操作系統(tǒng)課程設(shè)計指導(dǎo)書

《操作系統(tǒng)》課程設(shè)計指導(dǎo)書適用專業(yè)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、信息管理與信息系統(tǒng)課程設(shè)計時間：4周一、課程設(shè)計目的本課程設(shè)計是學(xué)生學(xué)習(xí)完《計算機(jī)操作系統(tǒng)》課程后，進(jìn)行的一次全面的綜合訓(xùn)練，通過課程設(shè)計，讓學(xué)生更好地掌握操作系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)方法,加深對操作系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和重要算法的理解，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力。二、課程設(shè)計要求從課程設(shè)計的目的出發(fā)，通過設(shè)計工作的各個環(huán)節(jié)，達(dá)到以下教學(xué)要求：每位同學(xué)從所給題目中任選一個（如自擬題目，需經(jīng)教師同意），且必須獨立完成課程設(shè)計，不能相互抄襲。設(shè)計完成后，將所完成的作品交由老師檢查。要求寫出一份詳細(xì)的設(shè)計報告。三、課程設(shè)計內(nèi)容：（任選其一）課題一處理機(jī)調(diào)度模擬程序：選擇一個調(diào)度算法，實現(xiàn)處理機(jī)調(diào)度。設(shè)計目的：在多道程序和多任務(wù)系統(tǒng)中，系統(tǒng)內(nèi)同時處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程可能有若干個。也就是說能運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)大于處理機(jī)個數(shù)。為了使系統(tǒng)中的進(jìn)程能有條不紊地工作，必須選用某種調(diào)度策略，選擇一進(jìn)程占用處理機(jī)。要求學(xué)生設(shè)計一個模擬處理機(jī)調(diào)度算法，以鞏固和加深處理機(jī)調(diào)度的概念。設(shè)計要求：1）進(jìn)程調(diào)度算法包括：時間片輪轉(zhuǎn)法，短作業(yè)優(yōu)先算法，動態(tài)優(yōu)先級算法。2）可選擇進(jìn)程數(shù)量3）本程序包括三種算法，可用C語言實現(xiàn)，執(zhí)行時在主界面選擇算法（可用函數(shù)實現(xiàn)），進(jìn)入子頁面后輸入進(jìn)程數(shù)及每個進(jìn)程的運(yùn)行時間，每個進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)由隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生且優(yōu)先數(shù)隨等待時間而變化，執(zhí)行，顯示結(jié)果。課題二用多進(jìn)程同步方法解決生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題設(shè)計目的:通過研究Linux的進(jìn)程機(jī)制和信號量，實現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者問題的并發(fā)控制.說明:有界緩沖區(qū)內(nèi)設(shè)有20個存儲單元，有界緩沖區(qū)可用數(shù)組實現(xiàn)，緩沖區(qū)中的內(nèi)容自定。設(shè)計要求:(1)每個生產(chǎn)者和消費(fèi)者對有界緩沖區(qū)進(jìn)行操作后,即時顯示有界緩沖區(qū)的全部內(nèi)容,當(dāng)前指針位置和生產(chǎn)者/消費(fèi)者進(jìn)程標(biāo)識符.(2)生產(chǎn)者和消費(fèi)者至少各有兩個以上.(3)多個生產(chǎn)者或多個消費(fèi)者之間須有對緩沖區(qū)進(jìn)行共享操作的函數(shù)代碼（注意互斥與同步）.課題三設(shè)計一個虛擬存儲區(qū)和內(nèi)存工作區(qū)，編程序演示下述置換算法的具體實現(xiàn)過程,并計算訪問命中率：要求從主界面選擇某算法，且以下算法都要實現(xiàn)1、先進(jìn)先出算法（FIFO）2、最近最久未使用算法（LRU）3、隨機(jī)淘汰算法課題四編程模擬多進(jìn)程共享臨界資源：要求產(chǎn)生至少3個進(jìn)程：1、兩個進(jìn)程模擬需要進(jìn)入臨界區(qū)的用戶進(jìn)程，當(dāng)需要進(jìn)入臨界區(qū)時，顯示：“進(jìn)程x請求進(jìn)入臨界區(qū)…”，同時向管理進(jìn)程提出申請；在臨界區(qū)中等待一段隨機(jī)時間，并顯示：“進(jìn)程x正在臨界區(qū)…”；當(dāng)時間結(jié)束，顯示：“進(jìn)程x退出臨界區(qū)…”,同時向管理進(jìn)程提出退出申請。2、一個進(jìn)程作為原語級管理進(jìn)程，接受其他進(jìn)程的臨界區(qū)進(jìn)入請求：如果允許進(jìn)入，則設(shè)置相應(yīng)變量，然后返回；如果不允許進(jìn)入，則進(jìn)入循環(huán)等待，直到允許為止；3、對臨界區(qū)的訪問應(yīng)遵循空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待的準(zhǔn)則。4、進(jìn)程間通信可以采用信號、消息傳遞、管道或網(wǎng)絡(luò)通信方式。課題五編程演示三種存儲管理方式的地址換算過程：1、分頁方式的地址換算2、分段方式的地址換算3、段頁式的地址換算要求演示正確、清晰，編程所用工具不限，考慮虛擬存儲技術(shù)。課題六設(shè)計并實現(xiàn)一個（單用戶）文件系統(tǒng)程序設(shè)計目的：系統(tǒng)了解操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)的作用和實現(xiàn)原理與技術(shù)。設(shè)計要求：系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)1、文件創(chuàng)建/刪除2、目錄的創(chuàng)建/刪除3、顯示目錄內(nèi)容課題七多線程編程設(shè)計目的：學(xué)習(xí)掌握多線程編程技術(shù)。設(shè)計要求：創(chuàng)建一個進(jìn)程，同時該進(jìn)程創(chuàng)建多個（至少3個以上）線程，使得線程去完成各自的任務(wù)，在主線程中等待每個子線程的結(jié)束（注意同步與互斥）。該進(jìn)程完成的總?cè)蝿?wù)、各個線程完成的任務(wù)，由同學(xué)們結(jié)合自己實際情況來確定，以解決一個實際的問題。四、課程設(shè)計考核方式課程設(shè)計成績評定的依據(jù)有設(shè)計文檔資料、具體實現(xiàn)設(shè)計方案的程序及課程設(shè)計考勤登記表，最后的評定成績是由：過程評價50%，平時表現(xiàn)評價20%，課程設(shè)計報告評價30%。評定成績時考慮：1出勤情況；2學(xué)生在課程設(shè)計過程中表現(xiàn)：（1）鞏固和加深對基本知識的理解，提高綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識的能力。（2）根據(jù)課題需要選取參考書籍，查閱手冊、圖表和文獻(xiàn)資料的能力。通過獨立思考，自主學(xué)習(xí)，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。（3）嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，勇于戰(zhàn)勝困難解決問題。通過課程設(shè)計實踐，初步建立正確的科研意識。3有完整的符合標(biāo)準(zhǔn)的文檔，文檔有條理、文筆通順，格式正確；內(nèi)容詳實，與所完成的軟件作品一致，并有較深入的分析。提交的電子文檔和軟件必須是由學(xué)生自己獨立完成，雷同者教師有權(quán)視其情況扣分或記零分。五、提交的材料（一）提交電子文檔，文件夾名用：學(xué)號+姓名，文件夾中包括以下三個文檔：1）軟件作品軟件需提供源程序，并能正常運(yùn)行。注：對于程序中未能實現(xiàn)的部分需要加以說明。對于程序中所參考的部分代碼需要加以聲明，并說明出處。2）設(shè)計報告提交設(shè)計報告，設(shè)計報告中應(yīng)包括：[設(shè)計任務(wù)]，[設(shè)計的功能目標(biāo)]，[設(shè)計的思想、方法和技術(shù)]（含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法），[設(shè)計的主要代碼及注釋]，[結(jié)果分析]（含實現(xiàn)中出錯原因分析），[設(shè)計小結(jié)]（即收獲和體會）。3）參考資料：將設(shè)計所需的參考資料整理并以文檔形式存放在該文件夾中，注意只收集所參考的資料文獻(xiàn)，并注明資料文獻(xiàn)的出處。（二）正確填寫《操作系統(tǒng)課程設(shè)計評定表》中個人信息項（姓名，學(xué)號，專業(yè)，設(shè)計題目），并用A4紙打印一份。操作系統(tǒng)課程設(shè)計評定表見附件二。六、課程設(shè)計報告格式見附件一。

附件一：課程設(shè)計報告封面格式實習(xí)題目指導(dǎo)教師職稱學(xué)生姓名學(xué)號日期實習(xí)題目指導(dǎo)教師職稱學(xué)生姓名學(xué)號日期內(nèi)蒙古師范大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院《操作系統(tǒng)》課程設(shè)計報告實習(xí)題目指導(dǎo)教師職稱學(xué)生姓名學(xué)號日期設(shè)計題目指導(dǎo)教師職稱姓名學(xué)號日期

格式要求：標(biāo)題（如[設(shè)計任務(wù)]等）：采用樣式庫中的標(biāo)題1（宋體小四加粗）；正文：宋體五號常規(guī)，首行縮進(jìn)2字符，如果其中需要設(shè)置多級標(biāo)題，則各級標(biāo)題使用1.1，1.1.1格式編排序號(序號與內(nèi)容之間以一個空格分隔)，各級標(biāo)題頂格編排，字體為宋體小四號；頁面設(shè)置：紙型統(tǒng)一使用A4紙，頁面上、下、左、右頁邊距均定義為2厘米；填加頁眉：“操作系統(tǒng)課程設(shè)計（居中），學(xué)號+姓名（靠右）”；頁腳：頁碼（居中）。主要內(nèi)容要求：1設(shè)計任務(wù)填入設(shè)計題目2設(shè)計的功能目標(biāo)填入設(shè)計題目具體要求3設(shè)計的思想、方法和技術(shù)（含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法）詳細(xì)地闡述設(shè)計的總體思想及所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法可用流程圖描述4設(shè)計的主要代碼及注釋列出設(shè)計的主要代碼及注釋5結(jié)果分析（含實現(xiàn)中出錯原因分析對所設(shè)計題目的運(yùn)行結(jié)果給出盡可能全面的分析，包括可能出現(xiàn)的各種情況及出現(xiàn)的原因6設(shè)計小結(jié)（即收獲和體會）寫出本次課程設(shè)計的收獲及體會

附件二：操作系統(tǒng)課程設(shè)計評定表內(nèi)蒙古師范大學(xué)計算機(jī)與信息工程學(xué)院操作系統(tǒng)課程設(shè)計評定姓名學(xué)號專業(yè)總成績：設(shè)計題目：