操作系统课程设计报告题目及代码.docx
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操作系统课程设计报告题目及代码
题目一模拟操作系统设计
设计一个模拟操作系统管理程序,实现以下管理功能:
1.内存管理功能
2.文件管理功能
3.磁盘管理功能
题目二
虚拟存储器各页面置换算法的实现与比较
内 容:
设计一个虚拟存储区和内存工作区,通过产生一个随机数的方法得到一个页面序列,假设内存给定的页面数由键盘输入,分别计算使用下述各方法时的内存命中率:
先进先出算法〔FIFO〕、最近最少使用算法〔LRU〕、最正确淘汰算法〔OPT〕、最少页面算法〔LFU〕等。
题目三文件系统设计
通过一个简单多用户文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及内部实现。
内容:
为Linu*系统设计一个简单的二级文件系统,以实现以下功能:
1.可以实现以下几条命令
(1)login用户登录
(2)dir文件目录列表
(3)creat创立文件
(4)delete删除文件
(5)open翻开文件
(6)close关闭文件
(7)read读文件
(8)write写文件
2.实验提示
〔1〕首先确定文件系统的数据构造:
主目录、子目录及活动文件等。
主目录和子目录都以文件的形式存放在磁盘,这样便于查找和修改。
〔2〕用户创立的文件,可以编号存储于磁盘上。
如file0、file1、file2……等,并以编号作为物理地址,在目录中进展登记。
[清华大学?
操作系统教程?
*丽芬编著
题目四设计一个按时间片轮转法进程CPU调度的程序。
提示:
〔1〕假设系统有5个进程,每个进程用一个进程控制块PCB来代表,PCB中包含进程名、指针、到达时间、估计运行时间、进程状态表。
其中,进程名即为进程进标识。
〔2〕为每一个进程设计一个要示运行时间和到达时间。
〔3〕按照进程到达的先后顺序排成一个循环队列,再设一个队首指针指向第一个到达的进程首址。
〔4〕执行处理机调度时,开场选择队首的第一个进程运行。
另外再设一个当前运行进程指针,指向当前正运行的进程。
〔5〕由于本实验是模拟实验,所以对被选中进程并不实际启运运行,只是执行:
a.估计驼行时间减1
b.输出当前运行进程的名字。
用这两个操作来模拟进程的一次运行。
〔6〕进程运行一次后,以后的调度则将当前指针依次下移一个位置,指向下一个进程,即调整当前运行指针指向该进程的指针所指进程,以指示应运行进程。
同时还尖判断该进程的剩八运行时间是否为零。
假设不为零,则等待下一轮的运行;假设该进程的剩余运行时间为零,则将该进程的状态置为完成态C,并退出循环队列。
〔7〕假设就绪队列不空,则重复上述的〔%〕和〔6〕步,直到所有进程都运行完为止。
(9)在所设计的调度程序中,应包含显示或打印语句,以便显示或打印每次选中进程的名称及运行一次后队列的变化情况。
题目5设计一个按先来先效劳调度的算法
题目5设计一个按优先级调度的算法
题目6设计一个用银行家算法进程资源分配的程序
题目7模拟内存管理,实现内存块的分配与回收。
内存管理方法可以取以下之一:
〔1〕可变分区
〔2〕页式存储管理
内存分配算法可以取以下之一:
〔1〕首次适应算法
〔2〕最正确适应算法
题目8设计一个SPOOLING假脱机输出的模拟程序
题目9模拟设计MS-DOS操作系统中磁盘文件的存储构造
题目10模拟设计Linu*操作系统中磁盘文件的存储构造
参考资料
题目二资料
虚拟存储器各页面置换算法的实现与比较
1.实验目的
存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。
请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。
本实验的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计,了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
2.实验内容
〔1〕通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。
指令的地址按下述原则生成:
1〕50%的指令是顺序执行的;
2〕25%的指令是均匀分布在前地址局部;
3〕25%的指令是均匀分布在后地址局部;
具体的实施方法是:
1〕在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m;
2〕顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令;
3〕在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m';
4〕顺序执行一条指令,其地址为m'+1;
5〕在后地址[m'+2,319]中随机选取一条指令并执行;
6〕重复上述步骤1〕-5〕,直到执行320次指令。
〔2〕将指令序列变换成为页地址流
设:
1〕页面大小为1k;
2〕用户内存容量为4页到32页;
3〕用户虚存容量为32k;
在用户虚存中,按每k存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为:
第0条-第9条指令为第0页〔对应虚存地址为[0,9]〕;
第10条-第19条指令为第1页〔对应虚存地址为[10,19]〕;
.
.
.
第310条-第319条指令为第31页〔对应虚存地址为[310,319]〕;
按以上方式,用户指令可组成为32页。
〔3〕计算并输出以下各种算法在不同内存容量下的命中率。
1〕先进先出的算法〔FIFO〕;
2〕最近最少使用算法〔LRR〕;
3〕最正确淘汰算法(OPT):
先淘汰最不常用的页地址;
4〕最少页面算法〔LFR〕;
5〕最近最不经常使用算法〔NUR〕。
其中3〕和4〕为选择内容。
命中率=1-页面失效次数/页地址流长度
在本实验中,页地址流长度为320,页面失效次数为每次相应指令时,该指令所对应的页不在内存的次数。
3.随机数产生方法
关于随机数产生方法,Linu*或Uni*系统提供函数srand()和rand(),分别进展初始化和产生随机数。
例如:
srand();
语句可初始化一个随机数;
a[0]=10*rand()/32767*319+1;
a[1]=10*rand()/32767*a[0];
.
.
语句可用来产生a[0]与a[1]中的随机数。
提示:
首先用Srand()和rand()函数定义和产生指令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。
命中率=1-页面失效次数/页地址流长度
1、数据构造
〔1〕页面类型
typedefstruct{
intpn,pfn,counter,time;
}pl-type;
其中pn为页号,pfn为页面号,count为一个周期内该页面的次数,time为时间。
〔2〕页面控制构造
pfc_struct{
intpn,pfn;
structpfc_struct*ne*t;
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head;
pfc_type*busypf_tail;
其中,pfc[total_vp]定义用户进程虚页控制构造,
*freepf_head为空页面头的指针,
*busypf_head为忙页面头的指针,
*busyf_tail为忙页面尾的指针。
2、函数定义
〔1〕Voidinitialize():
初始化函数,给每个相关的页面赋值。
〔2〕VoidFIFO():
计算使用FIFO算法时的命中率。
〔2〕VoidLRU〔〕:
计算使用FIFO算法时的命中率。
〔4〕VoidOPT〔〕:
计算使用OPT算法时的命中率。
〔5〕VoidLFU〔〕:
计算使用LFU算法时的命中率。
〔6〕VoidNUR〔〕:
计算使用NUR算法时的命中率。
3、变量定义
(1)inta[tatal_instruction]:
指令流数据组。
(2)intpage[total_instruction]:
每条指令所属页号。
(3)intoffset[total_instruction]:
每页装入不敷出0条指令后取模运算页号偏移量。
(4)inttotal_pf:
用户进程的内存页面数。
(5)intdiseffect:
页面失效次数。
程序清单
程序:
程序:
*include"stdio.h"
*include"process.h"
*include"stdlib.h"
*defineTRUE1
*defineFALSE0
*defineINVALID-1
*definenull0
*definetotal_instruction320/*指令流长*/
*definetotal_vp32/*虚页长*/
*defineclear_period50/*清0周期*/
typedefstruct
{
intpn,pfn,counter,time;
}pl_type;
pl_typepl[total_vp];/*页面数据构造*/
structpfc_struct{/*页面控制构造*/
intpn,pfn;
structpfc_struct*ne*t;
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;
intdiseffect,a[total_instruction];
intpage[total_instruction],offset[total_instruction];
voidinitialize();
voidFIFO();
voidLRU();
voidOPT();
voidLFU();
voidNUR();
main()
{
intS,i,j;
srand(getpid()*10);/*由于每次运行时进程号不同,故可用来作为初始化随机数队
列的种子*/
S=(float)319*rand()/32767+1;
for(i=0;i{
a[i]=S;/*任选一指令点*/
a[i+1]=a[i]+1;/*顺序执行一条指令*/
a[i+2]=(float)a[i]*rand()/32767;/*执行前地址指令*/
a[i+3]=a[i+2]+1;/*执行后地址指令*/
}
for(i=0;i{
page[i]=a[i]/10;
offset[i]=a[i]%10;
}
for(i=4;i<=32;i++)/*用户内存工作区从4个页面到32个页面*/
{
printf("%2dpageframes",i);
FIFO(i);
LRU(i);
OPT(i);
LFU(i);
NUR(i);
printf("\n");
getchar();
}
}
voidFIFO(total_pf)/*FIFO*/
inttotal_pf;/*用户进程的内存页面数*/
{
inti,j;
pfc_type*p,*t;
initialize(total_pf);/*初始化相关页面控制用数据构造*/
busypf_head=busypf_tail=null;/*忙页面队列头,队列尾*/
for(i=0;i{
if(pl[page[