操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)《操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》

（2023/2023學(xué)年第一學(xué)期第17周）

指導(dǎo)教師：田秋紅郭奕億

班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：

1

操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

任務(wù)書

一、題目：

在閱讀Linux操作系統(tǒng)源代碼的基礎(chǔ)上完成兩個(gè)主要Project。題目可選做A類或者B類，或

者C類，或者自主命題。

二、設(shè)計(jì)目的和要求：

操作系統(tǒng)原理是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程。本課程設(shè)計(jì)的目的旨在加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核的理解，提高對(duì)操作系統(tǒng)內(nèi)核的分析與擴(kuò)展能力。在課程理論教學(xué)中，較多地是講解操作系統(tǒng)理論和實(shí)現(xiàn)原理。本課程設(shè)計(jì)提供兩類難度相當(dāng)?shù)脑囼?yàn)，學(xué)生可依照自己的興趣選做A類或者B類：

A、本課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生在閱讀Linux操作系統(tǒng)源代碼的基礎(chǔ)上完成如下兩個(gè)主要Project:

1、在Linux2.4的內(nèi)核中添加新的系統(tǒng)調(diào)用，以理解系統(tǒng)調(diào)用的工作機(jī)制，把握擴(kuò)展內(nèi)核功能

的技術(shù)。

2、在Linux2.4中修改調(diào)度程序的代碼，擴(kuò)展一個(gè)新的調(diào)度算法B、在Java虛擬機(jī)上完成如下兩個(gè)Project（2，3選一）:1、基于java虛擬機(jī)的線程調(diào)度2、請(qǐng)求頁(yè)式管理的Java實(shí)現(xiàn)

3.用JAVA語(yǔ)言模仿“生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題C、方向命題，具體內(nèi)容不限，任選2題；D、自主命題。

為將來(lái)在基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)或在Java虛擬機(jī)上的軟件開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。

三、工作內(nèi)容及工作計(jì)劃：1周（17周，其中課內(nèi)20學(xué)時(shí)，課外20學(xué)時(shí)）

序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要名稱1、Linux內(nèi)核代碼的層次分析代碼分析1（部分）3、系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及執(zhí)行過(guò)程的分析4、內(nèi)核調(diào)試基本技術(shù)1、編寫一個(gè)新系統(tǒng)調(diào)用的響應(yīng)函數(shù)，新增系統(tǒng)2調(diào)用Linux內(nèi)核中2、編寫應(yīng)用程序以測(cè)試新的系統(tǒng)調(diào)義。把新的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)嵌入到專業(yè)基礎(chǔ)綜合型2023選一）函數(shù)的名稱和功能由試驗(yàn)者自行定必做（2、專業(yè)基礎(chǔ)基本型202必做Linux內(nèi)核2、調(diào)度程序代碼段的分析試驗(yàn)性質(zhì)類分派人數(shù)試驗(yàn)種學(xué)時(shí)每組備注2

用并輸出測(cè)試結(jié)果1、分析Linux進(jìn)程調(diào)度模塊進(jìn)程調(diào)度2、擴(kuò)展調(diào)度模塊，使得新創(chuàng)立的普必做（2、專業(yè)基礎(chǔ)綜合型203的擴(kuò)展通進(jìn)程獲得的優(yōu)先級(jí)比一個(gè)曾23選一）經(jīng)運(yùn)行過(guò)的優(yōu)先級(jí)高1、Java線程的優(yōu)先級(jí)機(jī)制及調(diào)度機(jī)制2、用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)基于優(yōu)先級(jí)的基于java輪轉(zhuǎn)線程調(diào)度虛擬機(jī)的專業(yè)基礎(chǔ)綜合型202必做43、至少創(chuàng)立5個(gè)線程并輸出它們?cè)诰€程調(diào)度上述調(diào)度算法下的調(diào)度狀況，并輸出到終端，以檢查算法的執(zhí)行狀況1、創(chuàng)立一個(gè)頁(yè)面訪問(wèn)序列（頁(yè)號(hào)范圍為0-9），序列長(zhǎng)度自定，假定分派給線程的主存塊數(shù)為3，即請(qǐng)求頁(yè)式M=3必做（5、5管理的2、實(shí)現(xiàn)下面的頁(yè)面置換算法：專業(yè)基礎(chǔ)綜合型2026選一）Java實(shí)現(xiàn)·FIFO·近似LRU·OPT3、輸出頁(yè)面置換序列和缺頁(yè)率1.通過(guò)Java語(yǔ)言中的wait（）和notify（）命令模擬操作系統(tǒng)中的P/V操作；2.為每個(gè)生產(chǎn)者／消費(fèi)者產(chǎn)生一個(gè)線程，設(shè)計(jì)正確的同步算法用JAVA語(yǔ)3.每個(gè)生產(chǎn)者和消費(fèi)者對(duì)有界緩言模仿“生沖區(qū)進(jìn)行操作后，即時(shí)顯示有界必做（5、6專業(yè)基礎(chǔ)綜合型203-4產(chǎn)者—消緩沖區(qū)的當(dāng)前全部?jī)?nèi)容、6選一）費(fèi)者問(wèn)題“當(dāng)前指針位置和生產(chǎn)者／消費(fèi)者線程的自定義標(biāo)識(shí)符。4.生產(chǎn)者和消費(fèi)者各有兩個(gè)以上。5.多個(gè)生產(chǎn)者或多個(gè)消費(fèi)者之間須共享對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行操作的函數(shù)代碼。

3

或者在以下題目選擇兩項(xiàng)（C類）：

1進(jìn)程管理理解進(jìn)程表示和狀態(tài)轉(zhuǎn)換、模式轉(zhuǎn)換；把握進(jìn)程上下文切換機(jī)制；把握軟中斷的實(shí)現(xiàn)機(jī)理和作用；把握進(jìn)程調(diào)度的基本思想；熟練應(yīng)用進(jìn)程相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用。重點(diǎn)在于進(jìn)程的創(chuàng)立與終止、進(jìn)程調(diào)度與切換以及軟中斷機(jī)制。2文件系統(tǒng)理解文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，把握高速緩存管理和磁盤管理的基本思想和算法，把握文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用處理算法和運(yùn)用，設(shè)計(jì)小型文件系統(tǒng)。3存儲(chǔ)管理把握頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，理解進(jìn)程存儲(chǔ)空間的表示、實(shí)現(xiàn)和管理，模擬實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)。4設(shè)備管理理解I/O子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，用戶使用設(shè)備系統(tǒng)調(diào)用接口、操作系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)程序的接口；了解磁盤驅(qū)動(dòng)程序和中斷驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)。5進(jìn)程間通信理解IPC機(jī)制的實(shí)現(xiàn)機(jī)理，把握消息通信、管道通信以及共享存儲(chǔ)區(qū)等各種通信方式的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信。

或者自由發(fā)揮，跟老師溝通后自主命題（D）。

四、試驗(yàn)參考資料

1．GrayNutt．KernelProjectsforLinux（影印版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,20232．李善平，鄭扣根．Linux操作系統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)教程．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,19993．印旻．Java語(yǔ)言與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)．北京：清華大學(xué)出版社，2000

五、考核成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：

本課程設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)由三部分組成，包括程序演示（50%），課程設(shè)計(jì)報(bào)告（30%），回復(fù)教師提問(wèn)（20%）。指導(dǎo)教師根據(jù)每個(gè)學(xué)生小組必做試驗(yàn)和選做完成狀況、試驗(yàn)結(jié)果的正確性、選做試驗(yàn)的數(shù)量和完成狀況，進(jìn)行小組評(píng)分，作為該小組成員的最高得分。對(duì)組內(nèi)各個(gè)成員評(píng)分，結(jié)合學(xué)生小組分工狀況和組內(nèi)評(píng)價(jià)進(jìn)行評(píng)分，并將成績(jī)記錄在冊(cè)。

1、程序演示：

（1）優(yōu)

功能完善，全部測(cè)試正確，并且能夠?qū)植窟M(jìn)行完善，能夠?qū)Σ煌瑴y(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行正確分析

（2）良功能完善，但測(cè)試欠缺（3）中功能基本完善，但程序尚有部分錯(cuò)誤（4）及格完成一定功能

（5）不及格功能不完善，且程序錯(cuò)誤較多，無(wú)法運(yùn)行

2、課程設(shè)計(jì)報(bào)告：

（1）優(yōu)包括設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)思想，已經(jīng)完成的任務(wù)及達(dá)到的目標(biāo)，

4

（2）良

（3）中

（4）及格（5）不及格

3、回復(fù)教師提問(wèn)：

（1）優(yōu)（2）良（3）中（4）及格（5）不及格

設(shè)計(jì)思路明了、書寫條理明白，源程序結(jié)構(gòu)合理、明了，注釋說(shuō)明完整，有對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)。

包括設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)思想，已經(jīng)完成的任務(wù)及達(dá)到的目標(biāo)，設(shè)計(jì)思路基本明了、書寫條理基本明白，源程序結(jié)構(gòu)合理、明了，解釋說(shuō)明基本完整，有對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)。課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容基本完整，思路較明了，書寫基本明白，源程序結(jié)構(gòu)尚可，有解釋說(shuō)明但不完整

課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容基本完整，思路較差，書寫尚明白。課程設(shè)計(jì)