操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和协调系统的硬件和软件资源，提供给用户和其他软件一个抽象的、高效的工作环境。在本课程设计中，学生需要设计并实现一个小型操作系统，涵盖处理机管理、存储器管理和虚拟存储器的缺页调度三个核心部分。
**处理机管理**
处理机管理主要包括两种调度算法：先来先服务（FCFS）和时间片轮转（RR）。
1. **FCFS算法**：这是一种非剥夺式的调度策略，按照进程到达CPU的先后顺序进行调度。每个进程一旦开始执行，就会一直执行到完成或者被高优先级的进程抢占。在FCFS中，需要维护一个进程队列，包含进程的名称、编号、到达时间、开始运行时间、运行时间和优先级等信息。实现时，可以通过链表数据结构来组织这些信息，并根据时间顺序调度进程。
2. **时间片轮转算法**：该算法将所有就绪进程放入一个循环队列中，每个进程在CPU上运行一个固定的时间片（如10毫秒），时间片结束后，进程会被送回就绪队列的末尾，等待下一次被调度。这种方法可以保证所有进程都能得到一定的执行机会，提高响应时间。
**存储器管理**
存储器管理涉及可变式分区分配，这里提到了首次适应（FF）和最佳适应（BF）两种策略。
1. **首次适应算法**：在空闲分区链表中，从头开始寻找，一旦找到足够大的空闲分区就分配给进程。这种方法避免了在内存低地址部分产生大量小碎片，但可能会导致高地址部分的大空闲区被浪费。
2. **最佳适应算法**：与首次适应类似，也是遍历空闲分区，但它选择满足需求的最小的空闲分区进行分配。这样可以尽量保持大块的空闲空间，有利于处理大进程的分配，但也可能导致更多的小碎片。
**虚拟存储器的缺页调度**
在虚拟存储器系统中，由于物理内存有限，操作系统需要使用缺页调度算法来决定何时将页面从磁盘交换到内存，以及何时将页面从内存交换到磁盘。课程设计提到了FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）两种算法。
1. **FIFO算法**：简单地按照页面进入内存的顺序淘汰最先进入的页面。这种算法实现简单，但可能导致频繁换出最近频繁使用的页面。
2. **LRU算法**：保留最近最少使用的页面，因为假设最近经常使用的页面未来也很可能被访问。当需要淘汰页面时，会选择最近最久未使用的页面。LRU通常能提供比FIFO更好的性能，但实现起来复杂度较高。
在设计过程中，需要创建一个主界面，通过这个界面可以链接到各个管理模块，模拟以上各种算法的操作，以便于观察和分析不同调度策略对系统性能的影响。同时，需要计算并展示平均作业周转时间和平均带权作业周转时间，以评估调度效率。通过这样的课程设计，学生可以深入理解操作系统的内部运作机制，提高实际编程和问题解决能力。
