0622操作系统新课程设计题目.doc

《操作系统》课程设计
学习完《操作系统》课程，通过一个具体的课程设计实践，可使学生对操作系统原理有更进一步的理解与应用，通过设计对操作系统有一个实现的尝试和创新的思维，同时发挥团队协作精神和个人创造能力。
选题：以下可任选一个。
分组：每组不可超过四人（包括四个），每组指定一个组长，每人设计系统中的一部分，集体协商整合。组长能够在设计过程中，能有效的组织和协调各个阶段的任务及融合。
要求：界面自行设计，语言自行选择。每组需写一份课程设计报告，内容包括：小组成员及分工，系统采用的语言、支撑平台、程序的模块功能分析、程序的流程图、程序功能段的说明及代码解释；实验体会与软件评价。
题目一：支持多个进程（线程）并发运行的简单进程（线程）管理模拟系统
（1~2）
1．实验内容
学习进程管理的设计与实现，学习和运用操作系统原理，设计一个操作系统子系统的模拟系统。通过该系统的设计调试可增加对操作系统实现的感知性。设计一个允许n个进程并发运行的进程管理的模拟系统。该系统包括简单的进程控制、同步及通信机构，其进程调度算法可任意选择。分析系统所需的数据结构、算法的流程以及划分各个功能模块。
2．实验原理
进程管理包括进程的创建、控制、阻塞、唤醒与撤消。进程在运行过程中状态在不断的变化。进程运行过程中，因为竞争资源而需对它们进行同步控制。所有这些在操作系统中用数据结构PCB来记录，系统通过PCB控制进程的运行。
在单处理机系统中，多道程序的引入，需要进程的调度程序来选择一个进程进行运行。比如常用的先来先服务、短进程优和优先级优先等等，也可以选择它们的结合调度算法。
题目二：文件系统设计
（2~3）
实验内容
通过一个简单的二级文件系统设计，加深对文件系统的内部功能以及内部实现的理解。要求模拟采用二级目录结构的磁盘文件系统的文件操作能实现以下几条命令，用输入命令来模拟用户程序中调用的文件操作：
Login用户登录
Dir列文件目录（列出文件名、物理地址、保护码和文件长度）
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
源文件可以进行读写保护
2．实验原理
文件系统管理中用到的数据结构有：
①首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。
②用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。如：file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。
题目三：模拟请求分页存储系统
（3~4）
具体要求
模拟仿真请求分页调度算法OPT、FIFO、LRU、CLOCK等模拟页面调度算法，并提供性能比较分析功能。通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解。通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。
题目四：磁盘调度算法
(3~4)
具体要求：
编程序实现下述磁盘调度算法,并求出每种算法的平均寻道长度：
1、先来先服务算法（FCFS）
2、最短寻道时间优先算法（SSTF）
3、扫描算法（SCAN）
4、循环扫描算法（CSCAN）
题目五：编程序模拟银行家算法,要求能体现算法的全过程。
(1~2)
实验内容:m个并发进程，P1，P2,……PM;他们共享n类资源，通过银行家算法在资源分配前检测是否安全，在安全的前提下进行分配，避免死锁的产生。
具体要求：1.实现银行家算法，能判断系统的安全状态，避免系统死锁。
2.能显示每个进程的当前分配状况，能显示系统空闲的资源数量。
3.能输入或自动产生资源请求，并利用银行家算法进行分配。
题目六：进程通信
(1~2)
具体要求：1.进程的创建和控制
2.进程的软中断通信
3.进程的管道通信
题目七：生产者、消费者问题
(1~2)
题目八：读者-写者问题
(1~2)
具体要求：使用多线程和信号量机制实现经典的读者写者问题，每个线程代表一个读者或一个写者。每个线程按照相应测试数据文件的要求进行读写操作。请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。
题目九：Spooling假脱机输入输出模拟
(2~3)
具体要求：设计一个SP00LING输出进程和两个请求输出的用户进程，以及一个SP00LING输出服务程序。当请求输出的用户进程希望输出一系列信息时，调用输出服务程序，由输出服务程序将该信息送入输出井。待遇到一个输出结束标志时，表示进程该次的输出文件输出结束。之后，申请一个输出请求块(用来记录请求输出的用户进程的名字、信息在输出井中的位置、要输出信息的长度等)，等待SP00LING进程进行输出。

附：

题目十：基于静态优先权和响应比的进程管理系统的设计（2~3人）要求：（1）设计一个完整的进程调度系统，系统中至少包括5个进程；（2）