操作系统课程设计2013+.docx

操作系统课程设计是一个重要的实践环节，旨在让学生深入理解操作系统的核心概念和机制。在这个过程中，学生将接触到多个关键领域，包括文件系统、存储管理以及系统资源的分配与回收。 我们来看第一个任务——模拟UNIX/Linux文件系统。这个设计要求学生在现有的操作系统上创建一个大文件，然后将其当作一个虚拟硬盘来实现一个简单的文件系统。基本需求包括： 1. 分配20MB的硬盘空间。 2. 实现1KB大小的盘块，区分正规文件和不同类型的文件，如目录、块设备和管道。 3. 使用i节点来存储文件信息，包括文件类型、物理地址、文件长度和连接计数。 4. 管理空闲盘块，可以采用成组链接法(UNIX)或位示图法(Linux)。 5. 创建目录时分配4个物理块，存储文件名和其他信息。 6. 实现一系列操作，如初始化、文件创建、子目录创建、文件打开、文件删除、目录删除、目录显示和系统信息显示。 第二个任务是模拟一个小型文件系统，简化了第一个任务的要求，不支持子目录，文件连续分配。提供的命令包括显示文件名、创建文件、拷贝文件、删除文件和重命名文件。进一步增强时，可以添加子目录机制和非连续分配。 第三个任务涉及请求页式存储管理方案的实现。学生需要编写模拟程序，模拟指令地址流，包括顺序执行、前地址部分和后地址部分的访问。页面淘汰算法可以选择最久未使用(LRU)、先进先出(FIFO)或最少使用(LFU)等。 第四个任务是设计固定式分区分配的存储管理方案，模拟内存分配和回收过程。这个任务关注的是如何有效地管理有限的内存资源，避免碎片，并确保程序运行的稳定性。 在课程设计过程中，学生还需要完成报告，包括程序的结构框图、流程图、详细设计分析、源代码注释、测试用例和结果分析、遇到的问题和解决方法、心得体会以及可能的改进方案。此外，报告应当按照学术论文的标准格式撰写，包含封面、目录、摘要、关键词、总结、参考文献等部分。 开发工具的选择是自由的，学生可以根据自己的熟悉程度选择适合的编程语言和环境。完成这些任务将有助于学生提升编程技能，掌握操作系统原理，并锻炼问题解决能力。通过这样的实践，学生能够更好地理解操作系统如何管理硬件资源，如何提供高效、可靠的文件系统服务，以及如何优化存储和内存管理策略。