现代操作系统英文版第四版课程设计
现代操作系统英文版第四版课程设计
一、课程介绍
本课程是针对计算机科学与技术专业学生设计的一门必修课程。本课程旨在深
入介绍现代操作系统的基本原理、体系结构、各种模型及其实现技术，在此基础上，介绍操作系统设计的基本方法和策略，包括进程管理、内存管理、设备管理、文件系统和安全性等。
该课程涵盖的内容广泛、深入，不仅适用于计算机科学与技术专业学生，也适
用于其他相关专业学生。此外，本课程也适用于从事操作系统开发和维护工作的技术人员。
二、教材及参考书目
教材
•Modern Operating Systems, 4th edition (英文版) 参考书目
1.Operating System Concepts, 9th edition (Silberschatz)
2.Operating Systems: Internals and Design Principles, 9th
edition (Stallings)
3.Operating Systems: Three Easy Pieces (Remzi H. Arpaci-
Dusseau and Andrea C. Arpaci-Dusseau)
4.操作系统概念与实现 (木鱼龙)
三、课程安排和内容
课程安排
本课程共分为16个学时，其中包括14个授课学时和2个上机实验学时。
课程内容
第一周
•介绍操作系统的基本概念、发展历史和分类。
•讲解操作系统的基本体系结构和主要组成部分。
第二周
•讲解操作系统的进程和线程管理，包括进程状态、进程调度和同步互斥机制等。
•讲解进程死锁的原因、检测和恢复机制。
第三周
•讲解虚拟内存管理，包括虚拟地址空间、分页机制、页面置换和缺页中断等。
•讲解内存管理的基本概念、页表机制和内存回收机制。
第四周
•讲解设备管理的基本概念、I/O模型和设备驱动程序等。
•讲解各种设备管理方式的优缺点和应用场景。
第五周
•讲解文件系统的组成结构、I/O连接和数据结构等。
•讲解文件和目录的管理策略、访问权限和保护机制。
第六周
•讲解操作系统的安全性和可靠性，包括安全机制、攻击技术和安全防范等。
•讲解操作系统的测试、调试和性能监测技术。
第七周
•上机实验1：进程管理。
•操作系统进程调度和同步互斥机制实验。
第八周
•上机实验2：虚拟内存管理。
•操作系统内存管理和页面置换实验。
四、考核方式
本课程的考核方式主要包括作业、实验成绩和期末考试成绩。其中，作业占20%的总成绩，实验成绩占30%的总成绩，期末考试占50%的总成绩。期末考试采取闭卷形式，包括理论题和实验题。
五、教学目标和要求
本课程的教学目标是使学生：
•掌握操作系统的基本概念、原理和结构。
•理解操作系统的主要功能、特点和优化策略。
•培养学生的系统编程和调试能力。
•培养学生的学习和研究能力。
本课程的教学要求是：
•学生需要通过大量的实践操作和编程练习来加强对操作系统相关知识的理解和掌握。
•学生需要积极参与课堂讨论和实验，提高自己的问题解决能力和创新能力。
•学生需要有一定的英语阅读和写作能力，以便更好地理解和学习教材的内容。
《现代操作系统第四版》 第六章 答案
第四章文件系统习题 Q1: 给出文件/etc/passwd的五种不同的路径名。（提示：考虑目录项”.”和”…”。） A: /etc/passwd /./etc/passwd /././etc/passwd /./././etc/passwd /etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd Q2：在Windows中，当用户双击资源管理器中列出的一个文件时，就会运行一个程序，并以这个文件作为参数。操作系统要知道运行的是哪个程序，请给出两种不同的方法。 A:Windows使用文件扩展名。每种文件扩展名对应一种文件类型和某些能处理这种类型的程序。另一种方式时记住哪个程序创建了该文件，并运行那个程序。Macintosh以这种方式工作。
Q3：在早期的UNIX系统中，可执行文件（a.out）以一个非常特別的魔数开始，这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头，后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数，而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数？ A：这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0 开始运行。 Q4: 在UNIX中open系统调用绝对需要吗？如果没有会产生什么结果？ A: open调用的目的是：把文件属性和磁盘地址表装入内存，便与后续调用的快速访问。 首先，如果没有open系统调用，每次读取文件都需要指定要打开的文件的名称。系统将必须获取其i节点，虽然可以缓存它，但面临一个问题是何时将i节点写回磁盘。可以在超时后写回磁盘，虽然这有点笨拙，但它可能起作用。 Q5:在支持顺序文件的系统中总有一个文件回绕操作，支持随机存取
计算机操作系统第四版
计算机操作系统第四版 计算机操作系统是计算机科学中关注的重要领域之一。 操作系统是管理计算机系统硬件和软件资源的核心程序，它对计算机的运行、管理、维护和安全都扮演着至关重要的角色。本文将介绍计算机操作系统第四版的概述和重点内容。 一、操作系统的定义 操作系统是计算机系统中最基本的软件，它负责管理计 算机系统的硬件和软件资源。操作系统由内核和外壳两部分组成，内核是操作系统的核心部分，负责管理并控制系统硬件设备和资源的访问，而外壳则是操作系统提供给用户的各种接口、命令、程序和应用的集合。 操作系统的功能主要包括：管理系统资源，处理进程和 线程，提供系统服务，实现文件管理、内存管理和存储管理功能，保障系统安全和稳定性。 二、计算机操作系统第四版的概述 《计算机操作系统 - 第四版》是由美国加州大学伯克利 分校的Andew S. Tanenbaum和荷兰阿姆斯特丹自由大学的Herbert Bos合作编写的一部经典教材，它在计算机操作系统 领域被公认为是标志性著作之一。该书于2014年第三次出版，对最新的操作系统技术和发展趋势进行了全面的梳理和介绍。 该书的主要内容涵盖了现代操作系统的体系结构、进程 管理、内存管理、文件系统、磁盘管理、网络通信、安全等领域，同时涵盖了许多新兴技术和热门话题，如多核处理器、云计算、虚拟化等。该书在全球范围内广泛应用于计算机科学和
工程专业的教育和研究之中。 三、操作系统的体系结构 在计算机操作系统中，体系结构是操作系统的核心部分，它决定了操作系统管理所有资源的结构和组织方式、数据结构、算法等。操作系统的体系结构可以分为单体式和微内核两类。 单体式操作系统采用单一核心结构，所有的系统调用都 由内核执行。微内核操作系统则将操作系统分为较小的内核和更高层的服务进程，通过定义标准接口实现它们之间的通信。微内核的优点是极大地提高了整个系统的可靠性和安全性，缺点是执行效率较低。 另外，还有一种叫做混合式操作系统的体系结构，它的 设计是将单体式和微内核两种体系结构结合起来，以获得两者的优点，并克服缺点。 四、进程管理 进程是计算机中正在运行的程序的基本单位。进程管理 是操作系统的重要功能之一，它负责进程的创建和销毁、进程间的通信和同步、进程的调度和优先级等。 进程调度是进程管理的核心。操作系统采用了不同的调 度算法来决定哪个进程应该被执行，如先来先服务、最短作业优先、时间片轮转和优先级调度等算法。进程的优先级是由用户或操作系统定义的，它决定了进程被调度的优先级高低。 此外，进程间通信和同步也是进程管理的核心功能。进 程之间通信可以采用共享内存、管道和套接字等方式，在进程间共享数据和信息。进程同步是指程序需要保证在一个进程执行完成之后另一个进程才能开始执行。进程同步的实现方式包括互斥量、条件变量、信号量等。 五、内存管理
现代操作系统英文版第四版课程设计
现代操作系统英文版第四版课程设计 一、课程介绍 本课程是针对计算机科学与技术专业学生设计的一门必修课程。本课程旨在深 入介绍现代操作系统的基本原理、体系结构、各种模型及其实现技术，在此基础上，介绍操作系统设计的基本方法和策略，包括进程管理、内存管理、设备管理、文件系统和安全性等。 该课程涵盖的内容广泛、深入，不仅适用于计算机科学与技术专业学生，也适 用于其他相关专业学生。此外，本课程也适用于从事操作系统开发和维护工作的技术人员。 二、教材及参考书目 教材 •Modern Operating Systems, 4th edition (英文版) 参考书目 1.Operating System Concepts, 9th edition (Silberschatz) 2.Operating Systems: Internals and Design Principles, 9th edition (Stallings) 3.Operating Systems: Three Easy Pieces (Remzi H. Arpaci- Dusseau and Andrea C. Arpaci-Dusseau) 4.操作系统概念与实现 (木鱼龙) 三、课程安排和内容 课程安排 本课程共分为16个学时，其中包括14个授课学时和2个上机实验学时。
课程内容 第一周 •介绍操作系统的基本概念、发展历史和分类。 •讲解操作系统的基本体系结构和主要组成部分。 第二周 •讲解操作系统的进程和线程管理，包括进程状态、进程调度和同步互斥机制等。 •讲解进程死锁的原因、检测和恢复机制。 第三周 •讲解虚拟内存管理，包括虚拟地址空间、分页机制、页面置换和缺页中断等。 •讲解内存管理的基本概念、页表机制和内存回收机制。 第四周 •讲解设备管理的基本概念、I/O模型和设备驱动程序等。 •讲解各种设备管理方式的优缺点和应用场景。 第五周 •讲解文件系统的组成结构、I/O连接和数据结构等。 •讲解文件和目录的管理策略、访问权限和保护机制。 第六周 •讲解操作系统的安全性和可靠性，包括安全机制、攻击技术和安全防范等。 •讲解操作系统的测试、调试和性能监测技术。 第七周 •上机实验1：进程管理。
现代操作系统课程设计报告 生产者与消费问题
进程同步模拟设计 ——生产者和消费者问题 第一章课设任务 本课程设计的任务在于，通过编写一个具体的有关操作系统进程同步互斥的经典问题，加强对操作系统实现进程间同步与互斥的机制的理解。同时培养提出问题、发现知识、使用工具、解决问题的能力。 具体地，我们要编制出一个程序，利用PV原语以及进程创建、同步、互斥、销毁等相关的系统调用来模拟“生产者—消费者”问题。 第二章背景介绍 2.1 “生产者—消费者”问题(the producer-consumer problem) 生产者-消费者（producer-consumer）问题，也称作有界缓冲区（bounded-buffer）问题，两个进程共享一个公共的固定大小的缓冲区。其中一个是生产者，用于将消息放入缓冲区；另外一个是消费者，用于从缓冲区中取出消息。问题出现在当缓冲区已经满了，而此时生产者还想向其中放入一个新的数据项的情形，其解决方法是让生产者此时进行休眠，等待消费者从缓冲区中取走了一个或者多个数据后再去唤醒它。同样地，当缓冲区已经空了，而消费者还想去取消息，此时也可以让消费者进行休眠，等待生产者放入一个或者多个数据时再唤醒它。 问题分析： 该问题涉及到操作系统进程管理当中的两个重要概念——同步和互斥。 同步，表现在生产者和消费者需要协同工作，步调不能拉开太大（由缓冲区大小n决定，n越大，缓冲空间越大，步调可以拉得越开；n=1时，必须是生产一个，消费一个，生产者和消费者就完全同步了）。当步调差距超过极限时，走在前面的当前进程（生产者）调用P 原语时由于资源耗尽，被阻塞；步调靠后的继续向前推进。由此实现同步。 互斥，表现在生产者与消费者、生产者与生产者、消费者与消费者任何两个成员之间必须互斥地使用缓冲区。当有一个成员进入缓冲区存/取产品时，其他成员将被关在门外排队等候（被阻塞）；当完毕时，通知队首成员进入。 由操作系统理论可知，我们需要三个信号量，分别命名full, empty, mutex，来分别代表消费者的可用资源数、生产者的可用资源数、缓冲区是否可用。初值：full=0（消费者无资源可用），empty=N（生产者有N个资源可用，N代表缓冲区大小），mutex=1（缓冲区可用）。 要模拟多个进程的并发，我们要使用一个系统调用，使多个函数或程序同时地执行。鉴于VC下这样的函数太过复杂，Linux下笔者暂未找到，因此我们使用Toyix系统提供的一个系统调用函数：cobegin。其说明如下： cobegin 原型： int cobegin(); 功能：
现代操作系统
现代操作系统 [摘要] 一些现代操作系统的简介，和它的优缺点，发展进程，和现代的地位与一些操作系统的历史。[关键词] 现代操作系统；发展历程；系统的优缺点；管理系统 1 引言 操作系统（简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供了各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口。实际上，用户是不用接触操作系统的，操作系统管理着计算机硬件资源，同时按着应用程序的资源请求，为其分配资源，如：划分CPU 时间，内存空间的开辟，调用打印机等。操作系统的种类相当多，各种设备安装的操作系统可从简单到复杂，可分为智能卡操作系统、实时操作系统、传感器节点操作系统、嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、多处理器操作系统、网络操作系统和大型机操作系统。[1]按应用领域划分主要有三种：桌面操作系统、服务器操作系统和嵌入式操作系统。 2 Windows操作系统 2.1简介 中文有译作微软视窗或微软窗口，是微软公司推出的一系列操作系统。它问世于1985年，起初仅是MS-DOS之下的桌面环境，而后其后续版本逐渐发展成为个人电脑和服务器用户设计的操作系统，并最终获得了世界个人电脑操作系统软件的垄断地位。Windows采用了GUI图形化操作模式，比起从前的指令操作系统——DOS更为人性化。Windows操作系统是目前世界上使用最广泛的操作系统。随着电脑硬件和软件系统的不断升级，微软的Windows操作系统也在不断升级，从16位、32位到64位操作系统。从最初的Windows 1.0和Windows3.2 到Windows 7、Windows 8各种版本的持续更新，微软一直在尽力于Windows操作的开发和完善。 2.2 优缺点 图形界面良好，拥有良好的集成开发环境，操作简单。但是不是免费的软件，采用二进制代码，不易修改操作系统本身。漏洞比较多。和linux 和unix系统相比，网络功能相对较差，源码不开放。不利于操作系统的开发。Windows 操作系统特别明了，直观，是人都能看懂，而Dos全是英文单词，如果英语水平不高，学起来困难，用起来就更困难。 Windiws是多任务操作系统，而Dos 是个单任务操作系统。 Windows对计算机硬件要求稍高一些，而Dos则低一些。 Dos 最大优点就是什么样的问题它都能给出相应的命令行，而Windows对有些问题还要用命令行来做。 3 Mac OS 3.1简介 Mac OS是一套运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS是首个在商用领域成功的图形用户界面。Mac系统是苹果机专用系统，是基于Unix内核的图形化操作系统；一般情况下在普通pc上无法安装的操作系统。由苹果公司自行开发。Mac OS可以被分成操作系统的两个系列：一个是老旧且已不被支持的“Classic”Mac OS （系统搭载在1984年销售的首部Mac与其后代上，终极版本是Mac OS 9）。采用Mach作为内核，在Mac OS 7.6.1以前用“System vX.X”来称呼。新的OS X结合BSD Unix、OpenStep和Mac OS 9的元素。它的最底层建基于Unix基础，其代码被称为Darwin，实行的是部分开放源代码。 3.2优缺点 全屏模式是新版操作系统中最为重要的功能。一切应用程序均可以在全屏模式下运行。这并不
DB&SQL课程设计 图书馆管理系统
DB&SQL课程设计 （图书馆管理系统数据库） 一．图书馆管理数据库LMS，包括的数据表有： Reader（读者表），Book（藏书表），Borrow（借阅表），Kind（分类表） 数据： 07001 梁斯文男22 07002 祁贺男22 07003 冯华男22 07004 宋志南男22 07005 徐文飞男22 07006 程小龙男22 07007 叶斌男22 07008 梁鹏男22 （2）Book表结构： 数据： EN0001 新视野大学英语郑书棠外语教学与研究出版社 EN0002 大学英语四级考试王长喜中山大学出版社 EN003 大学英语新标准大训练董军义中国社会出版社
MA0001 离散数学屈婉玲清华大学出版社 MA0002 萨姆·劳埃德的数学题马丁·加德纳上海科技教育出版社 TP0001 现代操作系统Andrew S.Tanenbaum 机械工业出版社 TP0002 C程序设计谭浩强清华大学出版社 TP0004 Java语言程序设计Y.Daniel Liang 机械工业出版社 TP0005 计算机网络谢希仁电子工业出版社 TP0006 数据库系统概论萨师煊王珊高等教育出版社 ZS0001 毛泽东思想本书编写组高等教育出版社 （3）Borrow表结构： 备注：年份：格式：xxxx-xx-xx，前xxxx为年份，中间的xx为月份，最后xx为日期；数据： EN0001 07007 2007-05-01 NULL MA0001 07001 2007-03-11 2007-03-30 MA0001 07002 2007-06-01 NULL MA0002 07001 2007-05-02 2007-05-03 ZS0001 07007 2007-04-27 2007-05-7 （3）Kind表结构： 备注：分类：格式：xx； 数据： EC 财经类 TP 计算机类 MA 数学类
现代操作系统第四版答案
现代操作系统第四版答 案 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
第五章输入/输出习题 1.芯片技术的进展已经使得将整个控制器包括所有总线访问逻辑放在一个便宜的芯片上成为可能。这对于图1-5的模型具有什么影响？ 答：（题目有问题，应该是图1-6）在此图中，一个控制器有两个设备。单个控制器可以有多个设备就无需每个设备都有一个控制器。如果控制器变得几乎是自由的，那么只需把控制器做入设备本身就行了。这种设计同样也可以并行多个传输，因而也获得较好的性能。 2.已知图5-1列出的速度，是否可能以全速从一台扫描仪扫描文档并且通过802.1lg网络对其进行传输请解释你的答案。 答：太简单了。扫描仪最高速率为400KB/Sec，而总线程和磁盘都为 16.7MB/sec，因此磁盘和总线都无法饱和。 3.图5-3b显示了即使在存在单独的总线用于内存和用于I/O设备的情况下使用内存映射I/O的一种方法，也就是说，首先尝试内存总线，如果失败则尝试I/O总线。一名聪明的计算机科学专业的学生想出了一个改进办法：并行地尝试两个总线，以加快访问I/O设备的过程。你认为这个想法如何？ 答：这不是一个好主意。内存总线肯定比I/O总线快。一般的内存请求总是内存总线先完成，而I/O总线仍然忙碌。如果CPU要一直等待I/O总线完成，那就是将内存的性能降低为I/O总线的水平。 4.假设一个系统使用DMA将数据从磁盘控制器传送到内存。进一步假设平均花费t2ns获得总线，并且花费t1ns在总线上传送一个字（t1>>t2）。在CPU对DMA控制器进行编程之后，如果（a）采用一次一字模式，（b）采用突发模式，从磁 盘控制器到内存传送1000个字需要多少时间？假设向磁盘控制器发送命令需要获取总线以传输一个字，并且应答传输也需要获取总线以传输一个字。 答：（a）1000×[(t1+t2)+(t1+t2)+(t1+t2)]；第一个(t1+t2)是获取总线并将命令发送到磁盘控制器，第二个(t1+t2)是用于传输字，第三个(t1+t2)是为了确认。总之，共3000×(t1+t2)纳秒。 （b）(t1+t2)+t1+1000×t2+(t1+t2)，第一个(t1+t2)是获取总线并将命令发送到磁盘控制器，第二个t1是为磁盘控制器获取总线，第三个1000×t2是突发传送，第第四个(t1+t2)是获取总线并做确认。总3t1+1002×t2。 5.假设一台计算机能够在10ns内读或者写一个内存字，并且假设当中断发生时，所有32位寄存器连同程序计数器和PSW被压人堆栈。该计算机每秒能够处理的中断的最大数目是多少？ 答：一次中断需要入栈34个字。而从中断返回需要把34个字从栈中取出。总耗时为680ns。因此，每秒最多处理147万次中断，假设每次中断什么也不做。 6.CPU体系结构设计师知道操作系统编写者痛恨不精确的中断。取悦于OS人群的一种方法是当得到一个中断信号通知时，让CPU停止发射指令，但是允许当前正在执行的指令完成，然后强制中断。这一方案是否有缺点？请解释你的答案。 答：当前的处理器一般采用多级流水线操作，无法准确地确定CPU当前正在执行的指令是哪一条，所以停止让CPU发送指令后，需要等待把流水线中的指令
操作系统(第四版)汤晓丹第一章习题答案电子教案
操作系统(第四版)汤晓丹第一章习题答案
1第二章课后习题答案 1.设计现代os的主要目标是什么？ 答：a有效性、方便性、可扩充性、开放性、 2、OS的作用表现在那几个方面？ 答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口； OS作为计算机系统资源的管理者； OS实现了对计算机资源的抽象； 3、为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖议程I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层抽象； 在第一层软件上再覆盖文件管理软件，视线里对硬件资源的第二层次抽象，OS通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由他们共同实现了对计算机资源的抽象 4、试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：主要动了来源于四个方面的社会需求与技术发展： 不断提高计算机资源的利用率； 方便用户 硬件的不断更新换代； 计算机体系结构的不断发展； 5、何谓脱机I\O和联机I\O？ 答：脱机I\O是指事先将装有用户程序和数据的纸带和卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或者程序输入到磁带上，该方式的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I\O方式是指程序和数据的输入输出的都是在煮鸡蛋直接控制下进行的。 6、试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是为了更好的满足客户的需要，主要表现在：CPU的 分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享事用户能同时使用同一台计算机，独立的处理自己的作业。 7、实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？ 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲
操作系统设计课程设计报告
《操作系统课程设计》实验大纲 一、课程编号：040312 二、课程类型:必修 适用专业：计算机科学与技术，信息安全；课程学时：16学时 三、课程的地位、作用与任务设计内容 操作系统是高等院校计算机及其相关专业的一门重要的主干课程，是计算机专业的学生必须掌握的专业基础课。在本科计算机专业教学任务中，软件开发占了相当大的比重，这些软件需要大量地与操作系统内核作深层次的交互，以进行信息的传输、控制和实现各种通信协议。通过操作系统课程的学习，能够让学生了解操作系统的基本原理，了解操作系统的内部结构和其向用户提供的库函数和系统调用，利用操作系统内核所提供的强大功能进行大型软件的设计、开发和维护。本课程设计通过对Linux操作系统内核的编译和管理，以及设备驱动程序的设计，是学生对现代操作系统的工作原理和内部运行机制有更深入的了解 四、设计要求 熟悉Linux操作系统的使用方法，了解Linux操作系统的内核的编译、升级、系统启动流程；了解并掌握Linux设备驱动程序开发的一般方法。 五、课程安排与要求 1.课程可以分组完成，每个小组人数不超过两名。 2.每个小组完成设计后需要提交设计作品与课程设计报告两份作业。 3.报告要求：设计过程及所遇到的问题的解决; 同组同学任务的分配，每 人工作所占比例，设计过程中的具体内容；编程部分写出主要源代码。 六、成绩考核办法 总成绩=考勤成绩（10%）+现场评测成绩（60%）+设计报告（30%）。 计算机学院专业实验中心 2013-7-12
重庆邮电大学实践教学环节教师授课计划 填表老师：填表时间：2014.9.2 学年学期：课程编号：040312 课程名称：操作系统课程设计 年级：专业：计算机应用学时/学分：16/1.0 理论学时：实验学时：16教材名称及出版社：《现代操作系统》机械工业出版社
操作系统课程设计任务书
操作系统课程设计任务书 一、课程设计目的 通过课程设计, 加深对操作系统各资源管理模块的理解,掌握操作系统的基本原理及功 能,具有初步分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。 二、课程设计的题目与要求（选作一题） 1.编写并调试一个树型目录结构的文件系统，模拟文件管理工作流程。要求： (1)设计多用户文件系统，采用多级文件目录。 (2)至少要有十个以上的实用命令，应设置文件保护措施。 (3)设计一个较实用的用户界面，方便用户使用，界面要为用户提供足够的选择信息，不需用 户打入冗长的命令。 2．编写并调试一个单道批处理系统的作业调度程序。要求： (1)至少有四种的作业调度算法。 (2)能根据不同的调度算法算出每个作业的周转时间和带权周转时间，并通过一组作业算出系 统的平均周转时间和平均带权周转时间，比较各种算法的优缺点。 (3)设计一个实用的用户界面，以便选择不同的作业调度算法。 3．编写并调试一个多进程共行的进程调度程序，以加深对进程调度的理解。 至少有四种以上的进程调度程序供选择。 每个进程由进程控制块表示，进程控制块至少包含6个信息项。 设计一个实用的用户界面，以便选用不同的进程调度算法。 三、课程设计应完成的工作和提交的资料 1．每位同学按照选定的题目，认真完成设计内容，并按照要求撰写课程设计说明书1 份（不少于3000字）。在最后截止时间前提交电子和打印文档两部分内容。 2．电子部分以电子邮件方式或者U盘拷贝方式提交给班长。把设计内容压缩为一个文 件，文件名应为:“序号”+“姓名”。内容包括：源文件、可执行文件、演示运行结果、课 程设计说明书，最后由班长以班为单位刻录两张光盘，统一交给任课教师。 3．每人自己打印操作系统课程设计报告的纸质文档，装订后交给班长，班长收齐清点后 统一交给任课教师。课程设计说明书具体包括以下内容： （1）设计思想说明（5%）； （2）系统结构的说明（15%）； （3）数据结构的说明（5%）； （4）各模块的算法流程图（5%）； （5）程序运行及清单（共60%，其中书面源程序占20%，光盘的源程序在计算机上实现 程度占40%） （6）使用说明书（即用户手册）（内容包含如何登录、退出、读、写、等操作说明）（5%分）（7）体会，建议（5%） （8）参考文献
操作系统教程第4版课程设计 (2)
操作系统教程第4版课程设计 一、前言 操作系统是计算机科学中的一个基础理论，也是计算机应用领域中的核心技术，具有非常重要的价值。操作系统教程第4版是操作系统方面的经典教材，本文旨在根据该教材的要求，设计一个操作系统课程实践项目。 二、课程设计要求 1. 项目内容 本次课程设计要求学生设计一个操作系统内存分配和管理系统。具体要求如下： •实现基于优先级的进程调度算法； •设计并实现PCB（进程控制块）的数据结构； •设计并实现内存分配和回收算法； •实现虚拟内存管理； •实现进程间通信的机制。 2. 实现工具 开发语言：C++ 开发平台：Windows/Linux
3. 设计要求 在设计过程中，需要考虑以下要求： •代码的可读性和可维护性； •系统的稳定性和异常处理能力； •系统性能的优化。 4. 实现过程 本次课程设计的过程主要包括以下阶段： 1.系统需求的分析与概要设计 2.详细设计及编码 3.联调测试及系统性能分析 4.编写报告 三、课程设计分析 1. 系统需求分析 本次课程设计是设计一个操作系统内存分配和管理系统。该系统需要实现基于优先级的进程调度算法，设计PCB的数据结构，实现内存分配和回收算法，实现虚拟内存管理，以及实现进程间通信的机制。该系统的需求分析可以分为以下几个方面： •功能需求分析； •性能需求分析； •可靠性需求分析；
•安全性需求分析。 2. 系统设计与实现 在设计操作系统内存分配和管理系统时，需要考虑系统的结构设计、数据结构设计、算法设计、调度策略设计以及测试验证。 2.1 结构设计 内存分配和管理系统需要分为几个模块：任务（进程）管理模块、 内存管理模块、虚拟内存管理模块、进程间通信模块。下面对这几个 模块进行详细介绍。 2.1.1 任务（进程）管理模块 任务（进程）管理模块的主要作用是负责进程的创建、销毁和管理。在该模块中，需要实现以下功能： •进程的创建和销毁； •进程状态的管理； •进程调度与切换； •进程间通信。 2.1.2 内存管理模块 内存管理模块的主要作用是管理物理内存和页面文件，分配和回收 物理内存，记录资源使用情况。在该模块中，需要实现以下功能：•物理内存空间的分配和回收； •内存块管理；
操作系统原理教程课程设计
操作系统原理教程课程设计 1、设计目的 本课程设计旨在帮助学生深入了解操作系统的原理，掌握操作系统的基本结构、基本机制、管理技术和开发方法，进一步提高学生的操作系统设计和开发能力。 2、设计内容 本课程设计将涵盖以下内容： •操作系统的基本概念和原理介绍 •操作系统的结构和设计方法论 •进程管理和多线程编程 •内存管理和虚拟存储 •文件系统和I/O管理 •进程调度和死锁 •网络操作系统和分布式系统 3、教学方法 本课程设计将采用以下教学方法： •讲课：讲解操作系统的基本概念、原理和实现方法； •实验：通过操作系统原理实验，增强学生对操作系统的理解和运用能力；
•课堂讨论：通过讨论操作系统实例和现实应用，提高学生的分析和解决问题的能力。 4、教学计划 本课程设计总共设立10次教学单元，具体计划如下： 单元教学内容开始时间结束时间 1 操作系统的基本概念第1周第2周 2 操作系统的结构和设计第3周第4周 3 进程管理和多线程编程第5周第6周 4 内存管理和虚拟存储第7周第8周 5 文件系统和I/O管理第9周第10周 6 进程调度和死锁第11周第12周 7 网络操作系统和分布式系统第13周第14周 8 操作系统原理实验1 第15周第16周 9 操作系统原理实验2 第17周第18周 10 课程总结和考核第19周第20周 5、考核方式 本课程设计考核方式如下： •平时成绩：包括作业、实验、课堂表现等占50%； •期末考试：占50%。
6、教材和参考书籍 教材： •操作系统概念（第6版）； •操作系统原理（第8版）。 参考书籍： •操作系统精髓； •现代操作系统； •操作系统导论。 7、教学团队 本课程设计由以下教师组成： •主讲教师：XXX •助教：XXX 8、课程安排 本课程设计的上课时间、上课地点和教学内容将通过学院教务系统发布。
计算机系统与系统软件课程设计任务书
《计算机系统与系统软件》课程设计任务书 一、课程设计目的 《计算机系统与系统软件》课程设计是计算机类专业的集中实践性环节之一， 是学习完《计算机系统与系统软件》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。 二、课程设计内容及要求 课程设计要求： 每位同学从下述设计任务中任选一个任务完成，上机验收运行结果，现场提问，并提交所完成该任务的课程设计报告。 实验要求： 1）上机前认真使用C语言编写好程序，采用Visual C++6.0作为编译环境； 2）上机时独立调试程序 3）上机验收运行结果，现场提问 4）根据具体任务要求，提交课程设计实验报告，报告内容包括：课程设计目的、内容、基本原理、模块划分、数据结构、算法设计、程序流程图（包括主程序流程图、模块详细设计流程图等）、以及算法源码（必须有相关注释，以有助于说明问题为宜，不得全盘打印而不加任何注释）、心得体会等。
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 .实验内容 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 .实验环境 Windows操作系统、VC++6.0、C语言 4 .实验提示 （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
现代操作系统英文版第三版教学设计
现代操作系统英文版第三版教学设计介绍 《现代操作系统》是一本经典的操作系统教材，涵盖了操作系统的许多基本概念和技术。第三版的英文版本是最新版本，并且在某些方面有所改进和更新。这份教学设计旨在为教师提供一些指导，帮助他们有效地教授这本书的内容。 教材概述 •书名：《现代操作系统》(第三版) •作者：Andrew S. Tanenbaum, Herbert Bos •出版年份： 2018 •出版社：Pearson 这本书介绍了现代操作系统的基本概念、设计思想和实现技术。主要内容包括进程管理、内存管理、文件系统、网络通信等。该书通过深入浅出的方式，对操作系统的基本概念进行了详细的阐述，同时也包含了一些最新的技术和发展趋势。 教学目标 •了解操作系统的基本概念、设计思想和实现技术。 •掌握操作系统的进程管理、内存管理、文件系统、网络通信等主要技术。 •培养学生的分析和解决问题的能力，同时提高其编程实践能力。 教学内容 第一部分：操作系统概述 •操作系统的基本概念和演化历程。 •操作系统的组成和结构。
•操作系统的功能和特性。 第二部分：进程管理 •进程的概念和特点。 •进程的创建、撤销和调度。 •进程间通信和同步机制。 第三部分：内存管理 •内存的基本概念和层次结构。 •内存的分配和回收。 •虚拟内存和页式存储技术。 第四部分：文件系统 •文件的基本概念和属性。 •文件的组织和管理。 •文件系统的实现和优化。 第五部分：网络通信 •网络的基本概念和通信技术。 •网络协议栈和协议分层。 •TCP/IP协议族和应用层协议。 教学方法 •讲授：教师通过对课程内容的系统讲解，使学生了解到操作系统基本概念、原理和技术的基础知识； •实践：教师引导学生通过编程实践，巩固和深化课程知识点的理解； •研究：鼓励学生独立阅读操作系统相关的论文和参与研究项目，提高学生分析和解决问题的能力。
计算机组成原理与设计课程设计
计算机组成原理与设计课程设计 导言 计算机组成原理与设计是计算机专业的核心课程，主要介绍计算机系统硬件的组成和工作原理，以及计算机系统的设计和实现方法。本课程的设计旨在帮助学生深入了解计算机系统硬件的基本原理和设计方法，为学生今后的学习和工作奠定坚实的基础。 课程目标 本课程旨在使学生： •了解计算机系统硬件的基本组成和工作原理； •掌握计算机系统的主要部件的功能和原理； •具备设计和实现简单计算机系统的能力； •培养学生的系统思维和分析能力。 教学内容 1.计算机系统的基本组成和工作原理 1.计算机的基本层次结构 2.计算机的工作原理 3.计算机系统性能指标 2.处理器的基本组成和工作原理 1.处理器的指令执行过程 2.处理器的运算单元和控制单元
3.处理器的主要指令集和寻址方式 3.存储器的基本组成和工作原理 1.存储器的层次结构 2.存储器的访问机制 3.存储器的组织和管理 4.输入输出设备的基本组成和工作原理 1.输入输出设备的分类和特点 2.输入输出设备与计算机的接口方式 3.输入输出设备的控制方式 5.计算机系统的设计和实现方法 1.组成原理的设计流程和方法 2.计算机系统的体系结构设计和性能分析 3.计算机系统的从软件到硬件实现 教学方法 本课程采用理论教学与实验教学相结合的教学方法，通过理论讲解、设计实践、案例分析等方式，帮助学生深入理解计算机系统的原理和 方法，掌握计算机系统的设计和实现技能。 1.理论讲解：讲解计算机系统的基本原理和设计方法； 2.设计实践：设计和实现简单计算机系统，提升学生的实践 能力； 3.案例分析：分析和讨论实际计算机系统的结构和性能，培 养学生的系统分析和思维能力。
《现代操作系统第四版》第三章
第三章内存管理习题 有一个设计，为了对2KB 大小的块进行加锁，会对每个块分配一个 4bit 的密钥，这个密钥存在PSW〔程序状态字〕中，每次内存引用时，CPU 都会进行密钥比较。但该设计有诸多弊端，除了描述中所言，请其他提出最少两条弊端。 A：密钥只有四位，故内存只能同时容纳最多十六个进度；需要用特别硬件进行 比较，同时保证操作迅速。 2.在图 3-3 中基址和界线存放器含有相同的值 16384 ，这是巧合，还是它们总是相等？若是这可是巧合，为什么在这个例子里它们是相等的？ A：巧合。基地址存放器的值是进度在内存上加载的地址；界线存放器指示储藏 区的长度。 3.交换系统经过缩短来除掉悠闲区。假设有很多悠闲区和数据段随机分布，而且 读或写 32 位长的字需要 10ns 的时间，缩短 128MB 大概需要多长时间？为了简 单起见，假设悠闲区中含有字0，内存中最高地址处含有有效数据。 A：32bit=4Byte===>每字节10/4=2.5ns 128MB=1282^20=2^27Byte对每个字节既要读又要写， 22.5*2^27=671ms 4.在一个交换系统中，按内存地址排列的悠闲区大小是10MB ，4MB ，20MB ，18MB ，7MB ，9MB ，12MB ，和 15MB 。对于连续的段央求： (a)12MB (b)10MB (c) 9MB
使用首次适配算法，将找出哪个悠闲区？使用最正确适配、最差适配、下次适配算法呢？ A：首次适配算法： 20MB ，10MB ，18MB ；最正确适配算法： 12MB ， 10MB ，9MB ；最差适配算法： 20MB ；18MB ；15MB ；下次适配算法： 20MB ；18MB ；9MB ； 5.物理地址和虚假地址有什么差异？ A：实质内存使用物理地址。这些是储藏器芯片在总线上反响的数字。虚假地址 是指一个进度的地址空间的逻辑地址。因此，拥有32 位字的机器能够生成高达 4GB 的虚假地址，而无论机器的内存可否多于或少于4GB。 6.对下面的每个十进制虚假地址，分別使用4KB 页面和 8KB 页面计算虚假页号 和偏移量： 20000 ，32768 ， 60000 。 A：变换为二进制分别为：虚假地址应该是16位 页面偏移量范围0～4027 ，需要 12 位来储藏偏移量，剩下 4 位作为页号；同理8KB页面需要13位来储藏偏移量，剩下 3 位作为页号；因此，4KB | 8KB 页号 | 偏移量 | 页号 | 偏移量 1000 7. 使用图 3-9 的页表，给出下面每个虚假地址对应的物理地址：
现代操作系统第四版第二章答案
现代操作系统第四版第二章答案 现代操作系统第二章进程与线程习题 1. 图2-2中给出了三个进程状态，在理论上，三个状态可以有六种转换，每个状态两个。但是，图中只给出了四种转换。有没有可能发生其他两种转换中的一个或两个 A:从阻塞到运行的转换是可以想象的。假设某个进程在I/O上阻塞，而且I/O结束，如果此时CPU空闲，该进程就可以从阻塞态直接转到运行态。而另外一种转换（从阻塞态到就绪态）是不可能的。一个就绪进程是不可能做任何会产生阻塞的I/O或者别的什么事情。只有运行的进程才能被阻塞。 2.假设要设计一种先进的计算机体系结构，它使用硬件而不是中断来完成进程切换。CPU需要哪些信息请描述用硬件完成进程切换的工作过程。 A:应该有一个寄存器包含当前进程表项的指针。当I/O结束时，CPU将把当前的机器状态存入到当前进程表项中。然后，将转到中断设备的中断向量，读取另一个过程表项的指针（服务例程），然后，就可以启动这个进程了。 3.当代计算机中，为什么中断处理程序至少有一部分是用汇编语言编写的 A：通常，高级语言不允许访问CPU硬件，而这种访问是必需的。例如，中断处理程序可能需要禁用和启用某个特定设备的中断服务，或者处理进程堆栈区的数据。另外，中断服务例程需要尽快地执行。（补充）主要是出于效率方面的考量。中断处理程序需要在尽量短的时间内完成所需的必要处理，尽量减少对线程/程序流造成的影响，因此大部分情况下用汇编直接编写，跳过了通用编译过程中冗余的适配部分。 4.中断或系统调用把控制转给操作系统时，为什么通常会用到与被中断进程的栈分离的内核栈 A：内核使用单独的堆栈有若干的原因。其中两个原因如下：首先，
操作系统课程设计文件加密
前言 操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，Linux操作系统是源码公开的实用的现代操作系统，利用Linux作为操作系统实验的平台，不但可以理解操作,系统原理，同时也可以作为操作系统开发战的演练。 在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。其特点是概念多、较抽象和涉及面广，其整体实现思想和技术又往往难于理解所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。因此本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握常用操作系统（如Linux/Windows）的一般使用和管理方法，从而为学生以后的学习和工作打下基础。本学期通过对《计算机操作系统》这门课程的学习，对操作系统相关知识有了更进一步的认识。 本设计实现了文本文件的解密及解密，运行软件之后只需输入任意一个文本文件名及后缀名即可对该文本文件进行加密或解密操作。本设计的加密与解密系统，使用了面向各类文件的方法，运用Microsoft Visual C++ 6.0实现具有加密、解密、帮助信息、读取文本文件、显示结果、退出等功能的文件加密与解密系统。
目录 一、系统环境 (1) 1.硬件环境 (1) 2.软件问题 (1) 二、设计目的 (2) 三、总体设计 (3) 1.程序设计 (3) 2.流程图 (4) 四、详细设计 (6) 五、调试与测试 (8) 1.调试 (8) 2.测试 (9) 六、设计中遇到的问题及解决方法 (11) 七、源程序清单 (12) 八、总结与体会 (15) 九、参考文献 (16)
一、系统环境 1.硬件环境Intel（R）Core （TM）2 Duo CPU 频率1.59GHz 内存2.00GB 2.软件问题 操作系统Microsoft Windows XP Professtonal 编辑环境visual C++ VMware系统下的Linux系统 版本2002 Service Pack 3
nachos系统管理与调度分析课程设计说明书
nachos系统管理与调度分析课程设计说明书
操作系统课程设计基于NachOS的课程设计
目录 一、背景知识 (1) 1、1 Nachos的介绍 (1) 1、2 Nachos的目录结构 (4) 1、3 线程基础知识 (6) 二、设计要求和目的 (8) 2、1 Nachos的线程管理模块 (9) 2、2 Nachos的线程线程调度算法分析.10 2、3 编程语言选择对比 (13) 2、4 开发环境配置 (13) 2、5 NachOS 系统和交叉编译器安装.. 14 2、5、1 NachOS 系统安装 (14) 2、5、2 交叉编译器环境的安装 (15) 三、设计思路和程序结构 (17) 3、1 线程的生成和状态转换 (17) 3、1、1 基于五状态模型 (17) 3、1、2 线程创建过程 (17) 3、2 线程调度机制 (18) 四、关键代码分析 (19) 4、1 扩充线程管理 (19)
4、2 扩充线程调度机制 (21) 4、3 扩充线程调度机制改进 (23) 4、3、1 信号量机制 (23) 4、3、2 实现用户更改进程优先级 25 五、测试 (26) 5、1 测试NachOS 环境和交叉编译器.26 5、2 测试创建线程 (27) 5、3 测试线程优先级 (28) 六、总结 (29)
一、背景知识 1、1 Nachos的介绍 Nachos的全称是“Not Another Completely Heuristic Operating System”，是一个可修改和跟踪的操作系统教学软件。它给出了一个支持多线程和虚拟存储的操作系统骨架，可让学生在较短的时间内对操作系统中的基本原理和核心算法有一个全面和完整的了解。 NachOS 提供了可重复的调试环境和模拟操作系统及底层硬件。目的是为学习者展示真实的操作系统运行时的环境，这个简单的操作系统软件可以让学习者在较短的时间内理解并能够用自己的想法来完善它。 免费的开源开发包可通过网络下载，通常包括以下几部分： 1)N achOS 概述 2)简单可运行的操作系统代码 3)模拟器——个人电脑或工作站 4)任务样本：任务说明和现代操作系统涉及的所 有项，包括线程和并发，多道程序，系统调用，虚拟内存管理，文件系统管理，网络协议，远程过程调用和分布式系统。