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操作系统课程设计报告
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学 号：
班 级：
专 业：
指导教师：
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目录
一、课程设计的目的........................................................................................................................4
二、课程设计的要求........................................................................................................................4
三、内容一........................................................................................................................................5
3.1、项目描述...................................................................................................................................5
3.2、先来先服务(FCFS)调度算法和 SJF 调度算法原理...............................................................5
3.3、源程序结构分析及代码实现...................................................................................................6
3.3.1、实验环境........................................................................................................................6
3.3.2、设计思想说明................................................................................................................6
3.3.3、数据结构的说明............................................................................................................8
3.3.4、模块的算法流程图........................................................................................................8
3.3.5、代码展示......................................................................................................................12
3.4、运行及测试.............................................................................................................................24
3.5 遇到问题及解决........................................................................................................................26
四、 内容二....................................................................................................................................29
4.1、项目描述.................................................................................................................................29
4.2、shell 脚本编程原理 ................................................................................................................29
4.2.1、shell 脚本语言介绍 .....................................................................................................29
4.2.2、shell 的执行： .............................................................................................................29
4.3、源程序结构分析及代码实现.................................................................................................30
4.3.1、实验环境......................................................................................................................30
4.3.2、设计思想说明..............................................................................................................30
4.3.3、数据结构的说明..........................................................................................................30
4.3.4、模块的算法流程图......................................................................................................30
4.3.5、代码展示......................................................................................................................31
4.4、运行及测试.............................................................................................................................31
4.5、遇到问题及解决.....................................................................................................................32
五、 内容三....................................................................................................................................33
5.1、项目描述.................................................................................................................................33
5.2、实验原理.................................................................................................................................33
5.3、源程序结构分析及代码实现.................................................................................................33
5.3.1、实验环境......................................................................................................................33
5.3.2、设计思想说明..............................................................................................................33
5.3.3、Linux 模块代码： .......................................................................................................34
5.4、运行测试.................................................................................................................................34
5.5、遇到问题及解决.....................................................................................................................35
六、内容四......................................................................................................................................37
6.1、项目描述.................................................................................................................................37
6.2、实验原理.................................................................................................................................37
6.3、源程序结构分析及代码实现.................................................................................................37
6.3.1、实验环境......................................................................................................................37
6.3.2、代码展示......................................................................................................................38
6.4、运行及测试.............................................................................................................................42
6.5、遇到问题及解决.....................................................................................................................44
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七、内容五......................................................................................................................................45
7.1、项目描述.................................................................................................................................45
7.2、实验原理.................................................................................................................................45
7.3、源程序结构分析及代码实现.................................................................................................45
7.3.1、实验环境......................................................................................................................45
7.3.2、代码展示......................................................................................................................45
7.4、运行及测试.............................................................................................................................47
7.5、遇到问题及解决.....................................................................................................................48
八、课程设计总结..........................................................................................................................50
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一、课程设计的目的
操作系统是计算机系统的核心系统软件，它负责控制和管理整个系统的资源
并组织用户协调使用这些资源，使计算机高效的工作。《操作系统系统课程设计》
是《操作系统》理论课的必要补充，是复习和检验所学课程的重要手段，本课程
设计的目的是综合应用学生所学知识，通过实验环节，加深学生对操作系统基本
原理和工作过程的理解，提高学生独立分析问题、解决问题的能力，增强学生的
动手能力。
二、课程设计的要求
1．分析设计内容，给出解决方案（要说明设计实现的原理，采用的数据结
构）。
2．画出程序的基本结构框图和流程图。
3．对程序的每一部分要有详细的设计分析说明。
4．源代码格式要规范。
5．设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析。
6．设计中遇到的问题，设计的心得体会。
7．按期提交完整的程序代码、可执行程序和课程设计报告。
8. 独立完成，每天填写设计日志。
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三、内容一
3.1、项目描述
要求：理解操作系统中的经典算法，并在 Linux 系统下用 C 程序模拟实现；
内容：
（1）处理机调度算法的模拟实现类
先来先服务调度算法、短作业优先、时间片轮转调度算法、优先级调度算法
等的模拟和比较；
银行家算法的模拟实现；
3.2、先来先服务(FCFS)调度算法和 SJF 调度算法原理
（1）FCFS 调度算法
先来先服务调度算法是一种简单的调度算法，按照进程到达的顺序进行调度。
当一个进程到达后，如果 CPU 空闲，就将其分配给 CPU 执行，否则就将其放入就
绪队列等待。
原理：按照进程到达的先后顺序安排进程的执行顺序。当一个进程到达时，
如果 CPU 空闲，则立即将其分配给 CPU 执行。如果 CPU 正在执行进程，那么新到
达的进程将被放入就绪队列。在当前执行进程执行完毕后，从就绪队列中选择下
一个进程运行。
（2）SJF 调度算法
SJF(Shortest Job First)短作业优先，优先选择执行时间最短的进程。当一
个进程到达时，系统会比较该进程的执行时间与就绪队列中其他进程的执行时间，
将执行时间最短的进程分配给 CPU 执行。
原理：当一个进程到达时，系统首先比较该进程的执行时间与当前正在执行
的进程的执行时间。如果新到达的进程的执行时间比当前正在执行的进程的执行
时间更短，则将 CPU 从当前进程切换到新到达的进程。如果新到达的进程的执行
时间与当前进程一样短或更长，则将新到达的进程放入就绪队列中等待。当前进
程执行完毕后，系统从就绪队列中选择执行时间最短的进程分配给 CPU 执行。SJF
调度算法的目标是使平均等待时间最小化。因为执行时间短的进程可以更快地完
成，所以该算法通常能够获得较低的平均等待时间。
（3）RR 调度算法
RR 调度算法是一种抢占式调度算法，每个进程被分配一个时间片，在时间
片用完后，进程被暂停并放回就绪队列的末尾，下一个进程被调度执行。
原理：每个进程被分配一个固定长度的时间片（例如 10ms）。当一个进程
获得 CPU 后开始执行，如果在时间片结束之前进程执行完毕，则进程继续执行下
