操作系统课程设计任务书(2014级计算机、软件、网络).doc

操作系统课程设计任务书主要针对2014级计算机、软件、网络专业的学生，旨在通过实践加深对操作系统原理的理解。设计任务涵盖了操作系统的核心组件，包括进程与线程、处理机调度、存储管理、文件系统和设备管理。以下是这些设计任务的详细解析： 1. **进程与线程** - 该任务要求学生深入理解Linux中的进程和线程概念，掌握fork()和clone()系统调用。fork()创建独立的进程，而clone()则可以在共享资源的情况下创建线程。学生需要实现生产者-消费者模型，通过pipe()进行进程间通信，使用共享内存进行线程间通信，并解决互斥问题。 2. **处理机调度** - 设计目标是理解和实现实时调度算法，如最早截止期优先（EDF）和速率单调调度（RMS）。学生需要在Linux环境下用用户级线程模拟这两种算法，根据给定的实时任务判断可调度性，并以字符Gantt图显示调度结果。 3. **存储管理** - 学生需分析和比较UNIX中的最先适应（FF）、最佳适应（BF）和最坏适应（WF）存储分配策略。这涉及到修改malloc()和mfree()函数来实现不同策略，并评估它们的优缺点。 4. **文件系统** - 此任务要求在Linux文件系统上构建Hash结构文件，提供随机检索功能。学生需要设计一组库函数，包括文件创建、打开、关闭、读写等操作，并通过测试程序验证其功能。 5. **设备管理** - 设计目的是编写和安装简单的字符型设备驱动程序。学生将学习如何为具有读写操作的独占设备创建open(), close(), read(), write()等系统调用。 通过这些课程设计，学生将获得以下关键技能： - **并发编程**：理解和实践进程与线程的通信机制，了解同步和互斥。 - **调度算法**：掌握实时调度的基本原理，能够模拟和评估调度策略。 - **内存管理**：了解不同的存储分配策略及其影响。 - **文件系统扩展**：学习如何在现有文件系统上添加新功能，如Hash索引。 - **设备驱动开发**：熟悉Linux内核编程，能编写基本的设备驱动程序。 每个设计任务都要求提交详细的设计报告，包含设计目的、内容、准备、过程、结果分析、系统结构说明、用户手册以及个人体会，以全面展示学生的学习成果和理解深度。此外，报告的排版虽然不作统一要求，但须独立完成，体现出学生的原创性和思考能力。