河海大学文天学院-操作系统课程设计选题说明
操作系统课程设计说明
操作系统课程设计
设计说明：
学生从供选择的设计题目中，选择自己想做的题目进行课程设计。
注意题目要求，限定几个人完成的题目就只能由最多这几个人完成；
允许出现不同组的学生选择同一个题目的情况，但是设计所提交的内容不得雷同，如有雷同情况，视为本课程设计不合格；
如果自己有特别想要完成的题目没有出现在所提供的题目中，那么可以和老师协调，如果符合要求的情况下，可以允许执行；
设计要求：
（1）要求提交课程设计报告一份，具体格式参考教材；
（2）提交时要求进行答辩，答辩不合格者（例如严重抄袭他人成果，完全不自己动手实践），课程设计不合格；
课程设计报告基本格式：
（1）设计目的：在这里简单说明你选择的设计题目的目的、达到什么效果、要实现的程序有什么实际用途；
（2）设计内容：在这里描述你的设计包括哪些内容、实现些什么；
（3）操作方法和步骤：在这里写出你的课程设计的步骤、内容以及代码；
（4）结果和分析：对自己课程设计的结果进行总结和分析；
（5）讨论和心得：对课程设计中遇到的问题进行讨论，并总结课程设计的心得体会。
供选择的设计题目：（见课程设计教材）。
《操作系统》课程设计
《操作系统》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握操作系统的基本概念，包括进程、线程、内存管理、文件系统等核心知识；2. 了解操作系统的历史发展，掌握不同类型操作系统的特点及使用场景；3. 掌握操作系统的性能评价方法和常用的调度算法。
技能目标：1. 培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力，如分析系统性能瓶颈、优化系统资源分配等；2. 培养学生具备基本的操作系统编程能力，如进程创建、线程同步、文件操作等；3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，通过小组讨论和项目实践，学会共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统学科的兴趣，激发学生的学习热情，使其形成积极向上的学习态度；2. 培养学生具备良好的信息素养，尊重知识产权，遵循法律法规；3. 培养学生的创新精神和批判性思维，敢于质疑、勇于探索，形成独立思考的能力。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，旨在让学生掌握操作系统的基本原理和实现方法，提高学生的系统分析和编程能力。
学生特点：学生具备一定的编程基础和计算机系统知识，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，通过案例分析和项目实践，帮助学生将所学知识内化为具体的学习成果。
在教学过程中，关注学生的学习进度和反馈，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 操作系统概述：介绍操作系统的定义、发展历程、功能、类型及特点，对应教材第一章内容。
- 操作系统的起源与发展- 操作系统的功能与类型- 操作系统的主要特点2. 进程与线程：讲解进程与线程的概念、状态、调度算法，对应教材第二章内容。
- 进程与线程的定义与区别- 进程状态与转换- 进程调度算法3. 内存管理：分析内存管理的基本原理、策略和技术，对应教材第三章内容。
- 内存分配与回收策略- 虚拟内存技术- 页面置换算法4. 文件系统：介绍文件系统的基本概念、结构、存储原理，对应教材第四章内容。
操作系统课程设计
• 一、设计目的
– 学完《操作系统》课程后，进行一次全面的综合训练。 通过本课程设计，让学生更好地掌握计算机操作系统 的原理，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解， 加强学生的动手能力。
– 在OS理论基础上，掌握Linux操作系统的使用方法；了 解Linux系统内核代码结构；掌握实例操作系统的实现 方法。
题目6
• 要求：进程调度的模拟实现 • 内容：
题目7
• 要求：生产者-消费者问题的模拟实现 • 内容：
题目8
• 要求：页面置换算法的模拟实现 • 内容：
– 设计一个虚拟存储区和内存工作区，编程序演 示算法的具体实现过程，并计算访问命中率。
– 需要实现的算法：
• 先进先出算法 FIFO • 最近最久未使用算法 LRU
课程设计报告内容与格式
• 主要内容
– (1)概述：设计主要完成的任务和解决的问题 – (2)设计原理：涉及的概念与原理 – (3)详细设计与编码：算法流程图、编码 – (4)结构分析 – (5)设计小结：本设计的特色、经验和体会 – (6)参考资料
• 大概格式如下
二、设计要求与资料提交
– 题目选定或自定，题目可以相同。但每学生必须 独立完成课程设计，严禁抄袭。
– 第2周周三、周四下午课设答辩，每学生讲述5 分钟，并提交一份正式纸质报告、以及电子文档 和源程序文档，交给指导教师。
三、设计内容
• 题目1：
• 要求：熟悉和理解Linux编程环境
• 内容
1）编写一个C程序，实现文件拷贝功能。
题目5
• 要求：银行家算法的模拟实现
• 内容：
– 用C/C++编程据结构
• 1)可利用资源向量Available • 2)最大需求矩阵Max • 3)分配矩阵Allocation • 4)需求矩阵Need
《操作系统课程设计》指导书分析
《操作系统课程设计》实验指导课程设计一：进程调度1、设计目的（1）要求学生设计一个模拟进程调度的算法（2）理解进程控制块的结构（3）理解进程运行的并发性（4）掌握进程调度的三种基本算法注：三种算法任选一种编程实现。
2、设计要求在多道程序运行环境下，进程数目一般多于处理机数目，使得进程要通过竞争来使用处理机。
这就要求系统能按某种算法，动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程，使之运行，分配处理机的任务是由进程调度程序完成的。
一个进程被创建后，系统为了便于对进程进行管理，将系统中的所有进程按其状态，将其组织成不同的进程队列。
于是系统有运行进程队列、就绪进程队列和各种事件的进程等待队列。
进程调度的功能就是从就绪队列中挑选一个进程到处理机上运行。
进程调度的算法有多种，常用的有优先级调度算法、先来先服务算法、时间片轮转算法。
进程是程序在处理机上的执行过程。
进程存在的标识是进程控制块(PCB)，进程控制块结构如下：Typeedef struct node{Char name[10]; /*进程标识符*/Int prio; /*进程优先数*/Int round; /*进程时间片轮转时间片*/Int cputime /*进程占用CPU时间*/Int needtime /*进程到完成还需要的时间*/Int count; /*计数器*/Char state; /*进程的状态*/Struct node *next; /*链指针*/}PCB;系统创建一个进程，就是由系统为某个程序设置一个PCB，用于对该进程进行控制和管理。
进程任务完成，由系统收回其PCB，该进程便消亡。
每个进程可以有三个状态：运行态、就绪态和完成状态。
用VC编写一个程序实现进程调度算法，模拟进程调度的过程，加深对进程控制块概念和进程调度算法的理解。
（1）进程调度算法采用优先数调度算法。
（2）采用动态优先数法确定进程的优先级别。
（3）设计三个链队列，分别用来表示运行队列、就绪队列和完成队列。
操作系统课程设计任务书
《操作系统》课程实验指导书一、设计题目题目一：模拟实现页式虚拟存储管理页面置换算法题目二：模拟实现虚拟存储管理（请求分页存储管理）题目三：模拟实现可变分区存储管理题目四：模拟实现算法多级反馈队列进程调度算法题目五：模拟银行家算法二、设计目的《操作系统》课程实验是计算机类专业的集中实践性环节之一，是学习完《操作系统》课程后进行的一次全面的综合练习。
其目的在于加深对操作系统课程的理解，使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，理解操作系统在计算机系统中的作用、地位和特点，具有分析实际操作系统，设计、构造和开发现代操作系统的基本能力，为今后从事的各种实际工作，如设计、分析和改进各种系统软件和应用软件提供必要的软件理论基础。
、设计内容设计内容一页式虚拟存储管理页面置换算法1．目的和要求在熟练掌握计算机虚拟存储技术的原理的基础上，利用一种程序设计语言模拟实现几种置换算法，一方面加深对原理的理解，另一方面提高学生通过编程根据已有原理解决实际问题的能力，为学生将来进行系统软件开发和针对实际问题提出高效的软件解决方案打下基础。
2．设计内容阅读教材《计算机操作系统》第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。
模拟实现页式虚拟存储管理的三种页面置换算法（OPT、FIFO和LRU），并通过比较性能得出结论。
前提：（1）页面分配采用固定分配局部置换。
（2）作业的页面走向和分得的物理块数预先指定。
可以从键盘输入也可以从文件读入。
（3）置换算法的置换过程输出可以在显示器上也可以存放在文件中，但必须清晰可读，便于检验。
3．设计环境Windows操作系统、VC++6.0C语言4．设计提示（1）基础知识存储管理是操作系统进行资源管理的一个重要功能。
现代操作系统广泛采用虚拟存储的技术对内存进行扩充。
实现虚拟存储的一个主要技术手段就是将辅存和主存统一管理，在二者之间进行对换，从而形成物理上两级而逻辑上一级的存储管理系统。
一个置换算法的好坏对这个逻辑上的单级虚存的性能起着极其重要的作用，而且会影响处理机的调度性能。
2022年河海大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)
2022年河海大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、已知某磁盘的平均转速为r秒/转，平均寻找时间为T秒，每个磁道可以存储的字节数为N，现向该磁盘读写b字节的数据，采用随机寻道的方法，每道的所有扇区组成一个簇，其平均访问时间是（）。
A.（r+T）b/NB.b/NTC.（b/N+T）D.bT/N+r2、考虑一个文件存放在100个数据块中。
文件控制块、索引块或索引信息都驻留内存。
那么如果（）.不需要做任何磁盘I/O操作。
A.采用连续分配策略，将最后一个数据块搬到文件头部，B.采用单级索引分配策略，将最后一个数据块插入文件头部C.采用隐式链接分配策略，将最后一个数据块插入文件头部D.采用隐式链接分配策略，将第一个数据块插入文件尾部，3、下列关于管程的叙述中，错误的是（）。
A.管程只能用于实现进程的互斥B.管程是由编程语言支持的进程同步机制C.任何时候只能有一个进程在管程中执行D.管程中定义的变量只能被管程内的过程访问4、有若干并发进程均将一个共享变量count的值加1一次，那么有关count中的值的说法正确的是（）。
I.肯定有不正确的结果II.肯定有正确的结果，III.若控制这些并发进程互斥执行count加1操作，count中的值正确A. I和IIIB.II和IIIC.IIID. I、II和III的说法均不正确5、在多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。
所谓临界区是指（）。
A.一个缓冲区B.一段数据区C.同步机制D.一段程序6、目标程序对应的地址空间是（）A.名空间B.逻辑地址空间C.存储空间D.物理地址空间7、假定有个请求分页存储管理系统，测得系统各相关设备的利用率为：CPU为10%，磁盘交换区为99.7%：其他1/O设备为5%。
试问：下面（）措施可能改进CPU的利用率？I.增大内存的容量II.增人磁盘交换区的容量III.减少多道程序的度数IV.增加多道程序的度数V.使用更快速的磁盘交换区VI.使用更快速的CPUA.I、II、III、IVB.I、IIC.II、III、VD. II、VI8、下面说法错误的有（）。
操作系统课程设计题目和要求-推荐下载
四、提交的资料
1、文档 有关的分析设计文档要求使用计算机打印在学校统一制定的课程设计纸上，同
时提交电子文档。 2、软件 软件需提供加注释的源程序（交软盘），并能正常运行。 注：对于分析设计中未能实现的部分需要加以说明。对于软件中所参考的部分
模块或代码需要加以声明，并说明出处。
五、课程设计任务
课题一主要需完成以下子过程。 为 LINUX 设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： 1、可以实现下列几条命令（至少 4 条）
适用专业：计算机科学与技术专业 课程设计时间：1 周
一、课程设计目的
Байду номын сангаас
操作系统原理课程设计
通过课程设计，加深学生对教材中的重要算法的理解,同时通过用 C 语言编程实 现这些算法,并在 LINUX 或 windows 平台上实现,让学生更好地掌握操作系统的原理及 实现方法,提高学生综合运用各专业课知识的能力。
操作系统课程设计要求和题目
操作系统课程设计一、设计目的本课程设计是学生学习完《操作系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握操作系统的原理及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。
二、设计要求从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：两人一组，每组从所给题目中任选一个（如自拟题目，需经指导教师同意），每个学生必须独立完成课程设计，不能相互抄袭，同组者文档不能相同；设计完成后，将所完成的工作交由指导教师检查；要求写出一份详细的设计报告。
三、设计内容课题、处理机调度程序：选择一个调度算法，实现处理机调度。
设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。
也就是说能运行的进程数大于处理机个数。
为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择一进程占用处理机。
要求学生设计一个模拟处理机调度算法，以巩固和加深处理机调度的概念。
设计要求：1）进程调度算法包括：时间片轮转法，短作业优先算法，动态优先级算法。
2）可选择进程数量3）本程序包括三种算法，用C语言实现，执行时在主界面选择算法（可用函数实现）（进程数，运行时间，优先数由随机函数产生）执行，显示结果。
四、课程设计考核方式课程设计成绩评定的依据有设计文档资料、具体实现设计方案的程序及课程设计考勤登记表，其中平时成绩占总成绩的30%。
优：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确，其中有总体设计思想的论述；程序完全实现设计方案，设计方案先进，软件可靠性好；良：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确；有完全实现设计方案的软件，设计方案较先进；中：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案正确；及格：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案基本正确；不及格：没有完整的符合标准的文档，软件没有基本实现设计方案，设计方案不正确。
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操作系统课程设计选题说明
设计名称：操作系统课程设计
一、进度安排：
本课程设计时间安排在第12-14周（2012年11月19日至12月9日），需要根据课程设计任务书编写程序，调试程序并编写课程设计报告。
每个同学需要交一份课程设计报告的打印稿。
每班交一个文件夹。
文件夹中应为每个同学建一个目录，目录以该生的学号、姓名命名，该生的电子版课程设计报告和调试通过的源程序置于其中。
源程序包括程序的使用说明，以及测试数据。
电子版课程设计报告和源程序由班长或学习委员汇总，然后一起拷贝给任课老师。
设计报告必须在2012年12月10日前交齐，送至F楼314。
二、可选课题：
以下10个课题为供同学们选择的课程设计项目，每个同学独立按时完成。
实现语言：要求用C、C++等语言来实现
1、设计一进程调度系统设计
目的与要求：
本设计的目的是加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解；熟悉进程管理中主要数据结构的设计及进程调度算法、进程控制机构的实施。
要求设计一个允许n个进程并发运行的进程管理模拟系统。
该系统包括有简单的进程控制，其进程调度算法可任意选择。
每个进程用一个PCB表示，其内容根据具体情况设置。
具体要求如下：
⑴设计一个模拟进程调度的系统；
⑵采用FIFO、SPF或优先级调度算法；
⑶自己根据算法需要确定PCB中的数据结构；
⑷能够显示进程的运行状态包括进程状态、占用CPU时间、要求服务时间等信息。
2、设计二存储器管理系统设计一
目的与要求：
本设计的目的是使学生熟悉存储器管理系统的设计方法；加深对所学各种存储器管理方案的了解；要求采用一些常用的存储器分配算法，设计一个存储器管理模拟系统并调试运行。
具体要求如下：
⑴设计一个模拟内存分配的系统；
⑵采用可变分区内存管理策略；
⑶输入数据为进程号，需要的内存量，并根据这些信息进行内存分配；
⑷输入数据为进程号，则将该进程占用的内存释放，释放时要求与相邻的空闲分区合并；
⑸动态显示分配结果，即内存占用表和内存空闲表。
3、设计三存储器管理系统设计二
目的与要求：
本设计的目的是使学生熟悉存储器管理系统的设计方法；加深对所学各种存储器管理方案的了解；要求采用一些常用的存储器分配算法，设计一个存储器管理模拟系统并调试运行。
具体要求如下：
⑴设计一个模拟内存分配的系统；
⑵采用分页内存管理策略；
⑶输入数据为进程号，需要的内存量，并根据这些信息进行内存分配；
⑷输入数据为进程号，则将该进程占用的内存释放；
⑸动态显示分配结果，用位示图来表示内存的使用情况。
4、设计四文件管理系统设计
目的与要求：
本设计的目的是通过设计和调试一个简单的文件系统，通过模拟文件操作命令的执行，来模拟文件管理，使学生对主要文件操作命令的实质和执行过程有比较深入的了解，掌握它们的基本实施方法。
具体要求如下：
⑴设计一个支持n个用户的文件系统，每个用户可拥有多个文件；
⑵采用二级或二级以上的多级文件目录管理；
⑶对文件应设置存取控制保护方式，如“只能执行”、“允许读”、“允许写”等；
⑷系统的外部特征应接近于真实系统，可设置下述文件操作命令：建立文件、打开文件、关闭文件、删除文件、读文件、写文件、复制文件、查询目录；
⑸通过键盘使用该文件系统，系统应显示操作命令的执行结果。
5、设计五虚拟存储管理系统设计
目的与要求：
本设计的目的是通过设计和调试一个简单请求分页式系统，加深对虚拟存储管理中页面调度算法FIFO、LRU等的理解。
具体要求如下：
⑴设计一个模拟请求分页式的系统；
⑵采用FIFO和LRU页面置换算法；
⑶根据输入的页面访问次序，及初始分配的块数，进行模拟；
⑷如果发生页面置换则将置换出的页面显示出来，并显示该页面是否被修改等信息。
6、设计六基于消息的通讯系统设计
目的与要求：
本设计的目的是通过设计和调试一个基于消息的通讯系统，来实现进程之间的间接通讯，使学生对进程间的通讯机制、进程间的同步机制有一个深入的理解。
具体要求如下：
⑴设计一个消息传递系统，使两进程以消息为单位进行数据交换；
⑵以间接方式进行这种传递，发送进程把消息发送到中间实体，接收进程从中取得消息；
⑶中间实体应能保留一定数量的消息（如，保留10条消息）；
⑷两进程应保证同步与互斥。
7、设计七动态资源分配系统的设计
目的与要求：
本设计的目的是通过编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并采用适当的算法，有效地防止和避免死锁的发生。
具体要求如下：
⑴模拟一个银行家算法；
⑵初始化时让系统拥有一定的资源；
⑶用键盘输入的方式申请资源；
⑷如果预分配后，系统处于安全状态，则修改系统的资源分配情况；
⑸如果预分配后，系统处于不安全状态，则提示不能满足请求。
8、设计八模拟磁盘调度算法系统的设计
目的与要求：
本设计的目的是通过设计一个磁盘调度模拟系统，以加深对FCFS、最短寻道时间以及电梯等磁盘调度算法的理解。
具体要求如下：
⑴模拟一个磁盘调度算法；
⑵要求能够模拟FCFS、最短寻道时间、电梯算法三个磁盘调度算法；
⑶输入为一组作业的磁道请求；
⑷输出为按选择的算法执行时的磁头移动轨迹。
9、设计九模拟作业调度算法系统的设计
目的与要求：
本设计的目的是通过设计一个作业调度模拟系统，以加深对FIFO、短作业优先、优先级优先等作业调度算法的理解。
具体要求如下：
⑴模拟一个作业调度算法；
⑵要求能够模拟FIFO、短作业优先、优先级三个作业调度算法；
⑶输入为一组作业到达的时间、服务时间以及优先级；
⑷输出为按选择的算法执行的调度次序。
10、设计十死锁的检测与分析系统的设计
目的与要求：
本设计的目的是通过对死锁检测算法的模拟，来了解死锁检测中的数据结构的设计和使用以及资源分配图在死锁检测中的应用。
具体要求如下：
⑴模拟一个死锁检测算法；
⑵该算法能通过简化资源分配图来检测死锁；
⑶资源分配图可以用矩阵的形式表示；
⑷输出结果为有死锁或无死锁。
以下设计项目为综合性项目。
如果觉得上面的项目比较容易，可以考虑两三个同学一组从以下综合性项目中选择一个进行设计。
如果以组的形式进行设计，请选定一名同学为组长，组长负责模块的分配。
组长将整个项目写成课程设计报告(其他同学负责的模块可以简单的说明即可)，组员则只要将自己负责的模块写成课程设计报告。
1、综合设计一进程管理系统设计
目的与要求：
本设计的目的是加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解；熟悉进程管理中主要数据结构的设计及进程调度算法、进程控制机构、同步机构及通讯机构的实施。
要求设计一个允许n个进程并发运行的进程管理模拟系统。
该系统包括有简单的进程控制、同步与通讯机构，其进程调度算法可任意选择。
每个进程用一个PCB表示，其内容根据具体情况设置。
各进程之间有一定的同步关系（可选）。
系统在运行过程中应能显示或打印各进程的状态及有关参数的变化情况，以便观察诸进程的运行过程及系统的管理过程。
2、综合设计二 SPOOLing系统设计
目的与要求：
本设计的目的是通过设计一个简单的SPOOLing系统来模拟实际的SPOOLing输入/输出过程，以掌握这种有用的技术。
要求将SPOOLing输入/输出处理程序编成一个独立的进程模块并与其它请求输入/输出的进程并发运行。
SPOOLing进程负责把从输入设备读入的信息送到外存输入井中，或把外存输出井中的信息送到打印机等输出设备上输出。
其余进程只要求编写输入/输出部分的程序。
3、综合设计三同步算法跟踪与验证系统设计
目的与要求：
本设计的目的是通过设计和调试一个简单的同步算法跟踪与验证系统，使系统在跟踪同步算法的执行路径的同时，验证一个同步算法的正确性。
以加深学生对进程间同步关系的进一步理解。
要求自己书写一个简单的解释系统，对至少由两个并发进程组成的系统中进程的同步关系进行跟踪与验证。
三、参考资料：
胡志刚.计算机操作系统.中南大学出版社.2005.
于渊.自己动手写操作系统.电子工业出版社.2005.
Andrew S.T anenbaum.操作系统：设计与实现（第二版）.电子工业出版社.2004 . 四、考核办法：
学生以自学为主，独立完成设计任务，注重培养学生能力。
通过进度检查、设计答辩和报告评审的形式了解学生的设计水平，根据学生任务完成的情况，设计报告的质量，及平时的学习态度、工作作风、思想表现各全面准确评定成绩。
成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五分记分。
以上资料仅供参考，严禁抄袭，如果发现有雷同，则一律记为不及格。
附加候选题目：
设计一可变分区存储管理
设计二进程调度
设计三进程和进程通信
设计四死锁
设计五文件系统
设计六文件系统的用户界面
设计七远程进程socket 通信
设计八Unix 实用程序
设计九软件开发工具
设计十UNIX 与计算机通信
设计十一Shell 程序设计
设计十二嵌入式Linux 操作系统设计
设计十三操作系统安全性设计
设计十四UNIX 系统管理
设计十五UNIX 系统网络管理
设计十六Windows 基本编程
设计十七Windows 基本配置。