《操作系统课程设计》指导书
《操作系统》课程设计指导书
《操作系统》课程设计指导书Course Work of Operating System本指导书中包含5个题目，每个小组选择一个题目。
小组人数最多为4人，也可以1个人为1组。
上机时间安排为：每周二7~8节在软件实验室。
总学时为“两周”，分散到整个学期完成。
在2004年12月31日（周五）之前上交课程设计报告并拷贝电子文档及源程序到615的机器上。
每个题目的实验提示是互相启发的。
另外实验提示只是提示，你可以有自己的实现方法和理解，但必须在报告中清楚地说明。
你在实现复杂原理时可以也必须做简化假设。
数据结构以你自设的数组或链表居多。
题目一页面置换算法的模拟实现和计算命中率一、课程设计目的通过请求页式管理方式中页面置换算法的模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理中的页面置换算法。
二、课程设计内容模拟实现OPT、FIFO和LRU算法，并计算命中率。
命中率= 1- 缺页率。
三、实验要求及提示1、首先用随机数生成函数产生“指令”序列（实际上是产生指令将访问的地址序列），然后将指令序列变换成相应的页地址流，再计算不同算法下的命中率。
2、通过随机数产生一个指令序列，共产生400条。
其中50%的指令是顺序执行的（另外50%就是非顺序），且25%的指令分布在前半部地址空间，25%的指令分布在后半部地址空间。
具体的产生方法是：1）在[0，399]之间随机选取一起点m，记录到指令地址流数组中；2）所谓“顺序执行一条指令”，即执行地址为m+1的指令，把m+1记录下来；3）在前半部地址空间，即[0，m+1]中随机选一数，作为新指令地址m’；4）顺序执行一条指令，其地址为m’+1；5）在后半部地址空间[m’+2，399]中随机选一数，作为新指令地址；6）重复步骤1~5，直到产生400个指令地址。
3、将指令地址流变换成页地址（页号）流，简化假设为：1）页面大小为1K；2）用户虚存容量为40K；3）用户内存容量为4页到40页；4）用户虚存中，每K存放10条指令，所以那400条指令访问地址所对应的页地址（页号）流为：指令访问地址为[0，9]的指令为第0页；指令访问地址为[10，19]的指令为第1页；……。
操作系统课程设计指导书
操作系统课程设计指导书计算机工程学院一、课程教学的目标（一）课程性质“操作系统基础”是计算机专业的核心专业课，“操作系统课程设计”是理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法的重要的实践环节。
（二）课程的目的操作系统课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。
本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握多道程序设计基本技能。
二、教学内容基本要求及分配学时（一）课程设计的题目基于WINDOWS的多道程序设计（二）设计内容在windows98、windows2000操作系统下，使用的VC、VB、java或C等编程语言，采用多道程序设计技术编写一个游戏软件或解决一个简单的实际问题。
（三）设计的要求（1）经调试后程序能够正常运行，并体现多道程序的特点。
（2）本程序可运行在win98或winNT/2000操作系统下，可安装到任意路径下。
（3）采用多进程或多线程方式运行，尽量体现进程间的同步和互斥关系。
（四）参考软件外观设计参考“大炮打飞机”类的游戏软件。
（五）学时分配（1）基本任务简介、原理讲解 2学时（2）软件设计 4学时（3）上机编程、调试 24学时（4）检查考核 2学时三、主要教学环节（一）设计的步骤（1）需求分析：了解基本原理，确定软件的基本功能，查找相关资料，画出基本的数据流图；（2）总体设计：确定软件的总体结构、模块关系和总体流程；（3）详细设计：确定模块内部的流程和实现算法。
（4）上机编码和调试；（5）实际数据运行测试。
（二）设计的指导与答疑每小班30人，每小班至少配备一名指导教师跟综辅导答疑，解决技术难题。
（三）设计的考评教师根据设计报告、软件的运行演示和学生回答问题的情况评定成绩。
（1）设计报告规范、完整，概念原理论述清楚、软件设计结构合理,独立完成设计，软件运行正常，能够突出表现多道程序运行的特点，回答问题准确明了，可以评为优秀（A）。
操作系统课程设计指导书
操作系统课程设计指导书赵伟华梁红兵刘真2015年4月计算机学院第一章操作系统课程设计的内容与实施方法.............................................................. - 3 -1.1 操作系统课程设计总体要求............................................................................. - 3 -1.2 操作系统课程设计的内容................................................................................. - 3 -1.3 操作系统课程设计实施方案............................................................................. - 3 - 第二章基于DOS的多任务系统的实现........................................................................ - 5 -2.1 设计目的和内容要求......................................................................................... - 5 -2.2 线程描述.......................................................................................................... - 6 -2.3 线程的创建和撤消.......................................................................................... - 8 -2.4 线程调度设计................................................................................................ - 10 -2.5 基本实例程序的实现.................................................................................... - 23 -2.6 线程的阻塞和唤醒........................................................................................ - 26 -2.7 线程的同步与互斥........................................................................................... - 26 -2.8 利用消息缓冲队列通信机制实现线程间通信............................................... - 27 - 第三章简单文件系统的实现.................................................................................... - 32 -3.1 设计目的和内容要求......................................................................................... - 32 -3.2 预备知识............................................................................................................. - 33 -3.3实例系统的设计与实现...................................................................................... - 36 - 第四章：linux进程管理 .................................................................................................. - 47 -4.1 设计目的和内容要求......................................................................................... - 47 -一、设计目的.................................................................................................... - 47 -二、设计内容.................................................................................................... - 47 -三、思考............................................................................................................ - 48 -4.2 Linux基本使用： ............................................................................................ - 48 -一、进入Linux系统和退出Linux系统......................................................... - 48 -二、图形化界面................................................................................................ - 49 -三、常用命令.................................................................................................... - 50 -四、Linux的在线帮助man ............................................................................. - 73 -五、vi和vim编辑器 ....................................................................................... - 75 -六、Linux环境下C编程................................................................................. - 79 -七、gdb调试工具............................................................................................. - 81 -4.3 linux进程控制 ................................................................................................. - 84 -4.4 linux进程通信 ................................................................................................. - 92 -（一）Linux管道通信机制 ............................................................................... - 92 - （二）Linux消息队列通信机制 ....................................................................... - 97 - （三）linux共享内存通信............................................................................... - 104 -4.5 进程/线程同步（信号量）.............................................................................. - 115 -（一）System V信号量 ..................................................................................... - 115 - （二）Posix信号量：........................................................................................ - 115 -操作系统课程设计指导书第一章操作系统课程设计的内容与实施方法1.1 操作系统课程设计总体要求１．遵守机房纪律，服从机房调度。
《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。
操作系统课程设计任务指导书
《操作系统原理》课程设计--进程调度模拟程序一、课程设计目的《操作系统原理》是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，也是研究生入学考试中计算机专业综合中所涉及的内容。
该课程理论性强，纯粹的理论学习相对枯燥乏味，不易理解。
通过课程设计，可加强学生对原理知识的理解。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的题目是，时间片轮转调度算法的模拟实现。
要求在充分理解时间片轮转调度算法原理的基础上，编写一个可视化的算法模拟程序。
具体任务如下：1、根据需要，合理设计PCB（进程控制块）结构，以适用于时间片轮转调度算法；2、设计模拟指令格式，并以文件形式存储，程序能够读取文件并自动生成指令序列。
3、根据文件内容，建立模拟进程队列，并能采用时间片轮转调度算法对模拟进程进行调度。
任务要求：1、进程的个数，进程的内容（即进程的功能序列）来源于一个进程序列描述文件。
2、需将调度过程输出到一个运行日志文件。
3、开发平台及语言不限。
4、要求设计一个Windows可视化应用程序。
三、模拟程序的描述：模拟指令的格式：操作命令+操作时间● C ：表示在CPU上计算●I ：表示输入●O ：表示输出●W ：表示等待●H ：表示进程结束操作时间代表该操作命令要执行多长时间。
这里假设I/O设备的数量没有限制，I和O设备都只有一类。
I，O，W三条指令实际上是不占有CPU的，执行这三条指令就应该将进程放入对应的等待队列（输入等待队列，输出等待队列，其他等待队列）。
例如，有一虚拟程序文件prc.txt描述如下：P1C10 // 在CPU上运算10个时间单位I20 // 输入，占用20个时间单位C40 // 在CPU上运算40个时间单位I30 // 输入，占用30个时间单位C20 // 在CPU上运算20个时间单位O30 // 输出，占用30个时间单位H00 // 进程结束P2I10C50O20H00P3C10I20W20 // 等待20个时间单位C40O10H00................四、实验报告要求除了编程实现设计的要求，在运行调试完成后，要书写出课程设计报告，总结归纳课设的各个方面，锻炼自己实践和总结报告的能力。
操作系统课程设计实验指导书
《操作系统课程设计实验指导书》一、课程设计目的和意义了解掌握银行家算法，学会模拟实现资源分配，同时有要求编写和调试一个系统分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并使用适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生二、题目：银行家算法设计设计要求：编制银行家算法通用程序，并检测所给状态的系统安全性。
设进程I提出请求Request[N]，则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果Request[N]<=NEED[I，N]，则转(2)；否则，出错。
(2)如果Request[N]<=AVAILABLE，则转(3)；否则，出错。
(3)系统试探分配资源，修改相关数据：AVAILABLE=AVAILABLE-REQUESTALLOCATION=ALLOCATION+REQUESTNEED=NEED-REQUEST(4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
设计技术参数：假设有n个进程m类资源，则有如下数据结构：可利用资源向量Available。
这是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。
Available[j]=K，则表示系统中现有Rj 类资源K个。
最大需求矩阵Max。
这是一个n*m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。
如果Max[i，j]=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。
分配矩阵Allocation。
这也是一个n*m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。
如果Allocation[i，j]=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。
需求矩阵Need。
这也是一个n*m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。
如果Need[i,j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。
【精品】杭电赵伟_华操作系统课程设计指导书
操作系统实验和课程设计总要求１．遵守机房纪律，服从机房调度。
２．实验与课程设计的设计和上机调试要求独立完成，不能拷贝。
３．上机前，努力准备上机内容，并预先作一些情况分析。
４．仔细观察上机时出现的各种现象，记录上机的结果。
５．认真书写实验和课程设计报告。
报告中应包括：实验和课程设计的目的及要求、程序的设计思想及框图、程序的调试中遇到的问题的分析、程序的清单和结果分析以及程序的不足之处及修改方案。
程序要带注释。
1实验一使用动态优先数的进程调度算法的模拟一．目的通过这一实验加深对进程、进程控制块和进程调度的理解，并通过动态优先数算法加深对进程调度算法的理解。
二．要求１．用Ｃ语言来实现有Ｎ（假设Ｎ为５）个进程的进程调度算法。
２．每个用来标识进程的进程控制块ＰＣＢ用结构来描述，包括以下字段：（１）进程标识数id：整型（０－－Ｎ－１）。
（２）进程优先数priority：整型（优先数越大的进程，优先权越高）。
（３）进程已占用的ＣＰＵ时间cputime：整型（初值为０）。
（４）进程还需占用的ＣＰＵ时间alltime ：整型（进程运行完毕时变为０）。
（５）进程的阻塞时间startblock：整型（即当进程再运行startblock个时间片后，进程将进入阻塞状态。
）（６）进程被阻塞的时间blocktime：整型（即已阻塞的进程再等待blocktime个时间片后，将转换成就绪态。
）（７）进程状态state：整型（0--finished；1--running；2--ready ；3--blocked）。
（８）队列指针next：指向ＰＣＢ结构的指针，用来将ＰＣＢ排成队列。
３．优先数改变的原则：（１）进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加１。
（２）进程每运行一个时间片，优先数减３。
４．为了清楚地观察诸进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，参照的具体格式如下：RUNNING PROG: iREADY_QUEUE: ->id1->id2BLOCK_QUEUE: ->id3->1d4=============================================ID 0 1 2 3 4PRIORITY P0 P1 P2 P3 P4CPUTIME C0 C1 C2 C3 C4ALLTIME A0 A1 A2 A3 A4STARTBLOCK T0 T1 T2 T3 T4BLOCKTIME B0 B1 B2 B3 B4STATE S0 S1 S2 S3 S42三．初始值ID 0 1 2 3 4PRIORITY 9 38 30 29 0CPUTIME 0 0 0 0 0ALLTIME 3 3 6 3 4STARTBLOCK 2 -1 -1 -1 -1BLOCKTIME 3 0 0 0 0STATE READY READY READY READY READY四．备注以上所有时间都以时间片为单位，并假设Ｎ个进程都是在开始调度时同时到达的。
指导书《操作系统课程设计》
三、课程设计基本步骤及进度安排
1. 学生分组（建议1-2人一组）、了解课程要求及熟悉任务一。（第9周）
2. 完成任务一的程序设计、编写与测试工作。（第10周）
3. 开始任务二的程序设计工作。（第11周）
4. 完成任务二的程序设计、编写与测试工作。（第12周）
5. 开始任务三的程序设计工作。（第13周）
课时4个学时。
任务二：程序模拟存储管理之“伙伴系统”算法
设计与编写程序实现动态内存管理之“伙伴系统”算法。初始内存的大小（必须是2 的幂）、申请内存的进程大小及次序等数据放在文本文件中。对于给定的输入文件，输 出进程申请与退出每步的内存分配状态。
课时4个学时。
任务三：老化算法模拟分页系统
设计与编写程序使用老化算法模拟一个分页系统。页面访问序列从文件（文本文 件）中读取。对于一个给定的输入文件，列出每1000个内存访问中发生缺页中断的数
设计内容：
1. 分析并执行“生产者-消费者问题” 示例演示程序（源代码清单：1-1）。
演示程序执行步骤：
1) 以“记事本”程序创建 pc.txt 文件，文件内容为：
其中，第 1 列为线程序号，第 2 列为线程类型（生产者还是消费者线程），第 3 列为等待时间， 第 4 列为运行时间。
2) 将文件 pc.txt 放在 C 盘根目录下 3) 运行生产程序，结果如下：
北理珠“操作系统”课题组
《操作系统课程设计指导书》
任务四：使用工具分析 Windows 之 NTFS 文件系统
2012-11
设计内容：
1. 学习 WinHex 工具软件的使用；
2. 利用 WinHex 工具对根目录下的文件进行删除、隐蔽、恢复、属性修改
及寻找其数据的存储位置；
101《操作系统课程设计》指导书
《操作系统原理》课程设计参考2010年12月课设的目的操作系统是计算机专业的一门专业课，也是计算机专业考研课程，但操作系统比较抽象，有的同学一学期完了都还很难理解进程、内存管理等一些概念和原理，操作系统课程设计的目的就是通过设计的实验，让同学们真正理解进程的实现，内存管理的机制，达到理解概念，了解实现原理。
同时也进一步巩固程序设计与数据结构的实践技能，实现整个大学阶段实践技能不断线的目的。
课设的故事一个操作系统采用请求页式管理方式来管理内存。
当一个进程在运行中，随着进程的执行，它会不断的访问内存（代码执行、存取数据），这样就会提出内存访问请求。
操作系统会根据用户进程提出的访存请求，来做地址变换，从而访问到用户进程想要访问的代码或数据。
操作系统进行地址变换的过程中发现用户将要访问的地址所在的虚页还没有进入内存会自动将该虚页从磁盘中装入内存，再进行地址变换。
当然若新的页调入内存之前，该进程所能使用的最大内存块数已经用完的话，操作系统就会从该进程已经在内存的那些页中根据先进先出的原则来淘汰掉一个页，腾出空间给将要正要请求访问的页。
所以操作系统要记录每个进程的每个页面的状态，记录这些调入内存的页面的顺序，还要记录内存中各个块的使用情况。
这些都是操作系统必需动态维护的数据，是操作系统的信息基础。
现假设一个计算机系统有内存mKB，系统的页面大小为1KB，假设操作系统占用内存低端的n个块（n<m/5），剩余的内存空间采用“随机+顺序”的方式来获取未用内存块，以分配给块请求程序。
所谓“随机+顺序”的内存块分配方式就是用随机数来确定一个起始探测的开始块号，如果其已经被分配，则向下一块探测，如果还是已经分配，则继续下探，直到找到可用块，如果已经到内存的尾部则回到操作系统分界处继续下探。
操作系统采用固定可用块数的方式给每个进程使用和分配内存块，并且规定最大内存块数为x，当某个进程已经用完了它的最大内存块数后就要淘汰页面了。
《操作系统》课程设计指导书
操作系统》课程设计指导书信息技术系0—0年六月课程设计任务（一）：进程调度一、目的与要求1、目的进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度又是操作系统核心的主要内容。
木任务要求学生独立地用C语言（或其它程序设计语言）编写和调试一个简单的进程调度程序。
调度算法（如，简单轮转法和优先数法等）可任意选择或自行设计。
以加深对进程调度和各种调度算法的理解。
（1）设计一个有n个进程并行的进程调度程序。
每个进程由一个进程控制块（PCB）表示。
进程控制块通常应包含下述信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间以及进程的状态等，且可按调度算法的不同而增删。
（2）调度程序可包含4〜5种不同的调度算法，运行时可任意选一种，以利于各种算法的分析比较。
完成1种调度算法得基本分即60分，每增加1种加10分，满分100分。
(3)系统应能显示各进程状态和参数的变化情况，便于观察诸进程的调度过程二、示例1、题目本程序可选用优先数法或简单轮转法对五个进程进行调度。
每个进程处于运行R(run)、就绪W(wait)和完成F(finish)三种状态之一，并假设起始状态都是就绪状态肌为了便于处理，程序进程的运行时间以时间片为单位计算。
各进程的优先数或轮转时间片数、以及进程需要运行的时间片数，均由伪随机数发生器产生。
进程控制块结构如下：PCB进程标识数链指针优先数/轮转时间片数占用CPU时间片数进程所需时间片数进程状态进程控制块链结构如下其中：RUN —当前运行进程指针；HEAD —进程就绪链链首指针；TAID —进程就绪链链尾指针。
2、算法与框图(1)优先数法。
进程就绪链按优先数大小从高到低排列，链首进程首先投入运行。
每过一个时间片，运行进程所需运行的时间片数减1,说明它已运行了一个时间片，优先数也减3,理由是该进程如果在一个时间片中完成不了，优先级应该降低一级。
接着比较现■ • • • ・• •• •• • •• • ■••• ••・•・•・••・ :•・・• ・• • ••••• •・• • •• • m• *• • ・••・••• ••••• ・*• • w ・・•■• ••••《操作系统》课程设计指导书行进程和就绪链链首进程的优先数，如果仍是现行进程高或者相同，就让现行进程继续进行，否则，调度就绪链链首进程投入运行。
操作系统课设指导书
《操作系统》/《操作系统课程设计》课设指导书《操作系统》《操作系统课程设计》课设指导书计算机工程学院《操作系统》/《操作系统课程设计》课设指导书《操作系统》/《操作系统课程设计》课设项目指导书课设项目1 磁盘调度算法程序设计一、目的磁盘是经常使用的一种重要的外设，对磁盘数据的寻道时间的长短直接影响机器的整体运行速度，本设计要求用C语言（或高级语言）编写程序模拟实现磁盘调度的常用算法。
以加深对磁盘调度常用算法的理解和实现技巧。
二、课设要求1）、设计一个函数完成先来先服务的磁盘调度功能。
2）、设计一个函数完成最短寻道时间优先的磁盘调度功能。
3）、设计一个函数完成电梯算法的磁盘调度功能。
三、课设设备、环境奔腾以上计算机，装有Turbo C 2.0软件四、课设方法及步骤1、设计方法：根据设计任务书的要求，画出程序设计流程图，确定程序的功能，把整个程序根据功能要求分解为各个子程序，利用TC语言分编写程序代码，然后进行上机调试、修改、进行连接，测试，写出设计总结报告。
2、设计步骤：1）、自定义磁盘调度相关的数据结构。
2）、依据先来先服务算法（FCFS）、最短寻道优先算法（SSTF）、扫描(SCAN，也称电梯)算法的原理，编写对应函数，模拟系统的磁盘调度服务。
3）、为了更好地模拟和评价算法的性能，随机产生需寻道的磁道序列，磁道序列的首磁道为磁头的当前位置；在SCAN算法中，允许用户指定当前寻道方向。
4）、统计各算法总寻道次数和平均寻道距离；分析各算法性能，并作出评价。
5）、设计要求一人单独进行，独立完成设计，上机进行运行调试。
6）、写出课程设计报告书。
课设项目2 进程调度程序设计一、目的进程调度是处理机管理的核心内容。
本设计要求用C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。
通过设计本可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法的具体实施办法。
《操作系统》课程实验指导书(本科)
《操作系统》课程实验指导书课程实验任务（一）：请求页式存储管理一、目的与要求1、目的近年来，由于大规模集成电路（LSI ）和超大规模集成电路（VLSI ）技术的发展，使存储器的容量不断扩大，价格大幅度下降。
但从使用角度看，存储器的容量和成本总受到一定的限制。
所以，提高存储器的效率始终是操作系统研究的重要课题之一。
虚拟存储技术是用来扩大内存容量的一种重要方法。
学生应独立地用高级语言编写几个常用的存储分配算法，并设计一个存储管理的模拟程序，对各种算法进行分析比较，评测其性能优劣，从而加深对这些算法的了解。
2、 要求为了比较真实地模拟存储管理，可预先生成一个大致符合实际情况的指令地址流。
然后模拟这样一种指令序列的执行来计算和分析各种算法的访问命中率。
二、示例1、题目 本示例是采用页式分配存储管理方案，并通过分析计算不同页面淘汰算法情况下的访问命中率来比较各种算法的优劣。
另外也考虑到改变页面大小和实际存储器容量对计算结果的影响，从而可为算则好的算法、合适的页面尺寸和实存容量提供依据。
本程序是按下述原则生成指令序列的：（1） 50%的指令是顺序执行的。
（2） 25%的指令均匀散布在前地址部分。
（3） 25%的指令均匀散布在后地址部分。
示例中选用最佳淘汰算法（OPT ）和最近最少使用页面淘汰算法（LRU ）计算页面命中率。
公式为页地址流长度页面失效次数命中率-=1 假定虚存容量为32K ，页面尺寸从1K 至8K ，实存容量从4页至32页。
2、 算法与框图（1） 最佳淘汰算法(OPT)。
这是一种理想的算法，可用来作为衡量其他算法优劣的依据，在实际系统中是难以实现的，因为它必须先知道指令的全部地址流。
由于本示例中已预先生成了全部的指令地址流，故可计算出最佳命中率。
该算法的准则是淘汰已满页表中不再访问或是最迟访问的的页。
这就要求将页表中的页逐个与后继指令访问的所有页比较，如后继指令不在访问该页，则把此页淘汰，不然得找出后继指令中最迟访问的页面淘汰。
操作系统课程设计任务指导书-Read
《操作系统课程设计任务指导书》山东建筑大学计算机科学与技术学院二○○七年十二月基本情况课程名称：操作系统课程设计相关课程：操作系统、数据结构适合专业：信息与计算技术设计周数：1周学分： 2学分开课学期：第 7 学期开课单位：计算机科学与技术学院一、课程设计的教学目的和任务1、使学生进一步理解和掌握操作系统课程中所学到的各种基本算法。
2、使学生深入理解经典操作系统各组成部分的基本原理。
3、使学生掌握使用各种计算机资料和有关参考资料，提高学生进行程序设计的基本能力。
4、使学生能用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
二、课程设计的主要内容1．分析。
根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题。
2．设计。
根据题目所涉及的操作系统内容，认真设计解题算法。
参照平时课内所学知识，按照软件工程方法，确定设计方案。
3．编码。
把设计的结果进一步求精为程序设计语言程序。
同时加入一些注解和断言，使程序中逻辑概念清楚。
4．调试与测试。
根据题目内容，设计测试用例，使之能够充分证明课程设计完成的正确性。
5．总结分析。
总结设计中所遇到的问题以及所得到的经验，分析程序中是否存在可以完善、提高的部分，做出总结。
6．编写课程设计报告。
三、课程设计的基本教学要求1、巩固和加深对操作系统课程基本知识的理解，提高对所涉及的算法的掌握。
2、通过实际课程设计，掌握简单软件的分析方法和设计方法。
四、课程设计报告的规范课程设计报告要求规范书写。
应当包括如下部分：1、操作系统课程设计任务书2、问题定义与分析3、概要设计及流程图4、问题实现及代码5、测试6、结论7、参考文献五、注意事项1、学生必须仔细阅读课程设计任务书，认真主动完成课程设计的要求。
有问题及时主动通过各种方式与教师联系沟通。
2、学生要发挥自主学习的能力，充分利用时间，安排好课程设计的进度，并在课程设计过程中不断检查自己的计划完成情况，及时向教师汇报。
《计算机操作系统》课程设计指导书
《计算机操作系统》课程设计指导书湖南工业大学计算机与通信学院二O一三年九月《计算机操作系统》课程设计说明计算机操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。
实践教学环节是必不可少的一个重要环节。
计算机操作系统课程设计目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。
要求学生在指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。
要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux 用户界面；掌握操作系统中进程管理概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想，了解设备管理的功能，了解文件系统的功能。
同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。
为了收到良好的实验效果，编写了这本课程设计指导书。
在指导书中，每一个课程设计任务按照该课程设计大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式引导学生有目的、有方向地完成课程设计任务，得出实验结果。
任课教师在课程设计前对课程设计的任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照课程设计任务的具体要求提前做准备工作，如：查找资料等，做到有准备地上机。
进行课程设计时，指导教师应检查学生的预习情况，并对设计过程给予积极指导。
课程设计完毕后，学生应根据课程设计情况，实验数据及结果，完成课程设计报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。
任务1 进程管理演示一、课程设计目的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的实施。
操作系统课程设计指导书
③ 查用户文件目录ufd
未找到， 返回（文件名不对） 找到， 下一步
④ 将对应表目从ufd中删除 ⑤ 释放回收文件记录空间
⑥ 释放表目结点空间 free（*q2） ， 返回
6 ） 写文件 pwrite()
算法思想： ① 输入文件名=〉 x
② 查打开文件表afd
未找到 ， 返回（文件未打开） 找到， 下一步
② 若采用顺序文件结构 ， 可用动态数组存放记录 上述两函数（读/写） 稍作修改即可
③ 根据上述算法思想编写 pread和pwrite函数
8） 其它程序模块（函数）
print1 （） ： 显示主目录 print2（） ： 显示当前用户的文件目录 print3 （） ： 显示文件内容
close（） ： 退出某用户操作时 ， 关闭所有打开文件 （注意： 必要时复制打开文件的文件长度及文件
修改标志（0 →flag）
输出“文件已打开 ”提示串 ， 返 回
注： 任何文件必须先打开后使用（包括读、写和查看显示）
4） 关闭文件p c l o s e ( )
算法思想： ① 输入文件名=〉 x ② 查打开文件表afd
未找到， 返回 找到， 下一步
③ 将对应文件表目从afd 链中删除
④ 判断修改标志flag
[3]
[4]
文件名 文件长度
Z1
0
…
Z2
n
afd
文件名 长度 修改标志
文件
Z5
m
姓名 性别
R1 R2
姓名 性别
… 第 一个记录
动态分配
Rn
静态分配
…
… 文件
初始化用户文件目录及打开文件表指针（NULL=> ufd,afd） 初始化主目录（空格串=>mfd[i].username, NULL=> mfd[i].next）
《操作系统》课程设计指导书
《操作系统》课程设计指导书《操作系统》课程设计指导书信息技术系二0一0年六月课程设计任务（一）：进程调度一、目的与要求1、目的进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度又是操作系统核心的主要内容。
本任务要求学生独立地用C 语言（或其它程序设计语言）编写和调试一个简单的进程调度程序。
调度算法（如，简单轮转法和优先数法等）可任意选择或自行设计。
以加深对进程调度和各种调度算法的理解。
2、要求（1）设计一个有n个进程并行的进程调度程序。
每个进程由一个进程控制块（PCB）表示。
进程控制块通常应包含下述信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间以及进程的状态等，且可按调度算法的不同而增删。
（2）调度程序可包含4～5种不同的调度算法，运行时可任意选一种，以利于各种算法的分析比较。
完成1种调度算法得基本分即60分，每增加1种加10分，满分100分。
（3）系统应能显示各进程状态和参数的变化情况，便于观察诸进程的调度过程二、示例1、题目本程序可选用优先数法或简单轮转法对五个进程进行调度。
每个进程处于运行R(run)、就绪W(wait)和完成F(finish)三种状态之一，并假设起始状态都是就绪状态W。
为了便于处理，程序进程的运行时间以时间片为单位计算。
各进程的优先数或轮转时间片数、以及进程需要运行的时间片数，均由伪随机数发生器产生。
进程控制块结构如下：PCB其中：RUN—当前运行进程指针；HEAD—进程就绪链链首指针；TAID—进程就绪链链尾指针。
2、算法与框图(1)优先数法。
进程就绪链按优先数大小从高到低排列，链首进程首先投入运行。
每过一个时间片，运行进程所需运行的时间片数减1，说明它已运行了一个时间片，优先数也减3，理由是该进程如果在一个时间片中完成不了，优先级应该降低一级。
接着比较现行进程和就绪链链首进程的优先数，如果仍是现行进程高或者相同，就让现行进程继续进行，否则，调度就绪链链首进程投入运行。
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设计目的:使学生熟悉存贮器管理系统的工作原理及设计方法;加深对所学各种存贮器管理方案的理解；
设计要求：要求采用一些常用的存贮器分配算法，设计一个存贮器管理模拟系统并调试运行。模拟环境应尽量接近真实。
设计四 SPOOＬing系统设计
设计目的:通过设计一个简单的SPOOLinｇ系统来模拟实际的ＳPOOLiｎg输入/输出过程,以掌握这种有用的技术。
设计要求:
⑴设计一个支持ｎ个用户的文件系统，每个用户可拥有多个文件；
⑵采用二级或二级以上的多级文件目录管理;
⑶对文件应设置存取控制保护方式，如“只能执行”、“允许读”、“允许写”等;
⑷系统的外部特征应接近于真实系统，可设置下述文件操作命令：建立文件、打开文件、关闭文件、删除文件、读文件、写文件、复制文件、查询目录。
1、课程设计的基本思想，系统的总体结构和各子模块的功能说明；
２、课程设计有关算法的描述,并画出有关算法流程图；
3、源程序中核心代码的说明。源代码要求在关键的位置有注释,增加程序的可读性。程序结构和变量等命名必须符合有关软件开发的技术规范（参见有关文献)。
4、本课程设计的个人总结,主要包括以下内容：
《操作系统课程设计》指导书
———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期:
ﻩ
操作系统课程设计指导书
李晓东 编
电子与信息工程学院计算机系
2012-9
ﻬ一、课程设计的目的和意义
本课程设计是学生在学完了《操作系统》课程后,培养学生程序设计能力的一个重要教学环节。课程设计为学生提供了一个动手、动脑并独立实践的机会，有助于学生将教材的理论知识和实践相结合，从而锻炼学生分析问题、解决问题的能力，提高学生实际编写程序的能力,为学生学习计算机专业的后续课程打下良好基础。
3、通过实际操作系统的分析设计、编程调试，掌握系统软件的分析方法和工程设计方法。
4、能够按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计和实验结果、正确绘制系统和程序框图。
５、通过课程设计,培养学生严谨的科学态度,严肃认真的工作作风，和团队协作精神。
具体要求:
1.认真阅读本课程设计指导书，明确课程设计的目的、意义和要求；
1)命令解释器
2)列目录命令
3)显示时间命令
4)显示日期命令
5)回显字符串命令
6)创建目录命令
7)删除目录命令
8)更改路径命令
9)显示当前工作目录命令
10)删除文件命令
11)打印文本命令
显示版本命令
15)显示目录结构命令
16)清除当前显示内容命令等
上述内容中,所有命令通过命令解释器能够执行,即启动命令解释器以后，输入相应命令，按照输入指令执行相应功能,并在屏幕上显示相应结果。
⑸通过键盘（或鼠标)使用该文件系统,系统应显示操作命令的执行结果。
四、课程设计应提交的文档资料
本课程设计要求按照学校有关规范的要求完成，在课程设计完成后需要提交的成果和有关文档资料包括课程设计的说明书,课程设计有关源程序及可运行程序(含运行环境)。其中课程设计说明书的格式按学校规范(见附件１），其内容不能过于简单,必须包括的内容有:
3.培养学生严谨的工作作风,提倡互相学习培养团队精神;
4.提高学生独立设计、独立调试程序的能力;
5.初步养成良好的系统软件分析和设计能力,形成良好的编程风格。
二、本课程设计有关要求
基本要求：
1、巩固和加深对操作系统原理的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。
２、培养学生选用参考书,查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考、深入研究、分析问题、解决问题以及团队协作能力。
2.根据要求完成课程设计的系统开发和调试任务,提供可运行的课程设计系统,参加上机面试答辩。
3．根据学校有关格式要求，完成本课程设计的课程设计说明书。(必须绘制系统工作原理图及算法流程图）
重点:
本设计的重点是要求根据任务要求，确定操作系统有关算法并加以实现，注重实际应用能力的培养。
三、本课程设计的内容和题目
本课程设计的主要内容为：根据自己的实际情况和能力，实现操作系统各主要功能模块并组合成模拟系统。主要模块如实现计算机操作系统中的进程调度功能模块,存储管理或文件管理等模块。
设计一 操作系统命令接口设计
设计目的:通过设计一些简单的操作系统的命令接口，使学生掌握操作系统接口的设计方法。
设计要求：学生在熟悉操作系统的命令接口及程序接口的基础上,利用C语言、ＤOＳ中断中2１H与屏幕显示相关的中断调用实现的以下命令接口。包括:
设计二 进程管理系统设计
设计目的：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的实施。
设计要求：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。
设计要求：要求将SPOOＬinｇ输入/输出处理程序编成一个独立的进程模块并与其它请求输入/输出的进程并发运行。SPＯOLing进程负责把从输入设备读入的信息送到外存输入井中,或把外存输出井中的信息送到打印机等输出设备上输出。其余进程只要求编写输入／输出部分的程序。
设计五 文件管理系统设计
设计目的：通过设计和调试一个简单的文件系统，主要是模拟文件操作命令的执行,来模拟文件管理，使学生对主要文件操作命令的实质和执行过程有比较深入的了解,掌握它们的基本实施方法。
本课程设计要求对操作系统的分析以加深对计算机硬件结构和系统软件的认识，初步掌握操作系统组成模块和应用接口的使用方法,提高进行工程设计和系统分析的能力,为毕业设计和以后的工程实践打下良好的基础。
本课程设计的主要目的:
１．熟悉并巩固《操作系统》的基本概念和基本理论,加强对操作系统有关原理的理解;
2.培养学生自主学习、独立思考的能力，学会查找资料并善于分析资料的能力；