级文件系统，以实现以下功能：1．可以实现以下几条命令（1）login 用户登录（2）dir 文件目录列表（3）creat 创立文件（4）delete 删除文件（5）open 翻开文件（6）close 关闭文件（7）read 读文件（8）write 写文件2．实验提示〔1〕首先确定文件系统的数据构造：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在磁盘，这样便于查找和修改。
〔2〕用户创立的文件，可以编号存储于磁盘上。
如file0、file1、file2……等，并以编号作为物理地址，在目录中进展登记。
[清华大学?操作系统教程? *丽芬编著题目四设计一个按时间片轮转法进程CPU调度的程序。
提示：〔1〕假设系统有5个进程，每个进程用一个进程控制块PCB来代表，PCB中包含进程名、指针、到达时间、估计运行时间、进程状态表。
其中，进程名即为进程进标识。
〔2〕为每一个进程设计一个要示运行时间和到达时间。
〔3〕按照进程到达的先后顺序排成一个循环队列，再设一个队首指针指向第一个到达的进程首址。
〔4〕执行处理机调度时，开场选择队首的第一个进程运行。
另外再设一个当前运行进程指针，指向当前正运行的进程。
〔5〕由于本实验是模拟实验，所以对被选中进程并不实际启运运行，只是执行：a.估计驼行时间减1b.输出当前运行进程的名字。
操作系统原理课程设计读者-写者问题的实现
*******************实践教学*******************计算机与通信学院2012年秋季学期操作系统原理课程设计题目：读者-写者问题的实现专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：目录摘要 (2)1．设计思想 (3)2．各模块的伪码算法 (4)3. 函数关系调用图 (6)4．程序测试结果 (7)设计总结 (10)参考文献 (11)致谢 (12)摘要本设计的读者写者问题，是指一些进程共享一个数据区。
数据区可以使一个文件、一块内存空间或者一组寄存器。
Reader进程只能读数据区中的数据，而writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题。
读者写者问题可以这样的描述, 有一群写者和一群读者, 写者在写同一本书, 读者也在读这本书, 多个读者可以同时读这本书。
但是,只能有一个写者在写书, 并且,读者必写者优先,也就是说，读者和写者同时提出请求时,读者优先。
当读者提出请求时需要有一个互斥操作, 另外, 需要有一个信号量S来确定当前是否可操作。
本设计方案就是通过利用记录型信号量对读者写者问题的解决过程进行模拟演示，形象地阐述记录型信号量机制的工作原理。
关键词：共享对象，互斥，同步，信号量1．设计思想本设计借助C语言实现进程同步和互斥的经典问题--读者写者问题，用高级语言编写和调试一个进程同步程序，以加深对进程同步机制的理解。
通过用C 语言模拟进程同步实现，加深理解有关进程同步和互斥机制的概念及P、V操作的应用。
学生通过该题目的设计过程，掌握读者、写者问题的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
在 Windows环境下,创建一个包含n个线程的控制台进程。
用这n个线每个线程按相应测试数据文件的要求，进行读写操作。
程来表示 n 个读者或写者。
请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。
将所有的读者和所有的写者分别放进两个等待队列中，当读允许时就让读者队列释放一个或多个读者,当写允许时，释放第一个写者操作。
操作系统课程设计(完整规范版)
操作系统课程设计(完整规范版)一、引言操作系统是计算机系统的核心软件，它管理计算机的硬件资源，为应用程序提供运行环境。
本课程设计旨在通过实践，加深学生对操作系统原理的理解，提高学生的编程能力和系统设计能力。
二、课程目标1. 理解操作系统的基本原理和功能。
2. 掌握进程管理、内存管理、文件系统等核心模块的设计和实现。
3. 熟悉操作系统调度的基本算法。
4. 提高学生的编程能力和系统设计能力。
三、课程内容1. 操作系统概述操作系统的定义、功能和发展历程操作系统的基本组成和结构操作系统的类型和特点2. 进程管理进程的定义、状态和转换进程控制块（PCB）的结构和作用进程同步与互斥进程通信进程调度算法3. 内存管理内存管理的目标连续内存管理技术非连续内存管理技术页面置换算法4. 文件系统文件系统的定义和功能文件的结构和类型文件存储空间管理文件目录管理文件操作5. I/O系统I/O系统的功能和组成 I/O设备管理I/O调度算法缓冲管理6. 系统调用系统调用的定义和类型系统调用的实现机制常用系统调用分析7. 实验与课程设计实验目的和要求实验内容和步骤课程设计题目和要求课程设计报告格式四、课程考核1. 平时成绩（30%）：包括课堂表现、实验报告和作业完成情况。
2. 实验成绩（30%）：包括实验操作和实验报告。
3. 课程设计成绩（40%）：包括设计报告、代码实现和答辩表现。
1. 《操作系统概念》作者：亚伯拉罕·西尔伯斯查茨等2. 《现代操作系统》作者：安德鲁·S·塔嫩鲍姆3. 《操作系统导论》作者：威廉·斯托林斯六、附录1. 课程设计报告模板2. 实验报告模板3. 课程设计答辩评分标准七、课程安排1. 理论学习操作系统概述（2课时）进程管理（4课时）内存管理（4课时）文件系统（4课时）I/O系统（2课时）系统调用（2课时）2. 实验与课程设计进程管理实验（2课时）内存管理实验（2课时）文件系统实验（2课时）I/O系统实验（2课时）课程设计（8课时）课程考核（2课时）八、实验与课程设计指导1. 实验指导进程管理实验：通过模拟进程的创建、撤销、阻塞和唤醒等操作，理解进程管理的原理。
操作系统课程设计题目
辽宁科技大学操作系统课程设计指导书一、课程设计目的和要求本设计是专业基础课《操作系统》的课程设计。
由于操作系统课的学时有限，安排实验的次数不多。
为了进一步巩固实验成果，加强理论联系实际、分析问题、解决问题的能力，加深对操作系统的基本概念、原理、技术和方法的理解，特安排此次课程设计。
它是操作系统课程的实践环节。
由于具体的操作系统相当复杂，在短短的一周之内，不可能对所有管理系统进行详细地分析。
因此，选择了操作系统中最重要的管理之一进程管理（或进程的死锁、页面置换算法）作为本设计的任务。
另外，通过此次设计使学生在使用系统调用的同时，进一步了解系统内部是如何实现系统调用的全过程，使学生在更深层次上对操作系统有所了解。
要求：1.在具有自主版权的Linux环境下，用c或c++语言，以及相关的系统调用，编程实现进程的创建、控制、软中断通信、管道通信等功能。
2.利用某种高级语言编程实现银行家算法。
3.常用的页面置换算法有：最佳置换算法（Optimal）、先进先出法（Fisrt In First Out）、、最近最久未使用（Least Recently Used），至少实现其中的两种算法。
二、课程设计内容设计题目1：进程管理及理解（1）进程的创建编写一段程序，使用系统调用fork（）创建两个子进程。
当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。
让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示“a”；子进程分别显示字符“b”和“c”。
试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。
（2）进程的控制修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。
如果在程序中使用系统调用lockf（），来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。
（3）①编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。
要求：使用系统调用fork（）创建两个子进程，再用系统调用signal（）让父进程捕捉键盘上来的中断信号；当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill（）向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：Child Process11 is Killed by Parent！Child Process12 is Killed by Parent！父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止：Parent Process is Killed！②在上面的程序中增加系统调用signal（SIGINT,SIG_IGN）和signal （SIGQUIT,SIG_IGN），观察执行结果，并分析原因。
操作系统课程设计题目
（除特别注明外，每组最多3人，先自由组合，并选定1个题目，再由老师作适当调整）课题一、银行家算法设计目的：死锁会引起计算机工作僵死，因此操作系统中必须防止。
本设计的目的在于使用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，了解死锁产生的条件和原因，并采用银行家算法有效地防止死锁的发生，以加深对课堂上所讲授的知识的理解。
设计要求：设计有n个进程共享m个系统资源的系统，进程可动态的申请和释放资源，系统按各进程的申请动态的分配资源。
系统能显示各个进程申请和释放资源，以及系统动态分配资源的过程，便于用户观察和分析，要求使用图形用户界面。
银行家算法的思路：1.进程一开始向系统提出最大需求量.2.进程每次提出新的需求(分期贷款)都统计是否超出它事先提出的最大需求量.3.若正常,则判断该进程所需剩余量(包括本次申请)是否超出系统所掌握的剩余资源量,若不超出,则分配,否则等待.4.银行家算法的数据结构.1)系统剩余资源量V[n],其中V[n]表示第I类资源剩余量.2)已分配资源量A[m][n],其中A[j][i]表示系统j程已得到的第i资源的数量.3)剩余需求量.C[m][n],其中C[j][i]对第i资源尚需的数目.5.银行家算法流程:当某时刻,某进程时,提出新的资源申请,系统作以下操作:1)判定E[n]是否大于C[j][n],若大于,表示出错.2)判定E[n]是否大于系统剩余量V[n],若大于,则该进程等待.3)若以上两步没有问题,尝试分配,即各变量作调整.4)按照安全性推测算法,判断,分配过后,系统是否安全,若安全,则实际分配,否则,撤消分配,让进程等待.6."安全性检测"算法对进程逐个扫描，先判断flag，看进程是否完成，如果完成则继续扫描，如果没有再判断当前系统是否满足进程所需要的分配额，如果满足则分配并当进程完成后回收资源，如果没有则扫描下一个进程。
扫描所有进程，如果所有的进程都能完成就表明是安全分配序列，如果没有，则分配不成功，不存在着安全序列。
华南理工网络教育操作系统(含课程设计)参考答案
D、进程提出I/O提出则重新调度
答题：A. B. C. D.（已提交）
5.(单选题)以下不属于面向系统的调度准则的是（）
A、系统吞吐量高B、处理机利用率高C、各种资源平衡利用D、响应时间快
答题：A. B. C. D.（已提交）
6.(单选题)设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理机上按单道方式运行，则平均周转时间为( )
A、批处理作业必须提交作业控制信息
B、分时系统不一定都具有人机交互功能
C、从响应时间的角度看,实时系统与分时系统差不多
D、由于采用了分时技术,用户可以独占计算机的资源
答题：A. B. C. D.（已提交）
11.(判断题) Windows是一个单用户多任务操作系统（）
答题：对.错.（已提交）
12.(判断题) UNIX是一个多用户多任务操作系统（）
答题：对.错.（已提交）
13.(判断题)有了操作系统，计算机系统的资源利用率更高，用户使用计算机更方便（）
答题：对.错.（已提交）
14.(判断题)当前三大操作系统类型是批处理系统、分时系统和实时系统（）
答题：对.错.（已提交）
15.(判断题)操作系统是计算机软件和硬件资源的管理者（）
答题：对.错.（已提交）
C、用户操作计算机更方便D、并行执行多个进程
答题：A. B. C. D.（已提交）
3.(单选题)历史上最早出现的操作系统是（）
A、单道批处理系统B、多道批处理系统C、分时系统D、实时系统
答题：A. B. C. D.（已提交）
4.(单选题)实时操作系统必须在（）内处理完来自外部的事件。
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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拟存储的技术对内存进行扩充。
实现虚拟存储的一个主要技术手段就是将辅存和主存统一管理，在二者之间进行对换，从而形成物理上两级而逻辑上一级的存储管理系统。
一个置换算法的好坏对这个逻辑上的单级虚存的性能起着极其重要的作用，而且会影响处理机的调度性能。
对于本任务规定的前提：页面分配采用固定分配局部置换，则置换发生的时机是作业已经将操作系统分配的固定数目的物理块全部用完且发生缺页的时候。
此时必须要将已经装入内存的部分逻辑页面换出以便将所缺的页面调入内存。
置换算法就是一个决定将内存中“哪一个”页面换出的算法。
（2）数据结构要模拟实现某一个置换算法，有如下一些对象需要用相关的数据结构来描述：●作业的页面走向（执行过程中对页面的访问顺序）。
可以用数组也可以用字符串。
如果用数组，则页面走向的长度受数组长度限制，如果用字符串，则需要将字符串进行解析，将字符串经过解析处理后变成一个页面的排列顺序。
考虑最佳置换算法（“向前看”）和其他置换算法（“向后看“）的特点。
●页框（作业分得的物理块）。
由于作业分得的物理块数在置换算法执行之前已经确定，可以用一些比较简单的数据结构实现。
在综合置换算法的原理，可以灵活采用相应的数据结构，尽可能使程序的时间复杂度最低。
如对于FIFO，队列最合适，对于LRU，则数组和堆栈都比较合适，采用不同的数据结构还要配合在数据结构上的相应操作才行。
（2）功能模块划分大体上可以将整个程序的模块划分成如下几个部分：1）主模块：主要是初始化、界面和模块调用。
2）页面走向输入模块。
（从键盘读入数据结构或将页面走向写入文件）3）置换算法模块。
* 判断模块。
决定换出哪一块。
每一种置换算法对应一种判断算法。
* 调整模块。
根据判断模块的结果，调整作业分得物理块集合中逻辑页面的情况。
* 置换过程输出模块（在显示器上显示或写入文件）。
该模块每发生一次置换，由置换算法模块调用一次。
*……………….除此之外，有些反复执行的操作考虑用过程或函数实现。
总而言之，整个程序应该结构清晰，界面友好，可读性好，易调试，易扩充，易维护。
设计内容二虚拟存储管理（请求分页存储管理）1．目的和要求存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。
请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。
本实验的目的是：通过编写和调试请求页式存储管理中页面置换算法的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换方法；通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。
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。
（1）用C语言实现对分页式存储管理中的硬件的地址转换和产生缺页中断。
（2）设计页表。
分页式虚拟存储系统是把作业的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。
为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存，页表的格式为：页号标志主存块号在磁盘上的位置可根据页面置换算法的不同，页表构的内容可以作适当的增删。
（3）地址计算。
作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作数存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式：绝对地址=块号*块长+单元号计算出欲访问的主存单元地址。
按计算出的绝对地址可以取到操作数，完成一条指令的执行。
若访问的页标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，由OS按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。
（4）设计“地址转换”程序模拟硬件的地址转换工作。
当访问的页在主存时，则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。
当访问的页不在主存时，则输出“*该页页号”，表示产生了一次缺页中断，执行缺页中断程序。
该模拟程序的算法如图1.2所示。
(5) 缺页中断模拟。
如果访问页不在主存且页表未满，则调入一页并打印页表情况；如果该页不在主存且页表已满，则产生缺页中断，模拟算法如图1.3所示。
实验中采用FIFO算法进行页面淘汰。
把在主存的页的页号按进入主存的先后次序排成队列，每次总是调出队首页。
用数组存放页号的队列。
若分配给该作业的物理块数为m，则数组由m个元素组成，p[0]，p[1]……p[m-1]，队首指针head，队尾指针tail。
当装入新页时，将其页号装入数组。
3．实验环境Windows操作系统、VC++6.0、C语言4．实验主要步骤：1. 启动C语言环境，新建文件。
2. 假定主存的每块长度为128个字节；现有一个共七页的作业，其中的第0页至第3页已经装入主存，其余三页未装入主存；该作业的页表为：(+, 0, 070)、(+, 1, 050)、(*, 2, 015) 、(存, 3, 021)、(取, 0, 056)、(—, 6, 040)、(移位, 4, 053)、(+, 5, 023)、(存, 1, 037)、(取, 2, 078)、(+, 0, 070)、(+, 4, 001)、(存, 6, 084)。
运行设计的地址转换程序，显示或打印运行结果。
因仅模拟地址转换，并不模拟指令的执行，故可不考虑上述指令序列中的操作。
3. 编写程序运行。
设计内容三模拟实现可变分区存储管理1．目的和要求在熟练掌握计算机分区存储管理方式的原理的基础上，利用一种程序设计语言模拟实现操作系统的可变分区存储管理的功能，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．实验内容设计合理的数据结构来描述存储空间：对于未分配出去的部分，可以用空闲分区队列来描述，对于已经分配出去的部分，由装入内存的作业占据，可以将作业组织成链表或数组。
实现分区存储管理的内存分配功能，要求选择至少两种适应算法（如首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法）。
实现分区存储管理的内存回收算法：要求能够正确处理回收分区与空闲分区的四种邻接关系。
当碎片产生时，能够进行碎片的拼接。
3．实验环境Windows操作系统、VC++6.0、C语言4．实验提示（1）基础知识分区存储管理是操作系统进行内存管理的一种方式。
现代操作系统广泛采用多道程序设计的技术来提高系统吞吐量和内存的利用率。
由于可变分区存储管理将一个连续的作业装入一片大小与作业恰好相等的内存中，因而地址变换的算法简单，需要的硬件支持少，变换效率高。
但是最大的缺点是随着作业不断地进出内存，会将内存逐渐分割成一些大小很小而数目较多的小块，而且一块中仅能容纳一道作业，导致内存利用率较低。
分区存储管理的另一个缺点是由于必须将整个作业的逻辑地址空间全部装入内存作业才可以开始运行，因而这种存储管理的方式无法实现内存的扩充。
（2）数据结构要模拟实现可变分区存储管理，有如下一些对象需要用相关的数据结构来描述：●内存中没有被存储管理程序分配给作业的部分，属于空闲内存，要求以分区为单位进行统一管理以合理分配。
包括对分区的描述（结构体）和对多个分区的组织（表格或链表）。
●对于内存中已经分配给作业的那部分内存，当作业完成后应该将占据的内存归还给系统，以便进行再分配。
因此必须对已分配分区进行描述和组织，以便进行内存的回收。
（2）功能模块划分大体上可以将整个程序的模块划分成如下几个部分：1）主模块：主要是初始化（设置物理内存的用户区的大小，选取适应算法）和界面，界面参考如下：23）内存回收算法（考虑四种邻接情况，尤其是采用最佳（坏）适应算法时的分区合并）4）碎片拼接算法5）空闲分区队列显示6）作业队列显示除此之外,有些反复执行的操作考虑用过程或函数实现。
总而言之，整个程序应该结构清晰，界面友好，可读性好，易调试，易扩充，易维护。
设计内容四模拟实现算法多级反馈队列进程调度算法1．目的和要求在熟练掌握计算机处理机调度原理的基础上，利用一种程序设计语言模拟实现多级反馈队列进程调度算法，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．实验内容模拟实现算法多级反馈队列进程调度算法，并分析其调度效果。
前提：•调度算法中采用至少4级队列，每级队列的时间片大小预先指定。
•由于只是模拟实现，调度的对象—进程实际上并不包括程序和数据，而仅仅包括一个PCB数据结构，用PCB来代表一个进程，调度算法调度的对象只包括进程的PCB.处理机的切换通过将PCB在运行指针和就绪队列之间进行移动来实现。