2018211958-孙淼-计科18-2班-系统软件综合设计报告(操作系统)1

《系统软件综合设计报告——基于操作系统资源分配图的死锁检测》 操作系统是计算机系统的核心，负责管理和控制硬件以及软件资源。在操作系统中，资源分配图是一种重要的工具，用于描述进程对资源的需求和分配状态，进而分析和预防死锁的发生。本设计报告详细介绍了根据课程要求，设计并实现一个用于检测进程死锁的资源分配图程序。 1. 课程设计任务与要求 任务主要分为两大部分：一是设计和实现资源分配图的数据结构及其操作，包括添加、删除结点和边，以及存储和读取资源分配图的功能；二是创建一个演示系统，通过图形用户界面（GUI）展示资源分配图的状态，并能检测死锁。设计过程中，需要创建一个自定义的资源分配图数据结构，包括描述资源类、资源分配和进程申请的三个子结构。同时，内核中需要实现一系列的函数来支持这些操作，例如初始化、增加或删除申请和分配，以及从文件加载和保存数据结构。此外，还需要设计一个检查死锁的算法。 2. 开发环境 开发环境选用Windows 10操作系统，Intel Core i7-8750H处理器，使用Visual Studio Community 2017作为开发工具，配合Qt 5.12.6进行GUI界面的设计。 3. 相关原理与算法 资源分配图是一种有向图，由进程结点（P1, P2, ... Pn）和资源结点（r1, r2, ... rn）组成。申请边表示进程对资源的请求，而赋给边表示资源已被分配给进程。在资源分配图中，通过分析环路来判断是否存在死锁。如果存在一条环路，其中每个进程都在等待环路中的下一个进程所占用的资源，那么就发生了死锁。本设计中，采用循环算法检查死锁，当检测到死锁时，简化资源分配图至导致死锁的步骤，通过GUI显示死锁状态。 4. 系统结构与算法设计思路 系统结构包括内核模块和用户界面模块。内核模块负责资源分配图的数据结构管理，实现各种操作，如添加、删除、修改等，并提供检查死锁的函数。用户界面模块则通过GUI展示资源分配图，用户可以通过交互操作调用内核模块的函数，同时提供实时刷新和数据显示功能，如已分配资源数和总资源数。 在设计中，考虑到GUI的实时性，引入了多线程思想，确保界面的流畅性。通过刷新线条函数，实现在不阻塞界面的情况下调用画图函数。另外，还提供了多个事件处理函数，以响应用户对内核函数的调用。 本设计旨在通过资源分配图这一抽象模型，深入理解操作系统中的资源管理和死锁问题，同时锻炼了实际编程和系统设计的能力。通过实际操作，不仅能够掌握资源分配图的构建和分析方法，还能提升软件开发和界面设计的实践经验。