《操作系统原理》课程设计

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操作系统原理实用教程课程设计 (2)

操作系统原理实用教程课程设计 (2)

操作系统原理实用教程课程设计1. 课程设计目标本课程设计旨在帮助学生更深入地了解操作系统原理,并能够通过实际操作来加深对操作系统的理解和掌握。

2. 前置知识在进行本课程设计前,学生需要具备以下基础知识:•C/C++编程基础•操作系统原理基础知识3. 实验环境•操作系统:Windows/Linux/MacOS•IDE:Visual Studio/Code::Blocks/Eclipse•虚拟机软件:VirtualBox/VMware Workstation4. 实验内容本课程设计共分为三个实验,分别是进程管理、内存管理和文件系统管理。

4.1 进程管理实验4.1.1 实验要求•了解进程的概念和属性;•能够创建、销毁进程;•能够进行进程调度,并理解不同的调度算法;•能够进行进程同步和互斥。

1.编写一个简单的进程管理程序,能够创建和销毁进程,并实现不同的调度算法;2.添加同步和互斥机制,保障进程之间的资源访问安全;3.进行各种场景模拟测试,例如高优先级进程抢占低优先级进程等情况。

4.2 内存管理实验4.2.1 实验要求•了解内存管理的概念和基本算法;•能够分配和回收内存;•能够进行内存地址转换和内存保护;•能够进行内存压缩和页面置换。

4.2.2 实验步骤1.编写一个简单的内存管理程序,能够分配和回收内存,并实现基本的地址转换和保护机制;2.添加内存压缩算法,并进行测试;3.实现简单的页面置换算法,并进行测试。

4.3 文件系统管理实验4.3.1 实验要求•了解文件系统的概念和基本结构;•能够进行数据存储和读取;•能够进行文件的创建、删除和修改;•能够进行文件系统的备份和还原。

1.编写一个简单的文件系统管理程序,能够实现文件的创建、删除和修改;2.添加文件读取功能,并进行测试;3.实现文件系统备份和还原机制,并进行测试。

5. 实验报告每个学生在完成以上实验后,需要撰写一份实验报告,包括实验目的、实验环境、实验步骤、实验心得等内容。

操作系统原理课程设计

操作系统原理课程设计

《操作系统原理》课程设计1、课程设计性质和目的意义《操作系统原理》课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术,与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。

本课程设计的目的综合应用学生所学知识,建立系统和完整的计算机系统概念,理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法,掌握操作系统开发的基本技能。

2、课程设计方式与基本要求(1)学生分组实习,每组人员2-3人(选择一名组长)(2)分析设计要求,给出解决方案(要说明设计实现所用的原理,采用的数据结构)(3)画出程序的基本结构框图和流程图(4)对程序的每一部分要有详细的设计分析说明(5)程序执行的每个步骤要有具体的提示内容或输出(6)源代码格式规范,注释不少于三分之一(7)设计合适的测试用例,对得到的运行结果要有分析,(8)设计中遇到的问题,设计的心得体会(9)提交完整程序代码、课程设计报告及相关文档(10)严禁抄袭和下载(11)参考资料的格式统一(12)开发工具不限4、实习内容题目一:进程调度模拟程序编程实现下列调度算法(1)轮转法算法(2)优先级调度算法(3)最短进程优先算法题目二:模拟进程间的通信(1)实现消息的创建、发送和接受(2)共享存储区的创建、附接和断接题目三:模拟文件管理系统(1)能实现下列命令:Dir 列目录Create 创建文件Delete 删除文件Open 打开文件Close 关闭文件Read 读文件Write 写文件(2)列目录时要列出文件名,文件长度等题目四:银行家算法的实现根据银行家算法和安全性算法编程实现操作系统中资源分配情况。

题目五:读者-写者问题在Windows 环境下,创建一个包含n个线程的控制台进程。

用这n个线程来表示n个读者或写者。

每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。

用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

读者-写者问题的读写操作限制:1)写-写互斥。

gdk操作系统原理课程设计

gdk操作系统原理课程设计

gdk操作系统原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解GDK操作系统的基本原理与架构,掌握其核心功能与模块;2. 掌握操作系统中的进程管理、内存管理、文件系统等基本概念;3. 了解操作系统在计算机系统中的作用,及其与其他软件、硬件的关联。

技能目标:1. 能够描述GDK操作系统的启动过程,分析其工作原理;2. 学会使用GDK操作系统的基本命令,进行简单的系统操作与维护;3. 培养学生对操作系统进行问题诊断与性能优化的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统原理学习的兴趣,激发其探索计算机科学领域的热情;2. 培养学生的团队协作意识,提高其沟通与表达能力;3. 增强学生的信息安全意识,使其认识到操作系统安全的重要性。

本课程针对高年级学生,结合GDK操作系统原理,注重理论与实践相结合。

课程目标旨在使学生在掌握操作系统基本原理与技能的基础上,提高实际问题解决能力,培养其对计算机科学的热爱与责任感。

通过分解课程目标为具体学习成果,有助于教师进行教学设计和评估,提高课程实用性。

二、教学内容1. GDK操作系统概述- 操作系统的概念、功能与分类- GDK操作系统的历史、特点与发展趋势2. GDK操作系统的架构与启动- 系统架构:内核、用户空间、系统调用- 启动过程:BIOS、引导加载器、内核初始化3. 进程管理- 进程与线程的概念、状态与转换- 进程调度算法、同步互斥机制4. 内存管理- 内存分配与回收策略- 虚拟内存、分页与分段机制5. 文件系统- 文件与目录结构- 文件存储、权限管理、磁盘空间分配6. 设备管理- 设备驱动程序、I/O调度策略- 中断处理、DMA传输、设备分配与回收7. 操作系统安全与性能优化- 系统安全策略、权限控制- 性能评价、系统监控与调优教学内容根据课程目标进行选择和组织,注重科学性和系统性。

本课程共分为七个部分,按照教材章节进行安排和进度制定。

教学内容涵盖GDK操作系统的基本原理、架构、关键技术与实践应用,旨在帮助学生全面掌握操作系统知识,提高实际问题解决能力。

操作系统原理第二版课程设计

操作系统原理第二版课程设计

操作系统原理第二版课程设计一、概述《操作系统原理》是计算机科学与技术专业的一门重要的专业基础课程,本次课程设计为操作系统原理第二版的课程设计,旨在深入理解操作系统原理的基本概念、原理和体系结构,提高学生的综合能力、分析问题和解决问题的能力。

二、课程设计的目的和任务目的本次课程设计的目的是通过实践操作系统的设计、实现和测试,深入理解操作系统原理和实际应用。

任务•了解并掌握操作系统原理的基本概念、原理和体系结构;•设计并实现一个简单的操作系统;•对操作系统进行测试、优化和改进。

三、课程设计的内容与要求内容1.操作系统的基本概念、原理和体系结构;2.操作系统的设计、实现与测试;3.操作系统的优化与改进。

要求任务一:操作系统的基本概念、原理和体系结构1.理解操作系统的定义和功能;2.了解操作系统的基本原理,包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理等;3.完成操作系统的体系结构的设计。

任务二:操作系统的设计、实现与测试1.设计操作系统的内核;2.实现操作系统的内核;3.测试操作系统的内核。

任务三:操作系统的优化与改进1.分析操作系统的瓶颈和缺陷;2.重新设计和实现操作系统的内核;3.完成操作系统的优化和改进。

四、实验环境和工具1.操作系统源代码:Linux或者其他开源的操作系统;2.编译器:gcc或者其他支持C语言的编译器;3.调试器:gdb或者其他支持C语言的调试器;4.虚拟机:Vmware、Virtualbox、QEMU等。

五、参考文献1.操作系统原理第二版,蒋炜主编,清华大学出版社,2014年。

2.操作系统设计与实现,安德鲁·桑普森,比尔·林迪,2019年。

操作系统原理课程设计

操作系统原理课程设计

操作系统原理课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握操作系统原理的基本概念、核心机制和设计方法。

通过本课程的学习,学生应能理解操作系统的基本组成、工作原理和运行机制,掌握进程管理、内存管理、文件系统和输入/输出管理等方面的基本知识,具备分析问题和设计简单操作系统的能力。

1.理解操作系统的基本概念、组成和分类。

2.掌握进程的基本原理和管理方法。

3.理解内存管理的技术和策略。

4.熟悉文件系统的结构和管理方法。

5.掌握输入/输出管理的基本原理和方法。

6.能够运用操作系统原理分析和解决实际问题。

7.具备设计和实现简单操作系统的能力。

情感态度价值观目标:1.培养学生对操作系统学科的兴趣和好奇心。

2.培养学生团队合作、创新和批判性思维的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.操作系统概述:操作系统的概念、作用、发展历程和分类。

2.进程管理:进程的基本概念、进程管理的基本方法、进程同步与互斥、死锁与饥饿问题。

3.内存管理:内存分配与回收策略、内存保护、虚拟内存、页面置换算法。

4.文件系统:文件和目录结构、文件存储管理、文件访问控制、磁盘空间分配策略。

5.输入/输出管理:输入/输出设备管理、中断处理、缓冲区管理、设备分配与回收。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握操作系统原理的基本概念和知识。

2.讨论法:学生针对某一问题进行讨论,培养学生的思考和表达能力。

3.案例分析法:分析实际操作系统案例,使学生更好地理解操作系统的工作原理。

4.实验法:通过操作系统的实验,让学生亲自动手实践,加深对知识的理解和运用。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《操作系统原理》。

2.参考书:提供相关领域的经典教材和论文,以拓展学生的知识视野。

3.多媒体资料:制作课件、演示文稿等,以直观展示操作系统的原理和实例。

操作系统课程设计任务指导书

操作系统课程设计任务指导书

《操作系统原理》课程设计--进程调度模拟程序一、课程设计目的《操作系统原理》是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程,也是研究生入学考试中计算机专业综合中所涉及的内容。

该课程理论性强,纯粹的理论学习相对枯燥乏味,不易理解。

通过课程设计,可加强学生对原理知识的理解。

二、课程设计的任务和要求本次课程设计的题目是,时间片轮转调度算法的模拟实现。

要求在充分理解时间片轮转调度算法原理的基础上,编写一个可视化的算法模拟程序。

具体任务如下:1、根据需要,合理设计PCB(进程控制块)结构,以适用于时间片轮转调度算法;2、设计模拟指令格式,并以文件形式存储,程序能够读取文件并自动生成指令序列。

3、根据文件内容,建立模拟进程队列,并能采用时间片轮转调度算法对模拟进程进行调度。

任务要求:1、进程的个数,进程的内容(即进程的功能序列)来源于一个进程序列描述文件。

2、需将调度过程输出到一个运行日志文件。

3、开发平台及语言不限。

4、要求设计一个Windows可视化应用程序。

三、模拟程序的描述:模拟指令的格式:操作命令+操作时间● C :表示在CPU上计算●I :表示输入●O :表示输出●W :表示等待●H :表示进程结束操作时间代表该操作命令要执行多长时间。

这里假设I/O设备的数量没有限制,I和O设备都只有一类。

I,O,W三条指令实际上是不占有CPU的,执行这三条指令就应该将进程放入对应的等待队列(输入等待队列,输出等待队列,其他等待队列)。

例如,有一虚拟程序文件prc.txt描述如下:P1C10 // 在CPU上运算10个时间单位I20 // 输入,占用20个时间单位C40 // 在CPU上运算40个时间单位I30 // 输入,占用30个时间单位C20 // 在CPU上运算20个时间单位O30 // 输出,占用30个时间单位H00 // 进程结束P2I10C50O20H00P3C10I20W20 // 等待20个时间单位C40O10H00................四、实验报告要求除了编程实现设计的要求,在运行调试完成后,要书写出课程设计报告,总结归纳课设的各个方面,锻炼自己实践和总结报告的能力。

操作系统原理教程第二版课程设计

操作系统原理教程第二版课程设计

操作系统原理教程第二版课程设计1. 概述操作系统原理是计算机科学中的重要课程之一,也是计算机专业学生必须学习的一门课。

本课程设计旨在加强学生对操作系统原理的理解,通过实践提高其技能和能力。

本课程设计适用于操作系统原理教程第二版。

2. 课程设计内容2.1 实现简单操作系统学生将实现一个简单的操作系统,该操作系统具有基本的进程管理、内存管理和文件系统功能。

学生需要使用汇编语言和C语言编写代码,了解操作系统原理中的重要机制,如进程调度、内存分配和文件操作。

2.2 设计并实现操作系统的内存管理模块学生将设计并实现操作系统的内存管理模块,包括无虚拟存储的内存管理、分页和段式内存管理等。

学生需要通过调试和测试,检查其内存管理模块的正确性和性能。

2.3 设计并实现操作系统的进程管理模块学生将设计并实现操作系统的进程管理模块,包括进程的创建、销毁、调度和通信等。

学生需要编写相应的代码,并进行测试和调试。

2.4 设计并实现操作系统的文件系统学生将设计并实现操作系统的文件系统,包括文件系统结构、文件的创建、读取、写入和删除等。

学生需要使用C语言编写代码,并进行测试和调试。

3. 课程设计要求3.1 团队合作学生需要以团队的形式完成课程设计,每个团队成员需要承担不同的任务,并按时提交自己的成果。

团队需要定期开会,讨论并解决问题。

3.2 编写文档学生需要按照统一的格式编写课程设计报告,包括实验目的、理论分析、实验步骤、结果分析和总结等内容。

3.3 提交代码学生需要按时提交代码,并给出详细的注释。

代码需要通过测试,并满足要求。

4. 实验环境4.1 操作系统和编程语言本课程设计采用Windows操作系统,并需要使用汇编语言和C语言编写代码。

4.2 开发工具学生可以使用任何合适的开发工具,如Visual Studio、Code::Blocks等。

4.3 实验设备学生需要自备计算机和其他必要的设备,如鼠标、键盘、显示器等。

5. 实验评测实验评测将根据实验报告、代码质量和实验成果等进行评分。

操作系统原理课程设计教学大纲

操作系统原理课程设计教学大纲

操作系统原理课程设计教学大纲一、课程简介本课程是软件工程专业学生在学习了操作系统原理课程之后,能够利用操作系统提供给用户的接口实现系统功能调用,结合面向对象程序设计、数据库系统原理、软件工程技术实现应用系统的开发的实践课程。

操作系统原理课程设计不仅要求学生掌握基本概念、原理、设计及算法,同时也可以培养学生软件开发能力。

该课程设计在突出内容的系统性、设计性和可操作性的同时,本着综合能力提高的宗旨,通过协作学习与模拟性学习相结合,采用阶段检查、设计报告及相关文档考核、答辩验收等多种考核形式,强化学生对操作系统原理的掌握,提高实际软件设计、编程能力,培养组织协作与团队精神。

注重学生知识、能力、素质的培养,充分调动学生的自主学习热情,培养学生多元能力。

通过本课程的教学,使学生具备调用windows或Linux系统接口进行总体设计、详细设计和编码能力,熟练掌握一种主流操作系统产品(如windows或Linux等)的使用,进一步提高应用软件开发工具的综合应用能力,增强团队合作意识和主动实践意识,提高项目管理能力和创新能力,为后续课程以及毕业设计打下坚实的基础。

二、课程目标(一)课程具体目标1. 能够综合运用操作系统基本理论及原理知识设计实用方案,按照软件设计步骤独立完成操作系统的课程设计题目的编程;2 利用所学过的高级语言(例如JAVA或C++)进行开发、调试、运行应用系统。

3. 通过撰写课程设计报告,对实验数据进行整理、分析和解释,得出有效结论。

(二)课程目标与专业毕业要求的关系表1 本课程对专业毕业要求及其指标点的支撑(三)课程对解决复杂工程问题能力的培养在课程设计题目出题环节,以培养学生解决复杂工程问题的能力为目标,围绕课程支撑的课程目标出题,题目能够体现操作系统原理及技术解决复杂工程问题,锻炼和检验学生解决复杂工程问题的能力。

在课程设计期间,任课教师密切关注学生进展和问题解决过程,在适当的时候提供必要的指导,以促进教学过程的正常推进。

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《操作系统原理》课程设计课题名称:进程调度算法姓名:班级:学号:课程设计起止时间:2005年1月2日——2005年1月7日指导教师:成绩:课程设计任务书进程调度算法一、设计说明该程序实现了进程的创建,且对该进程队列进行动态优先权抢占式和时间片轮转算法的调度。

二、详细设计1. 流程图2. 程序运行环境Turbo C 2.03. 变量的名称、作用及含义说明链表结构process,整型变量name表示进程名称,整型变量prior表示优先数,整型变量needtime表示需要执行时间,整型变量CPUtime表示CPU执行时间,整型变量runtime表示进程执行时间,整型变量state表示运行状态(1:ready, 2:execute, 3:finish)。

4. 各主要模块的功能表述[ 子函数]①Createp() 用来创建新进程,其中的整型变量n表示需要创建的进程个数;②PrintP1(h) 用来打印输出时间片轮转算法的创建进程和运行进程的各变量值;③Finish(h) 用来判断某个进程是否执行完;④Find(h) 用来查找该进程队列中优先数最大的进程;⑤PrintP2(h) 用来打印输出动态优先权抢占式算法的创建进程和运行进程的各变量值;⑥ExecuteP_prio(h) 执行动态优先权抢占式进程调度算法;⑦ExecuteP_time(h) 执行时间片轮转进程调度算法;[ 主函数]main()中使用字符变量select表示a和b中的一个字母,整型变量num表示1至3中的一个数,用双层switch语句实现各模块功能。

5.程序源代码#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<stdlib.h>#include<dos.h>#define NULL 0#define Max_Pri 100struct Process{int name;int prio;int needtime;int piecetime;int CPUtime;int runtime;int state;struct Process *next;};typedef struct Process process;/**************************************/process *CreateP(){process *h,*t,*p;int i,a;int ct=0;for(i=0;i<5;i++){t=(process *)malloc(sizeof(process));printf("\n Enter the name of process:");scanf("%d",&a);printf("\nEnter the CPUtime of process:");scanf("%d",&ct);t->name=a;t->CPUtime=ct;t->runtime=0;t->prio=100-t->CPUtime;t->needtime=t->CPUtime;t->piecetime=t->CPUtime/2+t->CPUtime%2;t->state=1;if(i==0){h=t;p=t;}else{p->next=t;p=p->next;}}p->next=NULL;return h;}/**************************************/void PrintP1(process*h){process*t;t=h;printf(" 1:ready 2:execute 3:finish ");printf("\n name priority needtime runtime state\n");{while(t){printf("\n%4d%8d%10d%10d%10d",t->name,t->prio,t->needtime,t->runtime, t->state);t=t->next;}}putchar('\n');}/**************************************/void PrintP2(process *h){process *t;t=h;printf(" 1:ready 2:execute 3:finish ");printf("\n name piecetime needtime runtime CPUtime state\n");while(t){printf("\n%4d%8d%10d%10d%10d%8d",t->name,t->piecetime,t->needtime,t->runtime, t->CPUtime,t->state);t=t->next;}putchar('\n');}/**********************************************/int Finish(process *h){int i=1;process *p;p=h;if (h!=NULL){do{if (p->state!=3){i=0;break;}else p=p->next;} while (p!=NULL);}return i;}/*********************************************/ process*Find(process *h){int max;process *p,*t;p=t=h;if (h!=NULL){max=p->prio;while(p){p=p->next;if (max<p->prio) max=p->prio;}while(t){if (max==t->prio){return t;}else t=t->next;}}}/***************************************/process *ExecuteP_prio(process *h){process *t;while (Finish(h)==0){if (h!=NULL){clrscr();t=Find(h);if (t->needtime<=1){t->needtime=0;t->state=3;}else{t->needtime-=1;t->state=2;}if (t->runtime<t->CPUtime) t->runtime+=1;t->prio-=3;PrintP1(h);if (t->state!=3){sleep(1);t->state=1;}}}sleep(3);}/*************************************/process *ExecuteP_time(process *h){process *t;while (Finish(h)==0){t=h;if (h!=NULL){while(t){clrscr();if (t->needtime<=2){t->state=3;t->needtime=0;}else{t->needtime-=2;t->state=2;}if (t->piecetime>0) t->piecetime-=1;if (t->runtime<t->CPUtime) t->runtime+=2;PrintP2(h);if (t->state!=3) sleep(1);if (t->state!=3) t->state=1;t=t->next;}}}sleep(3);}/************************************/main(){int num,count;char select;process *p=NULL;while (1){clrscr();printf("\n\t------------------------------------------\n");printf("\t a.Priority. \n"); printf("\t b.Piece of time. \n"); printf("\t------------------------------------------\n");printf("Enter a letter a or b:");scanf("%s",&select);switch (select){case 'a':{clrscr();while(1){printf("\n\t--------------------------\n");printf("\t 1.Create a new process. \n");printf("\t 2.Execute process. \n");printf("\t 3.Exit. \n");printf("\t--------------------------\n");printf("Enter a number between 1 to 3:");scanf("%d",&num);switch (num){case 1:{printf("This step is create a process.\n");p=CreateP();PrintP1(p);break;}case 2:{printf("This step is execute a process by priority.\n");ExecuteP_prio(p);PrintP1(p);break;}case 3:exit(0);break;default : printf("\nPlease input right select!\n"); break;}}}case 'b':{clrscr();while(1){printf("\n\t--------------------------\n");printf("\t 1.Create a new process. \n");printf("\t 2.Execute process. \n");printf("\t 3.Exit. \n");printf("\t--------------------------\n");printf("Enter a number between 1 to 3:");scanf("%d",&num);switch (num){case 1:{printf("This step is create a process.\n");p=CreateP();PrintP2(p);break;}case 2:{printf("This step is execute a process by piece of time.\n");ExecuteP_time(p);PrintP2(p);break;}case 3:exit(0);break;default : printf("\n\tPlease input right select!\n"); break;}}}default : printf("\n\tPlease input right select!\n"); break;}}}三、运行结果四、分析结果进程控制块采用链表结构体,进程控制块中进程标示符、进程优先数、需要执行时间、时间片数、CPU执行时间、进程运行时间、进程状态均采用整型。

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