进程管理系统设计

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操作系统的核心功能与设计

操作系统的核心功能与设计

操作系统的核心功能与设计操作系统是计算机系统中至关重要的组成部分,其核心功能与设计对于计算机的正常运行起着重要的作用。

本文将探讨操作系统的核心功能以及其设计原理。

一、进程管理操作系统通过进程管理来实现对计算机资源的合理调度和分配。

进程是计算机运行时的一个实例,它由程序、数据以及执行状态组成。

操作系统负责创建、暂停、恢复和终止进程,并分配合适的资源给予进程使用。

同时,操作系统也对进程间的通信和同步进行管理,确保各个进程能够按照规定的方式进行协作。

二、内存管理操作系统负责对内存的分配和回收,保证每个进程具有足够的内存空间来运行。

内存管理分为物理内存管理和虚拟内存管理两部分。

物理内存管理主要涉及对物理内存的分区和页面分配,通过适当的算法和数据结构,操作系统能够高效地管理内存资源。

虚拟内存管理则利用硬盘上的作为辅助存储器,将部分进程的内存内容交换到磁盘中,从而扩展了可用的内存空间。

三、文件系统文件系统是操作系统中负责管理和组织文件的部分。

操作系统通过文件系统来提供对文件的存储、读取和写入等操作。

文件系统的设计通常涉及到磁盘空间的分配和管理,以及文件的组织和索引结构的设计。

通过合理的文件系统设计,操作系统能够高效地管理文件,并为用户提供友好的文件操作界面。

四、设备管理操作系统通过设备管理来对计算机的硬件设备进行管理和控制。

设备管理包括设备的初始化、分配、关闭以及中断处理等。

操作系统利用设备管理提供对各种设备的访问接口,使得用户能够方便地使用计算机的硬件资源。

同时,操作系统也负责处理设备之间的冲突和共享问题,确保各个设备能够协调工作。

五、用户接口操作系统提供了与用户交互的用户接口,使得用户能够方便地使用计算机系统。

用户接口可以分为命令行界面和图形用户界面两种形式。

命令行界面通过命令行输入和输出来实现与操作系统的交互,而图形用户界面则通过图形界面元素和鼠标等输入设备来提供更直观和友好的界面。

操作系统的用户接口设计直接影响用户对系统的使用体验,因此需要考虑用户习惯和易用性。

电子科大计算机操作系统实验报告级

电子科大计算机操作系统实验报告级

电子科技大学实验报告学生姓名:郫县LBJ 学号:指导教师:温柔可爱的刘杰彦实验地点:主楼A2-413 实验时间:2017年4月22日上午一、实验室名称:计算机学院主楼机房二、实验项目名称:进程与资源管理实验分工:郫县LBJ 进程管理设计郫县小胖子资源管理设计郫县威斯布鲁克进程调度与时钟中断设计三、实验学时:2四、实验原理:此处的实验原理在指导书上非常丰富,因此不照搬过来,主要写出所要使用到知识点,具体实现过程中的原理分析见报告第八部分“实验步骤”处。

(一)总体设计系统总体架构如图1 所示,最右边部分为进程与资源管理器,属于操作系统内核的功能。

要求能够设计与实现一个简单的进程与资源管理器,具有如下功能:完成进程创建、撤销和进程调度;完成多单元(multi_unit)资源的管理;完成资源的申请和释放;完成错误检测和定时器中断功能。

图1 系统总体结构(二)Test shell 设计应具有的功能:1、从终端或者测试文件读取命令;2、将用户需求转换成调度内核函数(即调度进程和资源管理器);3、在终端或输出文件中显示结果:如当前运行的进程、错误信息等。

(三)进程管理设计1、进程状态与操作2、进程控制块结构PCB3、主要函数:创建进程、撤销进程(四)资源管理设计1、主要数据结构RCB2、请求资源3、释放资源(五)进程调度与时钟中断设计关键:使用基于优先级的抢占式调度策略,在同一优先级内使用时间片轮转算法。

参考课上ppt :五、实验目的:设计和实现进程与资源管理,并完成Test shell的编写,以建立系统的进程管理、调度、资源管理和分配的知识体系,从而加深对操作系统进程调度和资源管理功能的宏观理解和微观实现技术的掌握。

六、实验内容:设计与实现一个简单的进程与资源管理器,要求具有如下功能:完成进程创建、撤销和进程调度;完成多单元(multi_unit)资源的管理;完成资源的申请和释放;完成错误检测和定时器中断功能。

操作系统的原理及设计

操作系统的原理及设计

操作系统的原理及设计操作系统是计算机硬件和应用程序之间的桥梁,它提供了计算机硬件资源的管理和应用程序的运行环境。

操作系统的设计与实现是计算机科学领域中的重要研究课题,其对计算机系统的性能、稳定性和安全性具有重要的影响。

本文从操作系统的原理和设计方面,对操作系统的相关知识进行探讨。

一、操作系统的基本原理操作系统是计算机系统中最为重要的软件之一,它直接控制计算机的硬件资源,提供应用程序的运行环境。

操作系统的基本原理包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动程序等。

1. 进程管理进程是操作系统中最基本的概念之一,它指的是正在运行的一个程序。

进程管理是操作系统对进程进行创建、撤销、调度和通信等操作的过程。

在多道程序设计中,进程管理起着至关重要的作用,它能够实现对计算机处理器的高效利用,提高计算机的运行效率。

2. 内存管理内存管理是操作系统中另一个重要的概念,它指的是操作系统对内存资源的管理过程。

在操作系统中,内存资源的分配和释放都是由内存管理模块完成的。

内存管理的主要任务包括内存的分配、内存的回收、内存的保护和内存的共享等。

通过对内存资源的合理管理,可以实现对计算机的资源管理和优化。

3. 文件系统文件系统是操作系统中用于管理存储设备和数据的软件模块。

通过文件系统,用户可以对存储设备和数据进行访问、创建、修改和删除等操作。

文件系统可以为用户提供方便的数据管理方式,使得用户可以通过简单的命令实现对数据的管理。

4. 设备驱动程序设备驱动程序是操作系统中用于管理外设的软件模块。

设备驱动程序负责将应用程序所发出的请求转换为外设所需要的操作指令。

设备驱动程序通过提供标准的接口,使得应用程序可以方便地与外设进行交互,并实现对外设的高效管理。

二、操作系统的设计操作系统的设计过程中,需要考虑计算机硬件平台、应用程序的需求和系统的可靠性等多方面的因素。

下面将具体探讨操作系统的设计原则和实现技术。

1. 设计原则操作系统的设计原则包括系统可靠性、可扩展性和可移植性等。

Windows进程管理系统的分析与设计

Windows进程管理系统的分析与设计

1 8— 3
随着 计算 机技 术 的普 及和 发展 ,计 算机 己成 为人 们 生活 和工 作 必 不可 少 的工 具 。与此 同 时,病 毒 、木 马 、恶 意 软件 等也 借助 着 互联 网的快 速发 展 而疯狂 蔓延 ,计算 机 安全 问题 也 曰益 凸现 出 来 。基 于 目前 市场 上 安全 技术产 品对未 知 非法进 程 的查 杀能 力相 当弱 ,对此 研 究如 何对 付非 法进 程 的监控 手段 的 有必要 的。 本 系 统是 针对 W no s下 内核级 进程 的监 控 与管理 。 以下讨 idw 论 一下 本 系统 的 具体 设计 。 被 动 式进 程 管理 ( )枚 举进 程 原理 。本 技术 实现 对进 程 的枚举 和 管理 ,大 一 部 分进 程 管理 器 ( W no s任务 管理 器等 )都 利用 Wn o s的 如 idw idw
A bsr c : s ril any ic s s h o trn nd ma ge e h r e —e l r c s u d r W ido ,nd t a tThi atce m i l d sus e te m ni i g a na m ntof te ken llve p o e s n e n wsa o e pe t o ra ie am e nigflma ge e ts tm r c s . i u o s sM D5 Doc x cst e lz a n u na m n  ̄ e p o e st sa t ru e h h ume vaiai n m eh d;sa ih l ue m ld to t o e tbl alr l s ba ef ra o ai r c s ig o epr c s fc s , et ea t na m e to epr c s nd s c ndofn w t d , w s o utm tcp o e sn ft o e so a eus h ci ma ge n ft o e sa u hki e meho sne h ve h tc nooge ndne me n op o e tt es se . e h l isa w a st r t c y tm h K e w o d : o s iusPa sv r c s n ge e ; ciep oc s na m e t y r sH revr ; s iep o e sma a m nt tv r e sma ge n A

进程管理设计实验报告

进程管理设计实验报告

一、实验目的1. 理解进程管理的概念和作用;2. 掌握进程的创建、调度、同步与通信等基本操作;3. 分析并解决进程管理中的常见问题;4. 提高编程能力和系统设计能力。

二、实验环境1. 操作系统:Linux;2. 编程语言:C/C++;3. 开发工具:GCC。

三、实验内容1. 进程创建与调度(1)创建一个简单的进程,实现进程的创建、运行和退出;(2)实现进程的调度,采用时间片轮转算法(RR)进行进程调度;(3)分析进程调度的过程,观察不同调度算法对进程执行的影响。

2. 进程同步与互斥(1)实现进程同步,采用信号量机制实现进程间的同步;(2)实现进程互斥,使用互斥锁(mutex)保护临界资源;(3)分析进程同步与互斥的原理,解决死锁、饥饿等问题。

3. 进程通信(1)实现进程间的通信,采用管道(pipe)进行数据传输;(2)实现共享内存(shared memory)进行进程间通信;(3)分析进程通信的原理,解决通信中的同步与互斥问题。

4. 实验拓展(1)设计一个多进程并发程序,实现生产者-消费者问题;(2)实现进程的优先级调度,观察不同优先级对进程执行的影响;(3)分析并实现进程的动态创建与销毁,提高系统的灵活性和可扩展性。

四、实验步骤1. 编写进程创建与调度的代码,实现进程的创建、调度和执行;2. 编写进程同步与互斥的代码,实现信号量机制和互斥锁;3. 编写进程通信的代码,实现管道和共享内存通信;4. 编写实验拓展的代码,实现生产者-消费者问题、优先级调度和动态创建与销毁;5. 编译并运行实验程序,观察实验结果,分析并解决问题。

五、实验结果与分析1. 进程创建与调度实验结果显示,采用时间片轮转算法(RR)进行进程调度,进程按照一定的顺序执行,实现了进程的并发执行。

2. 进程同步与互斥实验结果显示,采用信号量机制实现进程同步,可以避免进程间的冲突,保证进程按预期顺序执行;使用互斥锁(mutex)保护临界资源,可以防止多个进程同时访问同一资源,避免数据竞争。

Linux进程管理-实验报告

Linux进程管理-实验报告

《Linux 操作系统设计实践》实验一:进程管理实验目的:(1) 加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别。

(2)进一步认识并发执行的实质.(3) 学习通过进程执行新的目标程序的方法。

(4) 了解Linux 系统中进程信号处理的基本原理.实验环境:Red Hat Linux实验内容:(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,当此进程运行时,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,父进程显示字符“a";子进程分别显示字符“b”和字符“c”,试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因.程序代码:#include<stdio。

h〉int main(){int p1 ,p2 ;while((p1=fork())==-1);if(p1==0)putchar(’b');else{while((p2=fork())==—1);if(p2==0)putchar(’c');elseputchar(’a');}return 0;}运行结果:bca分析:第一个while里调用fork()函数一次,返回两次。

子进程P1得到的返回值是0,父进程得到的返回值是新子进程的进程ID(正整数);接下来父进程和子进程P1两个分支运行,判断P1==0,子进程P1符合条件,输出“b”;接下来else里面的while里再调用fork()函数一次,子进程P2得到的返回值是0,父进程得到的返回值是新子进程的进程ID(正整数);接下来判断P2==0,子进程P2符合条件,输出“c”,接下来父进程输出“a”,程序结束。

(2)进程的控制①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,在观察程序执行时屏幕上出现的现象,并分析原因。

程序代码:#include〈stdio。

h>int main(){int p1,p2;while((p1=fork())==-1);if(p1==0)printf("Child1 is running!\n”);else{while((p2=fork())==—1);if(p2==0)printf(”Child2 is running!\n”);elseprintf(”Fath er is running!\n”);}return 0;}运行结果:Child1 is running!Child2 is running!Father is running!分析:本实验和上一个实验一样,只是将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话.第一个while里调用fork()函数一次,返回两次。

操作系统-进程管理

操作系统-进程管理

02
最短作业优先(SJF):优先调度预计运行时 间最短的进程。
03
最短剩余时间优先(SRTF):优先调度剩余 时间最短的进程。
04
优先级调度:根据进程的优先级进行调度。
死锁的产生与预防
死锁的产生
死锁是指两个或多个进程在无限期地等待对方释放资源的现象。产生死锁的原因包括资源分配不当、 请求和保持、环路等待等。
操作系统-进程管理
• 进程管理概述 • 进程的同步与通信 • 进程调度与死锁 • 进程的并发控制 • 进程管理的发ห้องสมุดไป่ตู้趋势与挑战
01
进程管理概述
进程的定义与特点
01
进程是程序的一次执行,具有动态性、并发性、独立性和制 约性。
02
进程拥有独立的内存空间,执行过程中不受其他进程干扰。
03
进程是系统资源分配和调度的基本单位,能够充分利用系统 资源进行高效计算。
进程同步的机制
进程同步的机制主要包括信号量机制、消息传递机制和共享内存机制等。这些 机制通过不同的方式协调进程的执行顺序,以实现进程间的有效协作。
信号量机制
信号量的概念
信号量是一个整数值,用于表示系统资源或临界资源的数量 。信号量可以用来控制对共享资源的访问,以避免多个进程 同时访问导致的数据不一致问题。
消息传递的机制
消息传递的机制包括发送和接收操作。发送操作将消息发送给目标进程,接收操 作从消息队列中获取消息并进行处理。通过这种方式,多个进程可以通过发送和 接收消息来协调执行顺序和交换数据。
共享内存机制
共享内存的概念
共享内存是一种实现进程间通信的有效方式,通过共享一段内存空间来实现不同进程之间的数据交换和共享。
预防死锁的方法

操作系统实验报告实验一进程管理

操作系统实验报告实验一进程管理

实验一进程管理一、目的进程调度是处理机管理的核心内容。

本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。

通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念,并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。

二、实验内容及要求1、设计进程控制块PCB的结构(PCB结构通常包括以下信息:进程名(进程ID)、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。

可根据实验的不同,PCB结构的内容可以作适当的增删)。

为了便于处理,程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。

各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。

2、系统资源(r1…r w),共有w类,每类数目为r1…r w。

随机产生n进程P i(id,s(j,k),t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间,在运行过程中,会随机申请新的资源。

3、每个进程可有三个状态(即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B),并假设初始状态为就绪状态。

建立进程就绪队列。

4、编制进程调度算法:时间片轮转调度算法本程序用该算法对n个进程进行调度,进程每执行一次,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1。

在调度算法中,采用固定时间片(即:每执行一次进程,该进程的执行时间片数为已执行了1个单位),这时,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1,并排列到就绪队列的尾上。

三、实验环境操作系统环境:Windows系统。

编程语言:C#。

四、实验思路和设计1、程序流程图2、主要程序代码//PCB结构体struct pcb{public int id; //进程IDpublic int ra; //所需资源A的数量public int rb; //所需资源B的数量public int rc; //所需资源C的数量public int ntime; //所需的时间片个数public int rtime; //已经运行的时间片个数public char state; //进程状态,W(等待)、R(运行)、B(阻塞)//public int next;}ArrayList hready = new ArrayList();ArrayList hblock = new ArrayList();Random random = new Random();//ArrayList p = new ArrayList();int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数,n为初始化进程个数//r为可随机产生的进程数(r=m-n)//a,b,c分别为A,B,C三类资源的总量//i为进城计数,i=1…n//h为运行的时间片次数,time1Inteval为时间片大小(毫秒)//对进程进行初始化,建立就绪数组、阻塞数组。

操作系统课程设计-进程同步模拟设计

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。

操作系统中的进程管理

操作系统中的进程管理

操作系统中的进程管理在计算机系统中,进程管理是操作系统的核心功能之一。

它负责调度、创建、销毁和管理进程,以确保计算机系统的高效运行。

本文将详细介绍操作系统中的进程管理原理、调度算法以及进程间的通信与同步机制。

一、进程管理的概述进程是计算机系统中的一个执行单位,它由程序、数据和进程控制块(PCB)组成。

进程管理的主要任务包括进程的创建、调度、执行和终止等。

首先,操作系统通过创建新的进程来启动一个程序,为其分配资源,并将其添加到进程队列中。

然后,通过调度算法从就绪队列中选择一个进程,使其进入运行状态,并执行它的指令。

最后,当进程完成任务或被中断时,操作系统将终止该进程并释放其所占用的资源。

二、进程调度算法进程调度算法是进程管理中非常重要的一部分,它决定了进程在CPU上的执行顺序。

常见的进程调度算法有先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、轮转(Round Robin)和优先级调度等。

其中,FCFS算法按照进程到达的顺序进行调度,而SJF算法则根据进程的执行时间来进行调度。

轮转调度算法则将每个进程分配一个固定的时间片,当时间片用完后,轮转到下一个就绪进程执行。

优先级调度算法则根据进程的优先级来进行调度,优先级高的进程先执行。

三、进程间的通信与同步在操作系统中,进程间的通信和同步是非常重要的。

通信主要指的是两个进程之间的数据交换,而同步则是指多个进程在访问共享资源时的协调与同步。

常见的进程间通信(IPC)机制有管道、共享内存和消息队列等。

管道是一种单向的通信机制,其中一个进程作为写入端,而另一个进程则作为读取端。

共享内存则是一种将共享数据直接映射到进程的地址空间中的机制,可以实现更高效的数据交换。

消息队列则是一种通过消息传递来进行进程间通信的机制,具有灵活性和可伸缩性。

同步机制则是保证多个进程之间按照特定的顺序访问共享资源的重要手段。

常见的同步机制有互斥锁、信号量和条件变量等。

互斥锁用于保护共享资源,同时只允许一个进程访问。

操作系统进程管理实验报告

操作系统进程管理实验报告

操作系统进程管理实验报告一、引言在现代计算机科学中,操作系统的进程管理是确保系统高效运行的关键环节。

本实验旨在通过观察和分析操作系统的进程管理行为,深入理解进程的创建、运行和终止过程,以及操作系统如何对进程进行调度和资源分配。

二、实验目标1、理解进程的基本概念、进程状态及转换。

2、掌握进程的创建、终止和调度方法。

3、观察和分析进程在运行过程中的资源消耗和调度行为。

4、分析操作系统对进程的资源分配和调度策略对系统性能的影响。

三、实验环境与工具本实验在Linux操作系统上进行,使用GNU/Linux环境下的工具进行进程的创建、监控和调度。

四、实验步骤与记录1、创建进程:使用shell命令“fork”创建一个新的进程。

记录下父进程和子进程的PID,以及它们在内存中的状态。

2、进程状态观察:使用“ps”命令查看当前运行进程的状态,包括进程的PID、运行时间、CPU使用率等。

同时,使用“top”命令实时监控系统的CPU、内存等资源的使用情况。

3、进程调度:在“crontab”中设置定时任务,观察系统如何根据预设的调度策略分配CPU资源给各个进程。

4、资源分配:通过修改进程的优先级(使用“nice”命令),观察系统如何调整资源分配策略。

5、终止进程:使用“kill”命令终止一个进程,并观察系统如何处理该进程占用的资源。

五、实验结果与分析1、创建进程:通过“fork”系统调用,成功创建了一个新的进程,并获取了父进程和子进程的PID。

在内存中,父进程和子进程的状态分别为“running”和“ready”。

2、进程状态观察:使用“ps”命令可以看到父进程和子进程的状态均为“running”,同时显示了它们的CPU使用率和运行时间等信息。

通过“top”命令,可以实时监控系统的CPU、内存等资源的使用情况,为进一步分析提供了数据支持。

3、进程调度:在“crontab”中设置定时任务后,系统会根据预设的调度策略以及各个进程的运行状态,动态地分配CPU资源给各个进程。

进程管理课课程设计

进程管理课课程设计

进程管理课课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握进程管理的基本概念、原理和方法,培养学生分析和解决进程管理相关问题的能力。

具体目标如下:1.知识目标:–理解进程的定义、特性及其在操作系统中的作用。

–掌握进程的状态转换、进程控制块(PCB)的结构和作用。

–了解进程调度算法、进程同步、互斥与死锁等基本概念。

–熟悉进程通信机制,包括管道、信号、共享内存等。

2.技能目标:–能够运用进程管理的基本原理分析和解决实际问题。

–掌握进程调度算法的实现和性能评估。

–能够编写简单的进程同步和互斥代码,解决死锁问题。

–具备使用进程通信机制进行程序设计的能力。

3.情感态度价值观目标:–培养学生的团队协作精神,使其在解决进程管理问题时能够与他人有效沟通和协作。

–培养学生对进程管理领域的兴趣,激发其进一步学习和研究的热情。

–培养学生具备良好的职业道德,遵循软件开发规范,保证进程管理系统的安全性和可靠性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.进程管理概述:进程的定义、特性、进程与线程的区别等。

2.进程状态转换与PCB:进程的状态转换图、PCB的结构和作用。

3.进程调度算法:FCFS、SJF、HRRN、轮转等调度算法的原理和实现。

4.进程同步与互斥:信号量、管程、条件变量等同步机制及死锁的预防与解除。

5.进程通信:管道、信号、共享内存等通信机制的原理和应用。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:用于阐述进程管理的基本概念、原理和算法。

2.案例分析法:通过分析实际案例,让学生更好地理解进程管理的应用和原理。

3.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手编写代码,实现进程管理的相关功能。

4.讨论法:学生进行小组讨论,培养团队协作能力和解决问题的能力。

四、教学资源为实现教学目标,我们将准备以下教学资源:1.教材:《操作系统原理与应用》、《进程管理》等。

2.参考书:提供相关领域的经典著作和最新研究成果,供学生自主学习。

一种网络安全进程管理器系统的设计与研究

一种网络安全进程管理器系统的设计与研究
2 0 1 3 年第0 1 期
■d o i : 1 0 3 0 6 9 / j i s s n 1 6 7 1 — 1 1 2 2 2 0 1 3 0 1 0 1 B

种网络 安全 进 程 管理 器 系统 的 设计 与研 究
黄耿 星,叶小平 ,郑焕 鑫
( 华 南师 范大学计算机 学院 ,广 东广 州 5 1 0 6 3 1)
Re s e a r c h
HUANG Ge n g — x i n g , YE Xi a o — p i n g , ZHE NG Hu a n - x i n ( S o u t hC h i n a N o r m a l U n i v e r s i t y S c h o o l O f C o m p u t e r , G u a n g z h o u G u a n g d o n g 5 1 0 6 3 1 C h i n a )
毒开始普遍采用以下技术:
1 )通过一定的技术实现病毒进程 隐藏 。2 )病毒 自带保 护技术 ,无法通过 Wi n d o w s 进程管理器结束。 本文在详细分析病毒行为的前 提下,针对 Wi n d o w s 进程管理器的缺 陷进行优化。结合逆 向工程技 术,通过对 Wi n d o w s 内核 进行分析,提出枚举 和删除进程的方法,有效地对抗了病毒隐藏和保护进程的技术 。
Ke y wo r ds :S SDT; h i dd e n p r o c e s s ; pr o c e s s p r o t e c t i o n ; r e v e r s i on
0引 言
传统 Wi n d o W S 任务管理器通过显示系统所有进程和结束进程等功能实现进程管理。许 多用户都有过用 Wi n d o w s自带的任务 管理器 查看所有进程 的经验, 并且很多人都认为在任务管理器 中隐藏进程是不可能的。而实际上, 进程隐藏是再简单 不过的事情 - 了 有许多可用的方 法和参 考源码 可以达到进程 隐藏 的目的。而随着计算机病毒 技术的发展,进程管理 的功能也开始弱化。 目前病

第四章进程管理

第四章进程管理

等待队列 2
4.进程控制
创建、撤消进程以及完成进程各状态之间的转 换,由具有特定功能的原语完成 进程创建原语 进程撤消原语 阻塞原语 唤醒原语 挂起原语 激活(解挂)原语 改变进程优先级
进程的创建



创建一个PCB 赋予一个统一进程标识符 为进程映象分配空间 初始化进程控制块

许多默认值 (如: 状态为 New,无I/O设备 或文件...) 如: 把新进程加到就绪队列的链表中

静态部分(PCB和资源表格) 动态部分:核心栈(核心过程的栈结构,不同进程在 调用相同核心过程时有不同核心栈)
PCB的内容
进程描述信息:

进程标识符(process ID),唯一,通常是一个整数 进程名,通常基于可执行文件名(不唯一) 用户标识符(user ID);进程组关系 当前状态 优先级(priority) 代码执行入口地址 程序的外存地址 运行统计信息(执行时间、页面调度) 进程间同步和通信;阻塞原因
顺序程序(续)
特征: 程序执行的顺序性 程序执行的封闭性
独占资源,执行过程中不受外界影响

程序执行结果的确定性 即:程序结果的可再现性
程序运行结果与程序执行速度无关,只要 初始状态相同,结果应相同
2.并发程序
并发环境: 在一定时间内物理机器上有两个或两个以 上的程序同处于开始运行但尚未结束的状 态,并且次序不是事先确定的

运行 --> 就绪

进程转换(续1)

运行 --> 等待

当一进程必须等待时


OS尚未完成服务 对一资源的访问尚不能进行 初始化I/O 且必须等待结果 等待某一进程提供输入 (IPC)

第三章进程管理

第三章进程管理

第三章进程管理第三章进程管理引言:在所有采用微内核结构的操作系统中,都涉及到了“进程”的概念。

“进程”犹如操作系统的灵魂伴随操作系统始终,对进程进行控制、调度、完成进程间通信,以及解决进程死锁问题等就构成了进程管理的主要内容。

进程还是操作系统中独立运行的基本单位,只有深刻理解了进程的概念,才能够更好地理解操作系统其他各部分的功能和工作流程。

§3.1 为什么要引入进程的概念§3.1.1 从顺序程序设计谈起(1)什么是顺序程序在计算机上运行的程序是众多指令有序的集合,每一个程序只能完成预先规定的任务和操作。

在早期的计算机系统中,只有单道程序执行的功能,也就是说,每次只允许一道程序独立运行。

在这个程序的运行过程中,将占用整个计算机系统资源,而且系统将按照程序步骤顺序执行,其他程序只能处于等待状态。

因此,从宏观上看,各个程序是以线性状态排列并顺序执行的。

(2)顺序程序的特征a. 顺序性CPU单步顺序地执行程序,无论程序下一步操作是否需要等待上一步操作的结果都必须等待上一步操作结束后才能开始,无法实现并发执行。

b. 封闭性资源独占:只有正在执行的程序本身所规定的动作才能改变当前资源状态。

结果封闭:一旦程序开始运行后,其输出结果就不受外因的干扰。

c. 可再现性程序不受外部条件的影响,只要系统资源充足,在给定相同初始条件的情况下,无论程序执行多少次,总能得到相同的执行结果。

§3.1.2 程序的并发执行和资源共享由于单道程序执行过程中浪费了很多系统资源,因此,人们设法在只有一个处理器的系统中让多个程序同时执行。

这里应注意并发执行和多个程序在多个处理器环境下的并行执行。

(1)程序并发执行的定义多道程序在计算机中交替执行,当一道程序不占用处理器时,另一道程序马上接管CPU处理权,大大提高了处理器的使用率。

尽管在每一时刻或者说某一时刻CPU中仍然只有一道程序在执行,但是由于主存中同时存放了多道程序,在同一时间间隔内,这些程序可以交替的进行,从而提高CPU的使用率。

计算机操作系统的理论与设计原则

计算机操作系统的理论与设计原则

计算机操作系统的理论与设计原则计算机操作系统是一种控制计算机硬件资源和提供用户接口的软件系统。

它是计算机系统中最基本的软件之一,扮演着极为重要的角色。

具体来说,操作系统负责管理计算机系统的硬件资源,包括中央处理器、内存、磁盘、键盘、显示器等。

它还提供了一些接口,让用户和应用程序可以方便地访问这些硬件资源,这些接口包括命令行接口、图形用户界面等。

在计算机操作系统的理论和设计中,有一些基本原则和理念。

1. 操作系统的层次结构操作系统是一个层次结构,由若干个层次组成。

每个层次都提供了一些抽象和功能,上层可以利用下层层次提供的抽象和功能来实现自己的功能。

这种层次结构的主要目的是增强操作系统的可维护性和可扩展性。

常见的操作系统层次结构包括内核、中间件、应用程序等。

2. 进程管理操作系统必须管理多个应用程序同时运行的情况。

这就需要操作系统能够切换进程,确保每个进程都得到一定的时间片。

同时操作系统还需要管理进程的优先级、调度和协作等。

这些管理进程的功能被称为进程管理。

进程管理是操作系统设计和实现的核心之一。

3. 内存管理内存管理是操作系统中最基本的功能之一,用于管理计算机系统的内存资源。

操作系统需要为每个进程分配一定的内存空间,控制内存的分配和释放,确保每个进程都能够访问它自己的内存空间。

同时还需要考虑内存碎片和页面置换等问题。

4. 文件系统文件系统是操作系统的另一大功能。

它用于管理计算机系统中的文件和目录,提供了一些接口来操作文件和目录。

文件系统还需要考虑文件的共享和保护,文件的备份和恢复等问题。

5. 设备管理设备管理是操作系统中最繁琐的功能之一。

它需要管理计算机系统中的各种硬件资源,包括键盘、鼠标、显示器、磁盘、打印机等。

为了管理这些设备,操作系统必须提供一些机制和接口,例如中断、驱动程序等。

6. 安全性安全性是操作系统设计和实现的重要考虑因素之一。

由于操作系统控制着系统的硬件资源,因此它的安全性直接影响到整个计算机系统的安全性。

操作系统的设计与实现

操作系统的设计与实现

操作系统的设计与实现操作系统是计算机系统中重要的核心组成部分,它负责管理和协调计算机硬件与软件资源,为应用程序提供运行环境和服务。

操作系统的设计与实现是一项复杂而关键的任务,旨在提供高效、稳定和可靠的计算机系统。

本文将从操作系统的设计原则、主要功能以及实现过程等方面进行论述。

一、操作系统的设计原则操作系统的设计应遵循以下原则:1.模块化设计:操作系统应采用模块化的设计结构,将功能划分为若干独立的模块,以便实现和维护的方便。

常见的模块包括进程管理、文件系统、内存管理等。

2.可扩展性:操作系统应具备良好的可扩展性,能够根据需求灵活地增加或删除功能模块,以适应计算机系统的不断发展和升级。

3.高效性:操作系统应通过优化算法和数据结构等手段,提高系统资源的利用效率,减少系统负载和响应时间,提升系统整体性能。

4.可靠性:操作系统应具备高度的稳定性和可靠性,能够保证系统在面对各种异常情况时能够正常运行,并能够及时地检测和纠正错误。

5.安全性:操作系统应采取措施保护系统和用户的安全,例如身份验证、访问控制、数据加密等,以防止恶意攻击和非授权访问。

二、操作系统的主要功能操作系统具备以下主要功能:1.进程管理:操作系统负责管理和调度进程的创建、执行和终止,保证进程之间的协调与合作,提供进程通信和同步机制。

2.内存管理:操作系统管理计算机内存的分配和回收,优化内存使用,实现虚拟内存机制,提供内存保护和页面置换策略。

3.文件系统:操作系统负责管理磁盘空间的分配和文件的读写,实现文件的组织、存储和保护,提供文件共享和访问控制。

4.设备管理:操作系统管理计算机的各类设备,包括硬盘、打印机、键盘等,实现设备的分配和调度,处理设备中断和异常。

5.用户界面:操作系统为用户提供友好的界面和操作环境,使用户能够方便地与计算机进行交互和操作,如命令行界面、图形界面等。

三、操作系统的实现过程操作系统的实现分为以下几个阶段:1.需求分析:明确操作系统的需求和目标,搜集系统所需的硬件和软件资源信息,分析用户需求和系统限制。

进程管理演示系统的设计与实现

进程管理演示系统的设计与实现

进程管理演示系统的设计与实现摘要:进程是资源分配和独立运行的基本单位,是操作系统的核心概念。

“操作系统”教学中,进程的概念以及进程管理的实现原理抽象难懂,初学者难以掌握。

本文阐述如何以图形化方式设计和实现进程管理的演示系统,以辅助课堂教学。

该系统的演示内容包括:进程的概念、进程创建、进程组织、进程关系管理、进程阻塞、进程唤醒、进程撤销、进程调度、进程同步。

关键词:进程管理;演示系统;操作系统1前言进程管理是操作系统原理最主要的教学内容之一,而进程及进程的控制原理是学生学习的重点和难点。

如何使学生能够在较短的时间内,深入了解进程的概念及进程控制的原理,如何把进程的概念与程序运行的软硬件环境的变化联系起来?如何把进程管理的功能与数据结构和算法的实现结合起来?使学生从根本上掌握进程的概念,理解操作系统中进程管理功能的实现原理和实现技术,把抽象的理论与具体的实现技术结合起来?是“操作系统”课程教学面临的重要问题。

进程管理演示系统主要用于辅助课堂教学,试图将抽象的理论与系统设计、实现的具体技术相结合,通过动态的、图形化的界面表现进程概念的本质、进程管理的过程、进程管理功能与数据结构和算法实现的关系。

把抽象的概念和原理实例化。

帮助学生直观地、深入地理解进程的概念和进程管理功能存在的必要性以及相应的实现技术。

本系统主要实现进程概念、进程控制、进程调度、进程同步行为和实现原理的演示。

该系统的特点是用图形化的方式把操作系统原理与程序实现结合起来。

论文详细说明了该演示系统的设计方案与实现技术。

2系统设计2.1系统模块结构本系统包括进程概念、进程控制、进程调度、进程同步四个演示模块。

其中进程控制演示模块包括进程创建、进程终止、进程阻塞与唤醒三个演示子模块。

进程调度演示模块包括单级队列调度和多级队列调度演示两个子模块。

进程同步演示模块包括进程互斥和读者—写者问题演示两个子模块。

本系统用VC++6.0开发,采用单文档结构,所有演示过程都在视图中通过VC 控件交互实现。

空中交通管制电子进程单管理系统的设计与实现

空中交通管制电子进程单管理系统的设计与实现
图5—4告警窗口示意图
右边是提示栏,用来显示电子进程单系统对飞行动态的分析结果和排序建议信息,信息内容的字体是蓝色的,界面简洁,帮助航空管制员更有效、合理地完成航空管制指挥任务。
图5-5提示窗口示意图
空中交通管制电子进程单管理系统的设计与实现
作者:杨大勇
学Y1157894.aspx
图5-I电子进程单用户界面
这样的设计和实际的进程单使用习惯一致,使用方便,界面简洁,记录迸程单也十分方便。
CSN31017、540船粤
禹B州—北京∞10
0420蚴。割
BT3B103Tl
舔-0ID A300;0823鲎。
m∞00
图5-2电子进程单对象图
进程单的最主要操作就是纪录高度指令,所以设计一个方便的高度指令操作方式对于电子进程单系统是非常重要的。使用右键菜单进行高度指令的记录操作正是满足了这一要求,非常的方便快捷。如图5.3所示,在电子进程单对象上直
北京邮电大学
硕士学位论文
空中交通管制电子进程单管理系统的设计与实现
姓名:杨大勇
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:宋茂强
20070401
应进程单数据库表中的一条记录,包含有航班号、起飞机场、目的地机场、机型、预计起飞时间、应答机、走廊口等数据,中间空白的区域用来记录高度指令,由右键菜单来进行选择,最右边四个按钮用来记录飞机的四个状态。
接按下鼠标的右键,立刻会弹出高度指令菜单,只需要用鼠标轻轻点击选择相应的高度项即可完成操作.
图5-3高度指令菜单示意图
在电子进程单系统的上方有两个信息提示栏,左边是告警信息警示栏,用来显示电子进程单系统对飞行动态的监测告警信息,信息内容的字体是红色的,非常的醒目.能够及时提醒航空管制员用户有飞行冲突,简洁有效。

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)

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。

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目录一、设计系统目的 (1)二、设计系统要求 (1)三、系统分析 (1)四、系统设计 (1)五、程序设计流程图 (5)六、源程序清单 (5)七、调试过程中的问题及系统测试情况 (12)1、调试过程 (12)2、系统测试结果 (12)八、系统设计总结 (14)一、设计系统目的本设计的目的是加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解,熟悉进程管理中主要数据结构的设计及进程调度算法、进程控制机构、同步机构及通讯机构实施。

二、设计系统要求设计一个允许n个进程并发运行的进程管理模拟系统。

该系统包括有简单的进程控制、同步与通讯机构,其进程调度算法可任意选择。

每个进程用一个PCB表示,其内容根据具体情况设置。

各进程之间有一定的同步关系可选。

系统在运行过程中应能显示或打印各进程的状态及有关参数的变化情况,以便观察诸进程的运行过程及系统的管理过程。

三、系统分析本系统实现的功能有1、进程控制和同步等可以控制进程的就绪执行和阻塞三种状态等基本功能。

2、进程调度调度算法采用的是先来先服务算法。

3、进程在运行过程中状态变化的屏幕输出输出的内容包括—就绪的进程队列,当前cup正在执行的进程,被阻塞的进程队列。

四、系统设计本系统所包括的数据结构是对列类本系统由于需要输出就绪队列,执行队列,阻塞对列,故需要利用对列来实现。

最好利用队列类来实现,这样可以充分利用类的继承来简化程序。

队列类的定义如下class queue{public:queue():rear(NULL),front(NULL){};~queue();void enqueue( char &item);char dequeue();void del(char item);void display();int find(char item);int isempty(){return front==NULL;}private:queuenode *front,*rear;};队列类的析构函数如下queue::~queue(){queuenode * p;while(front!=NULL){p=front;front=front->link;delete p;}队列类的成员函数的定义如下:void queue::enqueue(char &item){if(front==NULL)front=rear=new queuenode(item,NULL);elserear=rear->link=new queuenode(item,NULL);}char queue::dequeue(){queuenode *p=front; char f=p->data;front=front->link; delete p;return f;}void queue::display() {queuenode *p;p=front;while(p!=NULL){cout<<p->data<<"->";p=p->link;}cout<<"NULL";}queue::find(char item) {queuenode *w;w=front;M:while(w!=NULL){if(item==w->data) {return 1;break;}else{w=w->link;goto M;}}if(w==NULL)return 0;}void queue::del( char item){queuenode *q,*b;q=front;while(q->data!=item){b=q;q=q->link;}if(q==front){front=front->link;delete q;}elseif(q==rear){rear=b;rear->link=NULL;delete q;}else{b->link=q->link;delete q;}}五、程序设计流程图六、源程序清单源程序如下#include<iostream.h>class queue;class queuenode{friend class queue; /*定义队列的友类*/private:char data;queuenode * link;queuenode (char d=0,queuenode * l=NULL): data(d),link(l){} };class queue{ /*定义队列类以利于执行就绪*//*阻塞队列的继承*/public:queue():rear(NULL),front(NULL){}; /*构造函数*/~queue();void enqueue( char &item);char dequeue();void del(char item);void display();int find(char item);int isempty(){return front==NULL;} /*判断队列是否为空*/ private:queuenode *front,*rear; /*队列的头指针和指向下一结点的指针*/ };queue::~queue() /*定义析构函数*/{queuenode * p;while(front!=NULL){p=front;front=front->link;delete p;}}void queue::enqueue(char &item) /*定义入队列函数*/{if(front==NULL)front=rear=new queuenode(item,NULL);elserear=rear->link=new queuenode(item,NULL);}char queue::dequeue() /*出队列函数*/{queuenode *p=front;char f=p->data;front=front->link;delete p;return f;}void queue::display(){queuenode *p;p=front;while(p!=NULL) /*如果队列非空输出数据并使指针指向*/ /*下一数据*/{ cout<<p->data<<"->";p=p->link;}cout<<"NULL";}queue::find(char item) /*查找队列中是否包含某值*/{ queuenode *w;w=front;M:while(w!=NULL){if(item==w->data){ return 1;break;}else{ w=w->link;goto M;}}if(w==NULL)return 0;}void queue::del( char item) /*删除某值的函数*/{ queuenode *q,*b;q=front;while(q->data!=item){b=q;q=q->link;}if(q==front){front=front->link; delete q;}elseif(q==rear){rear=b;rear->link=NULL;delete q;}else{b->link=q->link;delete q;}}void main(){int n;char a;cout<<"\n*********************进程管理小模拟系统********************\n"<<endl;queue zhixing,jiuxu,zuse;cout<<"\n**注意:***\n1.若想结束输入请输入R。

\n2.本模拟系统进程调度采用的是先来先服务算法输入进程名的顺序即为到达cpu的顺序\n"<<endl;char r;r='R';for(int i=0;;i++){char e[100];cout<<"输入进程名:"<<" ";cin>>e[i];if(e[i]!=r)jiuxu.enqueue(e[i]); /*将输入插入就绪队列*/elsebreak;}A: cout<<"\n请选择操作1、执行进程2、将阻塞队列中进程调入就绪队列3、封锁进程4、结束进程5、退出程序。

";cin>>n;if(n==1){if(!zhixing.isempty ()){cout<<"已经有进程在执行,此操作不能执行\n";char w;cout<<endl;cout<<"如果要继续请输入#如果要退出按其它任意键"<<endl;cout<<"要选择的操作:";cin>>w;if(w=='#')goto L; /*无条件转移至L*/elsegoto E;}else{。

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