2012-2013第一学期OS课程设计任务书

2012－2013第一学期OS课程设计任务书

2012.10.30

一、设计内容

设计一个多任务（多线程）的系统，涉及进（线）程的操作、通信、同步，以及内存管理、文件操作等核心知识点。

二、设计目的

理解进（线）程的概念；掌握进（线）程通信的基本原理及典型的通信方式；掌握进（线）程同步机制及其实现机理；掌握内存操作、文件操作；熟悉软件设计、开发过程，提高团队合作的意识和能力。

三、基本要求

设计一个基于C/S模式的综合应用系统，该系统的功能需求自定义，但必须涵盖“设计内容”所规定的知识点：进（线）程的创建、终止、socket通信、同步、内存操作及文件操作。

必须采用图形用户界面（MFC或基于C#的WinForm程序），开发环境采用VC6.0或VS2008。

四、课程设计的进度安排

五、课程设计的考核

1、阶段性文档：需求设计、架构设计、功能模块设计说明、测试报告及总结

2、检查程序

3、课程设计说明书及源码

六、具体任务

1.生产者-消费者问题

问题描述：参看课本。

输入：生产者个数、消费者个数、缓冲区个数、每个生产者生产产品的个数等。

输出：生产者-消费者并发执行的过程。消费者消费完所有的产品结束。

2．内存管理

编写一个程序，包括两个线程，一个线程用于模拟内存分配活动，另一个用于跟踪第一个线程的内存行为，要求两个线程之间通过信号量实现同步，模拟内存活动的线程可以从一个文件中读出要进行的内存操作。每个内存操作包含如下内容：

时间：每个操作等待时间；

块数：分配内存的粒度；

操作：包括保留一个区域、提交一个区域、释放一个区域、回收一个区域、加锁与解锁一个区域。可将它们的编号放置于一个文件中。

保留是指保留进程的虚地址空间，而不分配物理地址空间；

提交是指在内存中分配物理地址空间；

回收是指释放物理地址空间，而保留进程的虚地址空间；

释放是指将进程的物理地址与虚拟地址空间全部释放；

大小：块的大小；

访问权限：共五种PAGE_READONLY, PAGE_READWRIYE, PAGE_EXEXUTE, PAGE_EXEXUTE _READ, PAGE_EXEXUTE _READWRIYE.

提示：使用windows提供的信号量。

对windows分配虚拟内存、改变内存状态，以及对物理内存（physical memory）和页面文件（page file）状态查询的API函数的功能、参数限制、使用规则作较深入的了解。

3.快速文件系统

设计一个函数int filter（char source，char* sink，int f）其中

source：源文件，即从哪个文件中读取数据；

sink：目标文件，即将数据写入哪个文件；

f：一个对文件的操作（可以任意定义）。

分别用三种方式实现对一个文件的操作：

（1）无缓冲区方式：表示使用的标志位是FILE_FLAG_NO_BUFFERING；

（2）缓冲方式：表示使用的标志位是FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN；

（3）异步方式：表示使用的标志位是FILE_FLAG_OVERLAPPED。

具体说明：

Filter函数的作用是从source文件中读取数据，经过操作f后，写入文件sink中。

整个过程需要三个部分完成：

（1）建立三个filter文件（功能不同），并自己生成一个源文件（大小不小于512kb），作为file1，经过10步，写入sink，记录总体时间。即从file1写入file2，从file2写入file3，…，从file9写入file10，从file10写入sink文件。

（2）用createfile建立文件时使用FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN标志，系统将给文件加上缓冲区，与（1）类似，做10次读写。注意缓冲区大小必须小于文件大小。

（3）用createfile建立文件时使用FILE_FLAG_OVERLAPP标志，将使用异步传输。同（1）（2）一样做10次读写。