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课程设计报告 ( 2011-- 2012年度第1学期) 名 称： 操作系统原理课程设计B 院 系： 信息工程系 班 级： 计算机10k1 学 号 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1 成 绩： 日期：2012年 12 月11日 《操作系统原理课程设计B》课程设计 任 务 书 一、 目的与要求 1. 理解和掌握操作系统的基本概念、基本组成与工作原理； 2. 理解和掌握操作系统中主要功能模块的工作原理及其实现算法； 3. 掌握软件模块设计技能；熟悉并能较好地利用软件开发环境独立编程、调试和分 析程序运行情况，逐渐形成创新思维和从事系统软件的研究和开发能力。 二、 主要内容 采用某种程序设计语言，设计与开发一个仿真操作系统，要求具备进程调度、存储器 管理、文件及设备管理等基本功能，具体内容包括： 1. 模拟单处理器系统的进程调度，加深对进程的概念及进程调度算法的理解； 2. 编写一个多线程程序，加深对现代操作系统中线程的理解； 3. 编写和调试一个银行家算法程序，加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体 会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法； 4. 用可变分区算法模拟主存的分配和回收，加 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和控制计算机硬件与软件资源，为用户提供高效、便捷的交互环境。在《操作系统原理课程设计B》中，学生通过实际编程和模拟操作系统的功能，来深入理解和掌握操作系统的基本概念、组成以及工作原理。这份课程设计旨在培养学生的软件模块设计技能，以及独立编程、调试和分析程序的能力。 课程设计的主要内容分为以下几个部分： 1. **进程调度**：模拟单处理器系统的进程调度，通常涉及不同进程之间的切换。这要求学生理解进程的概念，如进程状态（新建、就绪、运行、等待）以及调度算法，例如时间片轮转法。通过编程实现，可以更好地理解如何按照一定的策略分配处理器资源。 2. **线程管理**：编写一个多线程程序，让学生理解在现代操作系统中线程的运用，线程是进程内的执行单元，共享进程资源，可提高并发性和系统效率。线程的创建、同步和通信机制是此部分的重点。 3. **资源分配与死锁**：实现银行家算法，这是一个预防死锁的策略，用于安全地分配系统资源。通过编写和调试，学生能理解资源申请、避免死锁的原理，以及如何在实践中防止死锁的发生。 4. **存储器管理**：应用可变分区算法模拟内存分配和回收，让学生掌握不同的内存分配策略，如首次适应、最佳适应、最差适应等，以及如何有效地处理内存碎片问题。 5. **虚拟存储管理**：模拟虚拟存储器中的缺页中断和页面置换算法，如FIFO、LRU、LFU等，帮助学生理解如何在物理内存有限的情况下，通过虚拟内存机制提供更大的逻辑地址空间。 6. **设备管理**：模拟设备的分配与回收，理解I/O设备的分类，以及I/O请求的处理流程，如缓冲技术、中断处理和DMA（直接存储器访问）等。 7. **文件管理**：模拟文件系统的操作，包括文件的创建、读写、删除等，以及文件的组织结构（如目录结构），使学生理解文件系统如何高效地存储和检索数据。 8. **磁盘调度**：模拟磁盘调度算法，如FCFS（先来先服务）、SCAN、C-SCAN、短寻道时间优先等，以优化磁盘的读写速度。 设计过程中，学生需要按照指定的时间表进行，逐步完成分析、设计、编程、调试和集成，最后形成一个小型虚拟操作系统。考核方式包括实验结果、实验报告和个人表现，确保全面评估学生的能力。 通过这个课程设计，学生不仅能理论联系实践，还能培养解决实际问题的能力，为未来从事系统软件的研究和开发奠定坚实的基础。