操作系统课程设计

“操作系统课程设计”总结报告学期 2011-2012学年第2学期学院软件学院学号姓名2012 年 6月 28日本学期开设了操作系统课程，主要学习了操作系统的进程管理，存储器管理，设备管理，文件管理，用户接口五方面，了解了经典的同步问题，进程调度算法，页面置换算法，磁盘调度算法，混合索引以及位视图等八个典型算法，并通过“操作系统课程设计”实现了进程状态转换，内外存存储器管理，设备分配与回收，索引形式的文件读写与查找，进程调度算法的响应实现，掌握了四大部分的数据结构及其不同部分的知识网络。

以下是操作系统课程设计中五个设计内容的总结。

一、进程控制1.1目的通过简单的结构和控制方法，完成进程结构、进程状态和进程控制，掌握结构和控制方法。

1.2完成的内容1、能够模拟进程的创建与撤销过程。

2、可对进程的状态进行全面的控制。

3、按先进先出方式管理就绪和阻塞队列，能够按队列形式输出进程状态。

1.3主要数据结构struct PCB{char name[10];struct PCB * next;};struct PCB *running;struct PCB *ready;struct PCB *blocked;1.4算法设计及流程图1.5小结（如何实现的？可以以关键部分流程图、主要数据结构、程序整体框架等内容表示。

）进程关系图：void add(struct PCB *head,struct PCB *current) {struct PCB *temp;temp=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB));temp=current;while(head->next!=NULL){head=head->next;}head->next=temp;temp->next=NULL;}struct PCB *removeFirst(struct PCB *head){struct PCB *p;p=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB));p=head->next;if(p!=0){head->next=p->next;p->next=0;return p;}elsereturn NULL;}void create(){struct PCB *temp;char name[10];printf("输入进程名称:\n");scanf("%s",name);temp=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB));strcpy(temp->name,name);temp->next=NULL;add(ready,temp);if(running==NULL)running=removeFirst(ready);}void timeout(){if(running!=NULL){add(ready,running);running=removeFirst(ready);}}void block(){if(running!=NULL){add(blocked,running);running=removeFirst(ready);}else return;}void end(){free(running);running=removeFirst(ready);}void wake(){if(blocked->next==NULL)printf("当前没有阻塞进程！\n");if(running==NULL&&blocked->next==NULL){return;}elseif(running==NULL&&blocked->next!=NULL)running=removeFirst(blocked);else{struct PCB *p=removeFirst(blocked);add(ready,p);}}二，请求分页存储器管理2.1目的通过实验加深了对进程控制的理解，简单的实现了对进程的创建、执行、阻塞、唤醒等操作，并实现了最佳匹配原则来分配内存2.2完成的内容1.在第1部分基础上扩展；2.能够模拟内存的分页式分配和回收过程，可查看内存分配位示图和进程页表；3.可根据内存分配状态进行地址转换。

也可实现如下扩充要求：1.能够模拟基于虚拟存储器的内存分配和回收过程，可查看交换空间位示图和扩展的页表；2.在虚拟存储器基础上完成地址转换，缺页时能够实现页面置换；3.页面置换过程中能够模拟FIFO、LRU置换算法，可将多次地址转换过程中所涉及到的页面视为进程的页面访问序列，从而计算置换次数和缺页率。

3、2.3主要数据结构struct PCB{char name[10];int *l;int *j;int p[NUM];int size;int *pagetable;int *pagetable2;struct PCB * next;};struct PCB *running;struct PCB *ready;struct PCB *blocked;2.4算法设计及流程图主要算法：void yebiao(){int a=0;if(running==NULL){printf("没有信息！\n");return;}printf("进程：%s(%d)\n",running->name,running->size);printf("页号\t块号\t存在位\t修改位\t置换空间地址\n");int size1=running->size;if(ceil((double)size1)/1024>3){for(int i=0;i<ceil((double)size1/1024);i++){while(a!=3&&i<ceil((double)size1/1024)){int b=*(running->pagetable+i);int c=*(running->pagetable2+i);int t=*(running->l+i);int j=*(running->j+i);a++;printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n",i,b,t,j,c);i++;}int b=*(running->pagetable+i);int c=*(running->pagetable2+i);int t=*(running->l+i);int j=*(running->j+i);printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n",i,b,t,j,c);} }if(ceil((double)size1)/1024<=3){for(int i=0;i<ceil((double)size1/1024);i++){int b=*(running->pagetable+i);int c=*(running->pagetable2+i);int t=*(running->l+i);int j=*(running->j+i);printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n",i,b,t,j,c);}}}流程图：2.5小结简单的实现了分页存储管理，实现了最近最久，先进先出，最佳算法，懂得了逻辑地址向物理地址的转换过程二、设备管理3.1目的通过I/O系统的学习了解设备分配的详细流程，完成了设备分配模拟实现，掌握较为复杂的设备分配数据结构。

3.2完成的内容1.在第1、2部分基础上扩展；2.能够模拟设备的分配与回收流程；3.设备分配成功与否，进程都应进入阻塞状态；4.能够较形象地输出通道、控制器、设备的层次关系以及进程的占用、等待状态；也可实现如下扩充要求：1.能够添加、删除通道、控制器或设备；2.能够模拟SDT基础上的设备分配过程。

3.3主要数据结构struct Node{char name[10];struct PCB *process,*waiting;struct Node *next;struct Node *parent;};struct PCB{char name[10];int *l;int *j;int p[NUM];int size;int *pagetable;int *pagetable2;struct PCB * next;};struct PCB *running;struct PCB *ready;struct PCB *blocked;struct Node *DCTS,*COCTS,*CHCTS;3.4算法设计及流程图主要算法：void allocate(){char name[10];struct Node *node;if(running==NULL)return;printf("设备名：");scanf("%s,",name);node=findByName(name,DCTs);if(node==NULL)return;allocate_device(node,running);}void release_device(){char name[10];struct Node *node;struct PCB *p;printf("device name: ");scanf("%s",name);node=findByName(name,DCTs);if(node==NULL || node->process==NULL)return;p=node->process;node->process=NULL;allocate_device(node,removeFirst(node->waiting));release_controller(node->parent,p);}3.5小结简单的实现了设备的分配，在实验中发现删除设备时要考虑删除的设备中是否有执行中的进程，若有进程而直接删除可能会导致再次申请设备时不能成功，原因是删除设备后，CH的状态位仍为1，没有置回0。

三、文件管理4.1目的实现分页式存储地址转换过程，在此基础上实现请求分页的地址转换。