操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院計(jì)算科學(xué)系2023年6月

《操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書一、課程名稱：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)二、合用專業(yè):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)三、課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)和學(xué)分：學(xué)時(shí)2周，1學(xué)分四、《操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》的目的《操作系統(tǒng)》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是涉及較多硬件知識(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件課程。在計(jì)算機(jī)軟硬件課程的設(shè)立上，它起著承上啟下的作用。操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源實(shí)行管理，是所有其他軟件與計(jì)算機(jī)硬件的唯一接口，所有用戶在使用計(jì)算機(jī)時(shí)都要得到操作系統(tǒng)提供的服務(wù)。操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的重要任務(wù)是研究計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本原理和算法，掌握操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、文獻(xiàn)管理和設(shè)備管理的基本原理與重要算法，進(jìn)一步理解經(jīng)典操作系統(tǒng)各組成部分的基本原理。目的是使學(xué)生掌握常用操作系統(tǒng)（如DOS、Windows或Linux）的一般管理方法，了解它是如何組織和運(yùn)作的，對(duì)操作系統(tǒng)的核心概念和算法有一個(gè)透徹的理解，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)營的機(jī)制有一個(gè)全面的掌握，從而充足理解系統(tǒng)調(diào)用與程序設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，提高學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的基本能力。五、課程設(shè)計(jì)的規(guī)定1、規(guī)定學(xué)生已有先導(dǎo)課程《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》和一門高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的基礎(chǔ)。2、在兩周的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，規(guī)定學(xué)生選擇那些最典型的操作系統(tǒng)概念和機(jī)制，通過模擬實(shí)現(xiàn)的方式來體現(xiàn)操作系統(tǒng)的管理原理與算法，進(jìn)而深刻理解操作系統(tǒng)的運(yùn)營機(jī)制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3、人員、題目分派：各班提成小組，每組1～3人，每組一題。每個(gè)小組各成員獨(dú)立完畢課程設(shè)計(jì)，規(guī)定自行進(jìn)行選題的設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試與測試,實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)規(guī)定的系統(tǒng)功能。4、具體課程設(shè)計(jì)規(guī)定：1）寫出操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)各個(gè)階段的具體設(shè)計(jì)報(bào)告；2）可以實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)目的，根據(jù)選題內(nèi)容設(shè)計(jì)出軟件的結(jié)構(gòu)和功能，寫出系統(tǒng)的重要功能和使用說明；3）設(shè)計(jì)有效的測試方法與測試數(shù)據(jù)，提交可運(yùn)營的軟件系統(tǒng)：最終的軟件對(duì)問題的描述應(yīng)對(duì)的無誤，運(yùn)營穩(wěn)定、可靠，界面和諧；4）對(duì)于不同算法的比較應(yīng)提供直觀的性能分析方法及數(shù)據(jù)，寫入課程設(shè)計(jì)文檔內(nèi)；5）提交一份課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，寫出本次課程設(shè)計(jì)的收獲和體會(huì)，涉及已解決和尚未解決的問題，進(jìn)一步完善的設(shè)想與建議；6）根據(jù)以上內(nèi)容，提交如下材料：a.源程序、b.執(zhí)行程序、c.設(shè)計(jì)文檔、d.測試紀(jì)錄、e.不同算法的分析與比較數(shù)據(jù)。a和b兩項(xiàng)以班級(jí)為單位集中上交刻錄光盤，每名學(xué)生一個(gè)文獻(xiàn)夾，其它各項(xiàng)上交紙質(zhì)文稿。7）開發(fā)環(huán)境與語言可自行選擇，VisualVC++6.0、VB、Delphi7、PowerBuild9.0、VisualStudio.NET、GCC等。8)每名同學(xué)進(jìn)行10分鐘的報(bào)告和答辯，講解設(shè)計(jì)方案，演示系統(tǒng)運(yùn)營。課程設(shè)計(jì)提交時(shí)間：17周，周四、五下午2：00～6：00，規(guī)定當(dāng)場進(jìn)行系統(tǒng)演示。六、成績?cè)u(píng)估通過進(jìn)度檢查、設(shè)計(jì)答辯和報(bào)告評(píng)審了解學(xué)生的設(shè)計(jì)水平，根據(jù)任務(wù)完畢的情況，設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量，系統(tǒng)運(yùn)營狀態(tài)及平時(shí)討論和設(shè)計(jì)的積極限度全面準(zhǔn)確評(píng)估成績。評(píng)估的重要參考依據(jù)有:1、選題難度。2、系統(tǒng)功能的完畢限度（功能、界面、特色、編程量、可用性）。3、設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量。4、統(tǒng)一上機(jī)檢查結(jié)果和答辯情況。5、平時(shí)檢查情況。課程設(shè)計(jì)成績將以五級(jí)制形式進(jìn)行評(píng)估，其標(biāo)準(zhǔn)如下：1、優(yōu)秀：軟件運(yùn)營對(duì)的無誤，穩(wěn)定可靠，界面和諧新奇（圖形界面），有交互性，各種文檔齊全、具體、準(zhǔn)確。2、良好：軟件運(yùn)營對(duì)的無誤，穩(wěn)定可靠，界面和諧，各種文檔齊全、準(zhǔn)確。3、中檔：問題描述對(duì)的，界面尚可接受。各種文檔齊全、準(zhǔn)確。4、及格：問題描述對(duì)的，各種文檔齊備。5、不及格：有下列問題之一：問題描述有誤；文檔不齊；軟件運(yùn)營有錯(cuò)誤；沒有準(zhǔn)時(shí)完畢；課程設(shè)計(jì)有抄襲或是雷同情況。七、課程設(shè)計(jì)報(bào)告規(guī)范操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書問題定義與分析概要設(shè)計(jì)及流程圖問題實(shí)現(xiàn)及代碼測試結(jié)論參考文獻(xiàn)八、課程設(shè)計(jì)題目一．作業(yè)/進(jìn)程調(diào)度算法的模擬（5個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉各種作業(yè)/進(jìn)程調(diào)度算法的原理。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試多個(gè)實(shí)現(xiàn)不同的作業(yè)/進(jìn)程調(diào)度算法的程序。設(shè)計(jì)內(nèi)容：實(shí)現(xiàn)調(diào)度算法：先來先服務(wù)調(diào)度算法；短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法；高優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法；高響應(yīng)比優(yōu)先算法；基于時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度的模擬。每種算法設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，提供一個(gè)界面，供用戶輸入等待調(diào)度的作業(yè)信息，顯示根據(jù)相應(yīng)算法進(jìn)行調(diào)度的結(jié)果。設(shè)計(jì)分工:該題目分為5個(gè)子題目。1、先來先服務(wù)調(diào)度算法；2、短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法；3、高優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法；4、高響應(yīng)比優(yōu)先算法；5、基于時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度二．銀行家算法模擬（3個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉銀行家算法，理解系統(tǒng)產(chǎn)生死鎖的因素及避免死鎖的方法。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試一個(gè)模擬銀行家算法的程序。設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于描述每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的規(guī)定及分派情況。編寫多個(gè)模塊，分別用以完畢：申請(qǐng)資源、顯示資源、釋放資源以及安全性算法。進(jìn)程數(shù)最多為5個(gè)，資源種類最多為3類。設(shè)計(jì)分工：該題目分為3個(gè)子題目：1、銀行家算法模擬——系統(tǒng)初始化，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義、程序結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)；2、銀行家算法模擬——資源管理；3、銀行家算法模擬——安全性算法。三．動(dòng)態(tài)分區(qū)算法的模擬（6個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉內(nèi)存連續(xù)分派方法中各種動(dòng)態(tài)分區(qū)算法的原理。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試多個(gè)實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)態(tài)分區(qū)算法的程序。設(shè)計(jì)內(nèi)容：實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)分區(qū)算法中初次適應(yīng)算法、循環(huán)初次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法的模擬。每種算法設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，提供一個(gè)界面，供用戶輸入內(nèi)存初始狀態(tài)以及不同長度作業(yè)對(duì)內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放的規(guī)定，顯示根據(jù)每次操作后內(nèi)存塊的情況。設(shè)計(jì)分工:該題目分為6個(gè)子題目。1、初次適應(yīng)的分派算法；2、循環(huán)初次適應(yīng)的分派算法；3、最佳適應(yīng)的分派算法；4、初次適應(yīng)的回收算法；5、循環(huán)初次適應(yīng)的回收算法；6、最佳適應(yīng)的回收算法；四．頁面置換算法的模擬（3個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉各種頁面置換算法的原理。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試多個(gè)實(shí)現(xiàn)不同的頁面置換算法的程序。設(shè)計(jì)內(nèi)容：實(shí)現(xiàn)對(duì)頁面置換算法：最近最久未使用算法、最佳置換算法、FIFO算法的模擬。每種算法設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，提供一個(gè)界面，供用戶輸入訪問頁面的順序等信息，顯示根據(jù)算法所得到的結(jié)果。設(shè)計(jì)分工:該題目分為3個(gè)子題目。1、最近最久未使用算法2、最佳置換算法3、FIFO算法五．設(shè)備分派算法的模擬（3個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉設(shè)備分派算法的原理。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試模擬實(shí)現(xiàn)設(shè)備分派算法的程序。設(shè)計(jì)內(nèi)容：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義：設(shè)備分派中用到的系統(tǒng)設(shè)備表，邏輯設(shè)備表，設(shè)備控制表，控制器控制表，通道控制表分派：請(qǐng)求邏輯設(shè)備，根據(jù)情況，分派相應(yīng)設(shè)備，修改相應(yīng)數(shù)據(jù)表，否則不分派回收：釋放邏輯設(shè)備時(shí)，釋放相應(yīng)的通道、控制器、設(shè)備，并修改相應(yīng)數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)分工:該題目分為3個(gè)子題目：1．設(shè)備分派算法系統(tǒng)初始化2．設(shè)備的分派算法3．設(shè)備的回收算法六．磁盤調(diào)度算法的模擬（5個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉各種磁盤調(diào)度算法的原理。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試多個(gè)實(shí)現(xiàn)不同磁盤調(diào)度的程序。設(shè)計(jì)內(nèi)容：實(shí)現(xiàn)對(duì)先來先服務(wù)算法；最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法；掃描算法；循環(huán)掃描算法；N_Step_Scan算法的模擬。每種算法設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，提供一個(gè)界面，供用戶輸入磁盤訪問的請(qǐng)求，顯示根據(jù)算法所得到的訪問順序。設(shè)計(jì)分工:該題目分為5個(gè)子題目：1、先來先服務(wù)算法；2、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法；3、掃描算法；4、循環(huán)掃描算法；5、N_Step_Scan算法；七．空閑表和空閑鏈文獻(xiàn)存儲(chǔ)空間管理模擬（4個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉運(yùn)用空閑表和空閑鏈對(duì)空閑盤塊進(jìn)行組織、分派和回收的方法。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試一個(gè)使用空閑表/鏈法的程序，可以實(shí)現(xiàn)模擬空閑盤塊的組織、分派和回收過程。設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于描述所有空閑盤塊的組織情況；提供一個(gè)界面，供用戶輸入空閑塊分派及回收的命令；編寫多個(gè)模塊，分別用以完畢：空閑盤塊的回收與分派。如：init100//表達(dá)將100塊空閑盤塊組織起來，以備使用。get5//表達(dá)分派5塊put3//表達(dá)回收3塊規(guī)定命令執(zhí)行完后，顯示分派與回收盤塊號(hào)碼以及其他信息。設(shè)計(jì)分工:該題目分為4個(gè)子題目：1、空閑表法的分派算法：2、空閑表法的回收算法。為所有空閑區(qū)建立一張空閑表，每個(gè)空閑區(qū)一個(gè)表項(xiàng)，涉及表項(xiàng)序號(hào)、第一個(gè)盤塊號(hào)、盤塊數(shù)，空閑區(qū)按起始盤塊號(hào)遞增排序。3、空閑鏈法的分派算法4、空閑鏈法的回收算法?？臻e盤塊鏈、空閑盤區(qū)鏈八．成組鏈接法的模擬（4個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉運(yùn)用成組鏈接法對(duì)空閑盤塊的組織、分派和回收的方法和混合索引分派的文獻(xiàn)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試一個(gè)模擬混合索引分派和成組鏈接法的程序，可以實(shí)現(xiàn)模擬混合索引分派、空閑盤塊的組織、分派和回收過程。設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、定義INODE結(jié)構(gòu)，對(duì)給定的磁盤塊大小、磁盤塊號(hào)長度、磁盤空間大小、文獻(xiàn)大小，給出該文獻(xiàn)的磁盤塊占用情況。2、設(shè)計(jì)相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于描述所有空閑盤塊的組織情況；3、提供一個(gè)界面，供用戶輸入分派及回收的命令；編寫多個(gè)模塊，分別用以完畢：空閑盤塊的回收與分派。根據(jù)前面文獻(xiàn)的規(guī)定分派需要的磁盤塊，規(guī)定命令執(zhí)行完后，顯示分派與回收盤塊號(hào)碼以及其他信息。設(shè)計(jì)分工:該題目分為4個(gè)子題目：1、混合索引分派2、成組連接法初始化3、成組連接法分派算法4、成組連接法回收算法。九．位示圖法的模擬（2個(gè)子題目）設(shè)計(jì)目的：熟悉運(yùn)用位示圖法對(duì)空閑盤塊的組織、分派和回收的方法。設(shè)計(jì)規(guī)定：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試一個(gè)位示圖法的程序，可以實(shí)現(xiàn)模擬空閑盤塊的組織、分派和回收過程。