操作系统课程设计郭永锋.docx

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操作系统课程设计郭永锋

操作系统课程设计郭永锋

《计算机操作系统》课程设计

任务书

中原工学院信息商务学院

计算科学系

6月

《操作系统课程设计》任务书

一、课程名称：

操作系统课程设计

二、适用专业:

计算机科学与技术

三、课程设计学时和学分：

学时2周，1学分

四、《操作系统课程设计》的目的

《操作系统》是一门重要的专业基础课，是涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。

在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。

操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其它软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。

操作系统课程设计的主要任务是研究计算机操作系统的基本原理和算法，掌握操作系统的进程管理、存储管理、文件管理和设备管理的基本原理与主要算法，深入理解经典操作系统各组成部分的基本原理。

目的是使学生掌握Windows操作系统的一般管理方法，了解它是如何组织和运作的，对操作系统的核心概念和算法有一个透彻的理解，并对系统运行的机制有一个全面的掌握，从而充分理解系统调用与程序设计之间的关系，提高学生进行程序设计的能力。

五、课程设计的要求

1、要求学生已有先导课程《数据结构》和一门高级程序设计语言的基础。

2、在两周的课程设计环节，要求学生选择那些最典型的操作系统概念和机制，经过模拟实现的方式来体现操作系统的管理原理与算法，进而深刻理解操作系统的运行机制和数据结构。

3、人员、题目分配：

各班分成小组，每组1～2人，每组一题。

每个小组各成员独立完成课程设计，要求自行进行选题的设计、开发、调试与测试，实现课程设计要求的系统功能。

4、具体课程设计要求：

1）写出操作系统设计各个阶段的详细设计报告；

2）能够实现课程设计目标，根据选题内容设计出软件的结构和功能，写出系统的主要功能和使用说明；

3）设计有效的测试方法与测试数据，提交可运行的软件系统：

最终的软件对问题的描述应正确无误，运行稳定、可靠，界面友好；

4）对于不同算法的比较应提供直观的性能分析方法及数据，写入课程设计文档内；

5）提交一份课程设计总结报告，写出本次课程设计的收获和体会，包括已解决和尚未解决的问题，进一步完善的设想与建议；

6）根据以上内容，提交如下材料：

a.源程序、b.执行程序、c.设计文档、d.测试纪录、e.不同算法的分析与比较数据。

a和b两项以班级为单位集中上交刻录光盘，每名学生一个文件夹，其它各项上交纸质文稿。

7）开发环境与语言可自行选择，VisualVC++6.0、VB、Delphi7、PowerBuild9.0、VisualStudio.NET、GCC等。

8>每名同学进行10分钟的报告和答辩，讲解设计方案，演示系统运行。

课程设计提交时间：

17周，周四、五12：

00～15：

00，要求当场进行系统演示。

六、成绩评定

经过进度检查、设计答辩和报告评审了解学生的设计水平，根据任务完成的情况，设计报告的质量，系统运行状态及平时讨论和设计的积极程度全面准确评定成绩。

评定的主要参考依据有:

1、选题难度。

2、系统功能的完成程度<功能、界面、特色、编程量、可用性）。

3、设计报告的质量。

4、统一上机检查结果和答辩情况。

5、平时检查情况。

课程设计成绩将以五级制形式进行评定，其标准如下：

1、优秀：

软件运行正确无误，稳定可靠，界面友好新颖<图形界面），有交互性，各种文档齐全、详细、准确。

2、良好：

软件运行正确无误，稳定可靠，界面友好，各种文档齐全、准确。

3、中等：

问题描述正确，界面尚可接受。

各种文档齐全、准确。

4、及格：

问题描述正确，各种文档齐备。

5、不及格：

有下列问题之一：

问题描述有误；文档不齐；软件运行有错误；没有按时完成；课程设计有抄袭或是雷同情况。

七、课程设计报告规范

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<不少于3篇）

八、课程设计题目

一．作业/进程调度算法的模拟<5个子题目）

设计目的：

熟悉各种作业/进程调度算法的原理。

设计要求：

用高级语言编写和调试多个实现不同的作业/进程调度算法的程序。

设计内容：

实现调度算法：

先来先服务调度算法；短作业优先调度算法；高优先权调度算法；高响应比优先算法；基于时间片的轮转调度的模拟。

每种算法设计一个系统，提供一个界面，供用户输入等待调度的作业信息，显示根据相应算法进行调度的结果。

设计分工:

该题目分为5个子题目。

1、先来先服务调度算法；

2、短作业优先调度算法；

3、高优先权调度算法；

4、高响应比优先算法；

5、基于时间片的轮转调度

二．银行家算法模拟<3个子题目）

设计目的：

熟悉银行家算法，理解系统产生死锁的原因及避免死锁的方法。

设计要求：

用高级语言编写和调试一个模拟银行家算法的程序。

设计内容：

设计合理的数据结构，用于描述每个进程对资源的要求及分配情况。

编写多个模块，分别用以完成：

申请资源、显示资源、释放资源以及安全性算法。

进程数最多为5个，资源种类最多为3类。

设计分工：

该题目分为3个子题目：

1、银行家算法模拟——系统初始化，数据结构的定义、程序结构的分析设计；

2、银行家算法模拟——资源管理；

3、银行家算法模拟——安全性算法。

三．动态分区算法的模拟<6个子题目）

设计目的：

熟悉内存连续分配方法中各种动态分区算法的原理。

设计要求：

用高级语言编写和调试多个实现不同的动态分区算法的程序。

设计内容：

实现对动态分区算法中首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法的模拟。

每种算法设计一个系统，提供一个界面，供用户输入内存初始状态以及不同长度作业对内存的申请与释放的要求，显示根据每次操作后内存块的情况。

设计分工:

该题目分为6个子题目。

1、首次适应的分配算法；

2、循环首次适应的分配算法；

3、最佳适应的分配算法；

4、首次适应的回收算法；

5、循环首次适应的回收算法；

6、最佳适应的回收算法；

四．页面置换算法的模拟<3个子题目）

设计目的：

熟悉各种页面置换算法的原理。

设计要求：

用高级语言编写和调试多个实现不同的页面置换算法的程序。

设计内容：

实现对页面置换算法：

最近最久未使用算法、最佳置换算法、FIFO算法的模拟。

每种算法设计一个系统，提供一个界面，供用户输入访问页面的次序等信息，显示根据算法所得到的结果。

设计分工:

该题目分为3个子题目。

1、最近最久未使用算法

2、最佳置换算法

3、FIFO算法

五．设备分配算法的模拟<3个子题目）

设计目的：

熟悉设备分配算法的原理。

设计要求：

用高级语言编写和调试模拟实现设备分配算法的程序。

设计内容：

数据结构的定义：

设备分配中用到的系统设备表，逻辑设备表，设备控制表，控制器控制表，通道控制表

分配：

请求逻辑设备，根据情况，分配相应设备，修改相应数据表，否则不分配

回收：

释放逻辑设备时，释放相应的通道、控制器、设备，并修改相应数据表

设计分工:

该题目分为3个子题目：

1．设备分配算法系统初始化

2．设备的分配算法

3．设备的回收算法

六．磁盘调度算法的模拟<5个子题目）

设计目的：

熟悉各种磁盘调度算法的原理。

设计要求：

用高级语言编写和调试多个实现不同磁盘调度的程序。

设计内容：

实现对先来先服务算法；最短寻道时间优先算法；扫描算法；循环扫描算法；N_Step_Scan算法的模拟。

每种算法设计一个系统，提供一个界面，供用户输入磁盘访问的请求，显示根据算法所得到的访问顺序。

设计分工:

该题目分为5个子题目：

1、先来先服务算法；

2、最短寻道时间优先算法；

3、扫描算法；

4、循环扫描算法；

5、N_Step_Scan算法；

七．空闲表和空闲链文件存储空间管理模拟<4个子题目）

设计目的：

熟悉利用空闲表和空闲链对空闲盘块进行组织、分配和回收的方法。

设计要求：

用高级语言编写和调试一个使用空闲表/链法的程序，能够实现模拟空闲盘块的组织、分配和回收过程。

设计内容：

设计相应数据结构，用于描述所有空闲盘块的组织情况；提供一个界面，供用户输入空闲块分配及回收的命令；编写多个模块，分别用以完成：

空闲盘块的回收与分配。

如：

init100//表示将100块空闲盘块组织起来，以备使用。

get5//表示分配5块

put3//表示回收3块

要求命令执行完后，显示分配与回收盘块号码以及其它信息。

设计分工:

该题目分为4个子题目：

1、空闲表法的分配算法：

2、空闲表法的回收算法。

为所有空闲区建立一张空闲表，每个空闲区一个表项，包括表项序号、第一个盘块号、盘块数，空闲区按起始盘块号递增排序。

3、空闲链法的分配算法

4、空闲链法的回收算法。

空闲盘块链、空闲盘区链

八．成组链接法的模拟<4个子题目）

设计目的：

熟悉利用成组链接法对空闲盘块的组织、分配和回收的方法和混合索引分配的文件结构。

设计要求：

用高级语言编写和调试一个模拟混合索引分配和成组链接法的程序，能够实现模拟混合索引分配、空闲盘块的组织、分配和回收过程。

设计内容：

1、定义INODE结构，对给定的磁盘块大小、磁盘块号长度、磁盘空间大小、文件大小，给出该文件的磁盘块占用情况。

2、设计相应数据结构，用于描述所有空闲盘块的组织情况；

3、提供一个界面，供用户输入分配及回收的命令；编写多个模块，分别用以完成：

空闲盘块的回收与分配。

根据前面文件的要求分配需要的磁盘块，要求命令执行完后，显示分配与回收盘块号码以及其它信息。

设计分工:

该题目分为4个子题目：

1、混合索引分配

2、成组连接法初始化

3、成组连接法分配算法

4、成组连接法回收算法。

九．位示图法的模拟<2个子题目）

设计目的：

熟悉利用位示图法对空闲盘块的组织、分配和回收的方法。

设计要求：

用高级语言编写和调试一个位示图法的程序，能够实现模拟空闲盘块的组织、分配和回收过程。

设计内容：

设计相应数据结构，用于描述所有空闲盘块的组织情况；提供一个界面，供用户输入分配及回收的命令；编写多个模块，分别用以完成：

空闲盘块的回收与分配。

要求命令执行完后，显示分配与回收盘块号码以及其它信息。

设计分工:

该题目分为2个子题目：

1、位示图法系统初始化；

2、位示图法分配与回收算法。

指导教师：

郭永锋

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