操作系统课程设计

中南大学

操作系统课程设计

实验报告

题目：多用户多任务的类操作系统

学院：信息科学与工程学院

姓名：

班级：

日期：2014/07

目录

一、概述

二、课程设计要求

三、设计的基本原理和概念

四、总体设计：实现的方法和主要技术路线

1．总体功能模块图

2．总体功能流图

五、详细设计：

1.模块内部的流程

2.实现算法

3.运行结果

六、完成的情况

七、使用说明

八、实验总结

九、参考文献

十、附件：源程序代码

一、概述

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，掌握操作系统开发的基本技能。

二、课程设计要求

采用VC、VB、java或C等编程语言，模拟开发一个多用户多任务的类操作系统软件。要求如下：

1.模拟进程调度算法，模拟各种进程调度算法，并能管理各种进程调度算

法的演示过程。

2.模拟各种内存分配算法及回收过程，并能动态演示。结合进程调度算

法，能为进程模拟分配内存，并设计一个跟踪该内存模拟分配的进程或线程，记

录内存分配的结果；

3.模拟多用户登录管理过程，能允许多个用户登录，为每个用户建立进程

或线程，并进行进程管理；

4.能模拟文件系统管理，进程可以对文件系统（包括文件和目录）进行读、

写、创建、删除、打开、关闭等操作；

5.模拟磁盘管理过程，结合文件系统管理，显示磁盘管理的结构和文件在

磁盘上的分布情况。

6.能模拟进程通信管理，用户之间可以相互通信交流；

7.最好能采用类似于Windows的窗口界面。

三、设计的基本原理和概念

本系统软件是模拟操作系统的整个工作过程，主要功能包括多用户登录管理，文件与用户管理，进程与存储管理，以及系统进程管理。

多用户操作系统允许多个不同用户同时使用计算机的资源。操作系统必须确保均衡地满足各个用户的要求，他们使用的各个程序都具有足够且独立的资源，从而使一个用户的问题不会影响到整个用户群。在本系统中,将用户分为管理员用户和普通用户。登陆时可选择，若选择管理员用户登陆，则对各用户有管理权限（添加或删除），对文件系统不仅有读写权限，还能新建、删除、修改文件或目录等；若选择普通用户登陆，则只能查看用户，且只能读文件。

多用户多级目录的文件系统：通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。在本系统中，文件与用户管理相结合，实现了以下几项功能：查看文件目录结构、文件属性、磁盘属性、磁盘块分配位示图、索引节点分配位示图、用户管理（管理员有该权限），查看用户、新建文件/目录（管理员权限）、删除文件/目录（管理员权限），读写文件（普通用户只读）。

进程与存储管理系统：即模拟cpu调度和内存分配。作业进入内存中，由CPU分配产生

PCB属性，并通过PCB记录进程状态，实验即以PCB代表进程模拟调度过程；在多道系统中，

多道系统中，当就绪进程数大于处理机数时，须按照某种策略决定哪些进程优先占用处理机，本实验采用优先级；进程调度时，规定若就绪队列进程数少于6个，则自动从后备队列调入一个作业；系统会将占有较多资源、预期结果不符合要求的进程自动挂起，并回收所占资源，而本实验设置为手动挂起；在适宜条件下，系统会将挂起的进程自动解挂，而且只解挂到就绪队列；本实验为简化操作，设置为手动解挂，若解挂条件合适（即CPU各种资源可用），则解挂到就绪队列，并分配内存；若解挂条件不适宜，则解挂至后备队列，但不分配内存。

系统进程管理器：即任务管理器。操作系统是一个介于软件和硬件之间的特殊硬件，一方面分配硬件资源另一方面支持软件在它上面的实现，如何实时地监控和掌握系统软硬件工作的状态、资源分配和使用的情况，对计算机用户而言十分重要，于是就有了任务管理器这样的实时监控窗口。通过这个窗口我们可以了解到电脑所有进程运行状况，并对运行的进程加于管理和控制，正如在本系统中，启动进程管理器后，可以通过”获取进程”功能来获得本计算机启动的进程，以及与该进程相关的信息，其中包括的信息有：进程映像名称，进程的PID、会话名称、会话次数以及内存使用，我们可以通过这些信息来了解计算机中每个进程的使用状况。同时我们可以在进程管理器上选中一个要终止的的进程，右击选择关闭方式，如“根据名称关闭进程”或“根据PID关闭进程”功能按钮，该进程被终止执行并退出进程列表，此按钮实现的功能正如我们电脑任务管理器的“进程”功能，当电脑执行程序不能通过关闭窗口进行正常的关闭时，可以借助此办法来关闭进程。其中还包括了关闭进程树和刷新进程列表的功能。

磁盘管理：磁盘格式化时，系统把磁盘存储空间分成许多磁道。每个磁道又分成若干个扇区（又叫做磁盘块）。之后用fdisk命令对硬盘进行分区，即使只有一个分区，也必须用fdisk命令进行分区。分区的目的，就是制作文件卷，形成文件系统。一个文件卷一般都被划分成引导扇区、文件系统管理区和文件数据区。其中，文件数据区用来存放系统文件和用户文件。用户可以通过文件系统提供的API，创建、打开、关闭和对文件进行读写。当用户的文件不再需要时，就应该删除。把一个文件放到磁盘上时，可以组织成连续文件、链接文件或索引文件等。因此，磁盘空间的分配方法也有两种，一种是连续空间的分配，一种是不连续空间的分配（又叫动态分配）。

四、总体设计

1．总体功能模块及关系图

2．总体功能流图