操作系统课程设计2013

操作系统课程设计
1、（难度系数3）模拟UNIX(linux)文件系统
[问题描述]
在任一OS下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模
拟UNIX文件系统。

[基本要求]
1)．在现有机器硬盘上开辟20M的硬盘空间，作为设定的硬盘空间。

2)．编写一管理程序对此空间进行管理，以模拟UNIX(或linux)文件系统，具体要求如下：
（1）要求盘块大小1k
正规文件
(2) i 结点文件类型目录文件
(共1byte) 块设备
管道文件。

物理地址（索引表）
共有13个表项，每表项2byte。

文件长度4byte。

联结计数1byte
（3）0号块超级块栈长度50
空闲盘块的管理：成组链接( UNIX)
或位示图法(Linux)
（4）每建一个目录，分配4个物理块
文件名14byte
（5）目录项信息
i 结点号2byte
(6)结构：0#：超级块
1#－20#号为目录区
20#－30#号索引节点区
(7)功能：1、初始化
2、建立文件（需给出文件名，文件长度）
3、建立子目录
4、打开文件（显示文件所占的盘块）
5、删除文件
6、删除目录
7、显示目录（即显示目录下的信息，包括文件、子目录等）
8、显示整个系统信息
2、模拟文件系统（难度系数2）
[问题描述]
在任一OS下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简
单的小型文件系统。

[基本要求]
该小型文件系统没有子目录机制，文件连续分配，不考虑分区。

做一个简单的操作界面，提供五条简单的命令：显示文件名dir 、创建文件cf、拷贝文件copy、删除文件del , 文件改名rename 。

进一步增强:
上题中的文件系统功能：文件系统不连续分配，可以有子目录机制，（如两级子目录机制）。

3、设计一个请求页式存储管理方案。

（难度系数1）
并编写模拟程序实现之。

产生一个需要访问的指令地址流。

它是一系列需要访问的指令的地址。

为不失一般性，你可以适当地（用人工指定地方法或用随机数产生器）生成这个序列，使得 50％的指令是顺序执行的。

25％的指令均匀地散布在前地址部分，25％的地址是均匀地散布在后地址部分。

页面淘汰算法采用最佳，FIFO，LRU,LFU 等页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页表中抹去。

而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。

存储管理算法的流程图如下：
4、（1）设计一个固定式分区分配的存储管理方案，并模拟实现分区的分配和回收过程。

（难度系数1）
可以假定每个作业都是批处理作业，并且不允许动态申请内存。

为实现分区
的分配和回收，可以设定一个分区说明表，按照表中的有关信息进行分配，并根
据分区的分配和回收情况修改该表。

（2）设计一个可变式分区分配的存储管理方案。

并模拟实现分区的分配和回收
过程。

对分区的管理法可以是下面三种算法之一：
首次适应算法
循环首次适应算法
最佳适应算法
5、编写并调试一个段页式存储管理的地址转换的模拟程序。

（难度系数1）
首先设计好段表、页表，然后给出若干个有一定代表性的地址，通过查找段表
页表后得到转换的地址。

要求打印转换前的地址，相应的段表，页表条款及转换后的地址，以便检查。

选作：进程并发实现与观察（难度系数2）
[问题描述]
在Linux/UNIX/windows下编制一个程序，该程序通过建立子进程的方法，并发的分别
显示“高山流水”和“蓝天白云”。

[基本要求]
在Linux/UNIX/windows下编制一个程序，该程序通过建立子进程的方法，并发的分别
显示“高山流水”和“蓝天白云”。

并在“高山流水”和“蓝天白云”
前显示遍数，观察父子进程哪个先开始运行，及每次轮到运行时显示的遍数，并根据大致推
算出每个时间片的大小。

使用Ctrl+S暂停显示（Ctrl+Q恢复显示）或用|more 管道命令分页
显示。

用Ctrl+C 终止进程。

说明：
一、关于选题与评分标准
1、选题方法：由于时间较紧，课程设计可以分组完成（3人左右，选一人任小组长）
2、操作系统课程设计需要提交设计报告（打印稿）、源代码和可执行程序，评
分标准如下：
3、操作系统实验严禁抄袭，无论是不同小组之间还是与往届之间，一旦确认为
抄袭作品记为零分。

被抄袭的作品与抄袭作品的处理相同。

4、小组成员人数少的组，每人完成的工作较多，所以如果质量相同人数少的小
组得分应该高于人数多的组。

5、提交实验报告时，小组成员根据工作量进行排名（该排名作为最终成绩的依
据，题目难度系数与成绩成正比）。

6、答辩以小组为单位，随机检查。

二、课程设计报告内容
1、分析设计要求，给出解决方案（要说明设计实现所用的原理，采用的数据结
构）
2、画出程序的基本结构框图和流程图
3、对程序的每一部分要有详细的设计分析说明，程序执行的每个步骤要有具体
的提示内容或输出
4、源代码格式规范，注释不少于五分之一
5、设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析
6、设计中遇到的问题，设计的心得体会
（1）你认为你完成的哪些比较好或比较出色；
（2）差距与局限，什么做的不太好或什么地方可以做的更好以待改进；
（3）从本作业得到的收获：对编写与调试过程中经验教训的总结；
（4）完成本题的其他方法或你的设想。

7、每个小组提交完整程序代码一份、每位同学交课程设计报告一份（重点在自己所做
部分）
提交的文档应以论文的格式书写，如封面、目录、摘要、关键词、总结、参
考文献与资料。

可以下载一篇期刊论文看其书写格式与顺序。

8、开发工具不限
三、课程设计封面及目录要求见下页
操作系统课程设计
学院：信息科学与工程学院
专业：
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：王永燕
2013 年3 月10 日
一、实验内容
二、数据结构设计
三、算法设计（总体设计及模块设计）
四、测试数据及程序运行情况
五、实验过程中出现的问题及解决方法。