计算机操作系统”课程设计大作业
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摘要银行家算法是一个用来预防系统进入死锁状态的算法,用它可以判断系统的安全性,如果系统当前处于安全状态,则可以为申请资源的进程分配资源,如果不是安全状态,则不能为申请资源的进程分配资源。
银行家算法执行过程中,首先判断申请资源的进程所申请的资源数目是否合法,若是合法的,则可以为其进行试分配,再利用安全性算法求出安全序列,·如果存在安全序列,则说明可以给申请资源的进程分配资源,分配成功,继续为其它进程服务。
如果找不到安全序列,则说明为该进程分配资源后系统会进入不安全状态,所以不能为该进程分配资源,使该进程进入阻塞状态。
若申请资源的进程申请的资源数目不合法,则不需要进行试分配,直接使其进入阻塞状态,处理其他申请资源的进程。
论文首先对算法的设计从总体上进行了分析,然后分析各个细节,再对算法分模块设计,并对各个模块的算法思想通过流程图表示,分块编写代码,并进行调试和测试,最后进行组装测试及系统测试,使其成为一个可以用来判断系统安全状态的程序。
关键词:可用资源最大需求矩阵分配矩阵需求矩阵安全性算法安全序列目录一、绪论 (3)二、需求分析 (4)三、算法分析 (5)四、详细设计 (6)五、程序调试 (9)六、总结 (11)参考文献 (12)附录(源代码) (13)一、绪论Dijkstra (1965)提出了一种能够避免死锁的调度算法,称为银行家算法。
它的模型基于一个小城镇的银行家,他向一群客户分别承诺了一定的贷款额度,每个客户都有一个贷款额度,银行家知道不可能所有客户同时都需要最大贷款额,所以他只保留一定单位的资金来为客户服务,而不是满足所有客户贷款需求的最大单位。
这里将客户比作进程,贷款比作设备,银行家比作系统。
客户们各自做自己的生意,在某些时刻需要贷款。
在某一时刻,客户已获得的贷款和可用的最大数额贷款称为与资源分配相关的系统状态。
一个状态被称为是安全的,其条件是存在一个状态序列能够使所有的客户均得到其所需的贷款。
华南理工大学
“计算机操作系统”课程设计大作业
一、题目: 动态内存分区分配方式模拟
二、目的
假设初始态下,可用内存空间为640K,并有下列请求序列,请分别用首次适应算法和最佳适应算法为作业分配和回收内存块,并显示出每次分配和回收后的空闲分区链的情况来以及内存占用情况图。
作业1申请130K
作业2申请60K
作业3申请100k
作业2释放60K
作业4申请200K
作业3释放100K
作业1释放130K
作业5申请140K
作业6申请60K
作业7申请50K
作业6释放60K
三、实验要求:
每人完成一份大作业实验报告。
报告分设计思想、数据定义、处理流程、源程序、运行结果、设计体会等部分。
1)给出数据定义和详细说明;
2)给出实现思想和设计流程;
3)调试完成源程序;
4)屏幕观察运行结果;
5)总结自己的设计体会;
编程工具及操作系统平台不限,建议用VC6. 0或JA V A开发。
四、提交内容
本大作业每个人必须单独完成。
最后需提交的内容包括:源程序(关键代码需要注释说明)、可运行程序、算法思路及流程图、心得体会。
将以上内容刻入光盘,光盘上写明班级、学号、姓名信息,再将大作业要求、源程序及注释、算法思路及流程图、心得体会等打印出来。
最后将打印稿及光盘统一交给教务员。
过期自负。
大作业严禁抄袭。
发现抄袭一律以不及格论。
操作系统课程设计所在班级:0310401班学生学号:031040109学生姓名:李雨晴论文题目:生产者和消费者问题任课教师:李艳老师完成日期: 2012年12月2日目录操作系统课程设计 (1)一、课程的地位、目标和任务 (3)二、课程设计的基本要求 (3)1.课程设计要求: (3)2.学习要求: (3)三、题目分析 (3)1.题目的特点: (3)2.采用信号量机制: (4)2.1. PV原语操作的动作 (4)2.2信号量 (4)四、课程设计的内容 (5)1.实验程序的结构图(流程图) (5)2. 数据结构及信号量定义的说明 (5)2 .1 CreateThread (5)2.2. CreateMutex (6)2.3. CreateSemaphore (6)2.功能模块 (7)五、课程实现的内容 (7)1.课程设计的实验环境 (7)2. 实验的步骤 (8)2.1 打开VC (8)2.2在工程中创建源文件" R_WP1.cpp": (8)2.3通过调用菜单命令项build->build all进行编译连接 (8)3.代码实现的具体分析 (8)3.1.使用信号量解决生产者-消费者问题 (10)3.2.使用消息传递解决生产者-消费者问题 (12)六、个人体会 (15)参考文献 (15)附录:具体实现代码 (16)一、课程的地位、目标和任务“操作系统”是计算机专业的核心专业课,“操作系统课程设计”是理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法的重要实践环节。
本课程通过设计实现一个综合作业,加深对操作系统原理的理解,提高综合运用所学知识的能力,培养学生独立工作和解决问题的能力,取得设计与调试的实践经验,为今后进一步从事计算机系统软件和应用软件的分析、研制和开发打下良好的基础。
二、课程设计的基本要求1.课程设计要求:教学内容:用信号量机制解决生产者和消费者问题。
重点:信号量实现进程同步的算法难点:进程同步的实现2.学习要求:理解生产者和消费者模型,掌握利用信号量实现进程同步的方法,通过对实际问题的编程实现,获得实际应用和编程能力。
“计算机操作系统”课程设计大作业一、题目: 页面置换算法模拟实验二、目的分别采用最佳(Optimal)置换算法、先进先出(FIFO)页面置换算法和最近最少使用(LRU)置换算法对用户输入的页面号请求序列进行淘汰和置换,从而加深对页面置换算法的理解。
三、内容和要求请用C/C++语言编一个页面置换算法模拟程序。
用户通过键盘输入分配的物理内存总块数,再输入用户逻辑页面号请求序列,然后分别采用最佳(Optimal)置换算法、先进先出(FIFO)页面置换算法和最近最少使用(LRU)置换算法三种算法对页面请求序列进行转换,最后按照课本P150页图4-26的置换图格式输出每次页面请求后各物理块内存放的虚页号,并算出每种算法的缺页次数。
最后评价三种页面置换算法的优缺点。
三种页面置换算法的思想可参考教材P149-P152页。
假设页面号请求序列为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给某进程的物理块数分别为3块和4块时,试用自己编写的模拟程序进行页面转换并输出置换图和缺页次数。
四、提交内容本大作业每个人必须单独完成,大作业以WORD附件形式提交。
最后需提交的内容包括:算法算法思路及流程图、数据结构说明、源程序(关键代码需要注释说明)、运行结果截图、心得体会及总结。
大作业严禁抄袭。
发现抄袭一律以不及格论。
请大家严格按照大作业题目来编写程序,不要上交以前布置的大作业。
如果提交的大作业题目与本文档要求不符,成绩一律为不及格。
请大家按时在网院网上系统里提交大作业,过了规定时间将无法再补交大作业。
答:一、思路页面置换算法:当CPU接收到缺页中断信号,中断处理程序先保存现场,分析中断原因,转入缺页中断处理程序。
该程序通过查找页表,得到该页所在外存的物理块号。
熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令,练习并掌握UNIX提供的vi 编辑器来编译C程序,学会利用gcc、gdb编译、调试C程序,学会如何把学到的知识用于解决实际问题,培养学生!。
内容仅供参考1.谈谈你对本课程学习过程中的心得体会与建议?转眼间,学习了一个学期的计算机操作系统课程即将结束。
在这个学期中,通过老师的悉心教导,让我深切地体会到了计算机操作系统的一些原理和具体操作过程。
在学习操作系统之前,我只是很肤浅地认为操作系统只是单纯地讲一些关于计算机方面的操作应用,并不了解其中的具体操作过程和实用性。
通过这一学期的学习,我才知道操作系统(Operating System,简称OS)是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等,使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。
操作系统这门课程并不是教你如何使用操作系统的,而是讲操作。
总而言之,操作系统的一些原理在生活中都可以找到相应的例子。
结合生活中的例子,可以化抽象为具体,我们会更加清楚地了解到其原理与操作过程。
我觉得通过我们的不断学习,结合生活中的实际问题,我们就会把操作系统学得更好。
总体来说,通过这次的对操作系统的总结,有收获也有遗憾、不足的地方,但我想,我已经迈入了操作系统的大门,只要我再认真努力的去学习,去提高,肯定能让自己的知识能力更上一层楼。
进程同步与互斥生产者-消费者问题1、设计思路在这次设计中定义的多个缓冲区不是环形循环的,并且不需要按序访问。
其中生产者可以把产品放到某一个空缓冲区中,消费者只能消费被指定生产者生产的产品。
本设计在测试用例文件中指定了所有生产和消费的需求,并规定当共享缓冲区的数据满足了所有有关它的消费需求后,此共享才可以作为空闲空间允许新的生产者使用。
本设计在为生产者分配缓冲区时各生产者之间必须互斥,此后各个生产者的具体生产活动可以并发。
而消费者之间只有在对同一个产品进行消费时才需要互斥,它们在消费过程结束时需要判断该消费者对象是否已经消费完毕并释放缓冲区的空间。
2、程序流程图3基本内容在设计程序时主要有三个主体部分、三个辅助函数和一个数据结构。
操作系统⼤作业操作系统实验报告进程调度实验⼀.实验题⽬⽤C语⾔编写和调试⼀个进程调度程序,模拟进程调度过程。
调度算法采⽤优先数算法和先来先服务算法。
⼆.⽬的要求1.把理论与实践紧密结合,加深对进程的概念及进程调度算法的理解。
取得较好的学习效果2.加深对操作系统课程的理解。
使学⽣更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能,具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能⼒。
3.培养学⽣的系统程序设计能⼒。
三.实验内容设计⼀个有N个进程并⾏的进程调度程序。
其中:1)进程调度算法:采⽤最⾼优先数优先的调度算法分配处理机和先来先服务算法来排队,总的过程采⽤时间⽚轮转算法。
2)每个进程有⼀个进程控制块(PCB)表⽰。
进程控制块可以包含如下信息:进程名、优先数、到达时间、需要运⾏时间、已⽤CPU时间、进程状态。
3)进程的优先数及需要的运⾏时间可以事先⼈为地指定。
进程的到达时间为进程输⼊的时间。
4)进程的运⾏时间以时间⽚为单位进⾏计算。
5)每个进程的状态可以是就绪W(Wait)、运⾏R(Run)、或完成F(Finish)三种状态之⼀。
6)就绪进程获得CPU后都只能运⾏⼀个时间⽚。
⽤已占⽤CPU时间加1来表⽰。
7)果运⾏⼀个时间⽚后,进程的已占⽤CPU时间已达到所需要的运⾏时间,则撤消该进程;如果运⾏⼀个时间⽚后进程的已占⽤CPU时间还未达所需要的运⾏时间,也就是进程还需要继续运⾏,此时应将进程的优先数减1(即降低⼀级),然后把它插⼊相应优先级就绪队列等待CPU。
8)每进⾏⼀次调度程序都打印⼀次运⾏进程、就绪队列、以及各个进程的PCB,以便进⾏检查。
9)重复以上过程,直到所要进程都完成为⽌。
四.整体功能设计五.进程调度流程图:EXIT六.C语⾔编程实现及数据结构6.1 C程序见报告后⾯的代码6.2 数据结构6.2.1 在实验中共有8个进程。
进程优先级为1到3,进程状态为:“wait”,“run”,“finish”中的⼀种。
华南理工大学“计算机操作系统”课程设计大作业1)给出数据定义和详细说明;struct block_s{/*该块的实际长度,不包括block_s的大小。
*/int length;/*申请该块的作业,为0表示该块空闲。
*/int owner;/*当该块是空闲块时,offset表示下一空闲块的偏移,offset为TOTAL_BYTE表示该块是最后一个空闲块。
当该块非空闲块时,offset表示作业实际申请的大小。
*/int offset;};2)给出实现思想和设计流程;该算法遍历空闲链表,找第一个大小能满足要求的块。
然后,若找到的块足够大,再把该块切成两块,返回第一块给调用者;把第二块加到空闲区链表中。
该算法遍历整个空闲链表,找一个大小能满足要求的块。
并且该块是所有能满足要求的空闲块中,大小最小的块。
然后,若找到的块足够大,再把该块切成两块,返回第一块给调用者;把第二块加到空闲区链表中。
3)调试完成源程序;#include "stdio.h"#include <stdlib.h>#include <conio.h>#define n 10 /*假定系统允许的最大作业为n,假定模拟实验中n值为10*/#define m 10 /*假定系统允许的空闲区表最大为m,假定模拟实验中m值为10*/ #define minisize 100struct{float address; /*已分分区起始地址*/float length; /*已分分区长度,单位为字节*/int flag; /*已分配区表登记栏标志,用"0"表示空栏目*/}used_table[n]; /*已分配区表*/struct{float address; /*空闲区起始地址*/float length; /*空闲区长度,单位为字节*/int flag; /*空闲区表登记栏标志,用"0"表示空栏目,用"1"表示未分配*/ }free_table[m]; /*空闲区表*/allocate(char J,float xk){/*采用最优分配算法分配xk大小的空间*/int i,k;float ad;k=-1;for(i=0;i<m;i++) /*寻找空间大于xk的最小空闲区登记项k*/ if(free_table[i].length>=xk&&free_table[i].flag==1)if(k==-1||free_table[i].length<free_table[k].length)k=i;if(k==-1)/*未找到可用空闲区,返回*/{printf("无可用空闲区\n");return 0;}/*找到可用空闲区,开始分配:若空闲区大小与要求分配的空间差小于msize大小,则空闲区全部分配;若空闲区大小与要求分配的空间差大于minisize大小,则从空闲区划出一部分分配*/if(free_table[k].length-xk<=minisize){free_table[k].flag=0;ad=free_table[k].address;xk=free_table[k].length;}else{free_table[k].length=free_table[k].length-xk;ad=free_table[k].address+free_table[k].length;}/*修改已分配区表*/i=0;while(used_table[i].flag!=0&&i<n) /*寻找空表目*/ i++;if(i>=n) /*无表目填写已分分区*/{printf("无表目填写已分分区,错误\n");/*修正空闲区表*/if(free_table[k].flag==0)/*前面找到的是整个空闲分区*/free_table[k].flag=1;else{/*前面找到的是某个空闲分区的一部分*/free_table[k].length=free_table[k].length+xk;return 1;}else{/*修改已分配表*/used_table[i].address=ad;used_table[i].length=xk;used_table[i].flag=J;}return 1;}/*主存分配函数结束*/reclaim(char J){/*回收作业名为J的作业所占主存空间*/ int i,k,j,s,t;float S,L;/*寻找已分配表中对应登记项*/s=0;while((used_table[s].flag!=J||used_table[s].flag==0)&&s<n) s++;if(s>=n)/*在已分配表中找不到名字为J的作业*/{printf("找不到该作业\n");return 0;}/*修改已分配表*/used_table[s].flag=0;/*取得归还分区的起始地址S和长度L*/S=used_table[s].address;L=used_table[s].length;j=-1;k=-1;i=0;/*寻找回收分区的空闲上下邻,上邻表目k,下邻表目j*/ while(i<m&&(j==-1||k==-1)){if(free_table[i].flag==1){if(free_table[i].address+free_table[i].length==S)k=i;/*找到上邻*/ if(free_table[i].address==S+L)j=i;/*找到下邻*/}i++;}if(k!=-1)if(j!=-1)/* 上邻空闲区,下邻空闲区,三项合并*/{free_table[k].length=free_table[j].length+free_table[k].length+L;free_table[j].flag=0;}else/*上邻空闲区,下邻非空闲区,与上邻合并*/free_table[k].length=free_table[k].length+L;elseif(j!=-1)/*上邻非空闲区,下邻为空闲区,与下邻合并*/{free_table[j].address=S;free_table[j].length=free_table[j].length+L;}else/*上下邻均为非空闲区,回收区域直接填入*/{/*在空闲区表中寻找空栏目*/t=0;while(free_table[t].flag==1&&t<m)t++;if(t>=m)/*空闲区表满,回收空间失败,将已分配表复原*/{printf("主存空闲表没有空间,回收空间失败\n");used_table[s].flag=J;return 0;}free_table[t].address=S;free_table[t].length=L;free_table[t].flag=1;}return 1;}/*主存回收函数结束*/main( ){int i,a;float xk;char J;/*空闲分区表初始化:*/free_table[0].address=10240;free_table[0].length=102400;free_table[0].flag=1;for(i=1;i<m;i++)free_table[i].flag=0;/*已分配表初始化:*/for(i=0;i<n;i++)used_table[i].flag=0;while(1){printf ( "选择功能项(0-退出,1-分配主存,2-回收主存,3-显示主存)\n");printf("选择功项(0~3) :");scanf("%d",&a);switch(a){case 0: exit(0); break;case 1: /*a=1分配主存空间这一句后面需要代码*/ printf("请输入作业名请输入作业大小:");scanf("%c%f\n",&J,&xk);allocate( J, xk);case 2: /*a=2回收主存空间这一句后面需要代码*/ printf("需要回收的作业:");scanf("%c\n",&J);reclaim(J);case 3: /*a=3显示主存情况*//*输出空闲区表和已分配表的内容*/printf("输出空闲区表:\n起始地址分区长度标志\n");for(i=0;i<m;i++)printf("%6.0f%9.0f%6d\n",free_table[i].address,free_table[i].length, free_table[i].flag);printf(" 按任意键,输出已分配区表\n");getch();printf(" 输出已分配区表:\n起始地址分区长度标志\n");for(i=0;i<n;i++)if(used_table[i].flag!=0)printf("%6.0f%9.0f%6c\n",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);elseprintf("%6.0f%9.0f%6d\n",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);break;default:printf("没有该选项\n");}/*case*/}/*while*/}/*主函数结束*/4)屏幕观察运行结果;5)总结自己的设计体会;通过这次课程设计,不仅让我了解了模型机的硬件结构和怎么去设计微程序,更重要的还让我学会了、或者说是验证了“做事一定要有次序和对事物的总体把握”这句话。
“计算机操作系统”课程设计大作业实验报告年级:09年秋专业:计算机科学与技术姓名:陈德富学号:200915553013004一、题目: 创建线程,利用互斥实现线程共享变量通信二、目的掌握线程创建和终止,加深对线程和进程概念的理解,会用同步与互斥方法实现线程之间的通信。
三、概述:为了确保读线程读取到的是经过修改的变量,必须在向变量写入数据时禁止其他线程对它的任何访问,直至赋值过程结束后再解除对其他线程的访问限制。
这保证了线程了解其他线程任务处理结束后的结果而采取的保护措施称为线程同步。
从大的方面来讲,线程的同步分为用户模式的线程同步和内核对象的线程同步。
用户模式中线程的同步方法有原子访问和临界区等方法。
它的特点是同步速度特别快,适合对线程运行速度有严格要求的场合。
内核对象的线程同步由事件、等待定时器、信号量以及信号灯等内核对象构成。
由于这同步机制使用了内核对象,使用时一定要将线程从用户模式切换到内核模式,而这种转换一般要耗费近千个CPU周期,所以同步速度较慢,但适用性却要远优于用户模式的线程临界区临界区是一段独占对某些共享资源访问的代码,在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。
通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码,速度快,适合控制数据访问若有多个线程试图同时访问临界区,那么在有一个线程进入后其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起,并一直持续到进入临界区的线程离开。
临界区在被释放后,其他线程可继续抢占,并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。
使用临界区保持线程同步以下是通过一段代码说明了临界区在保护多线程访问共享资源中的作用。
通过两个线程分别对全局变量g_cArray[10]进行写入操作,用临界区结构对象g_cs来保持线程的同步,并在开启线程前对它进行初始化。
为了使实验效果更明显,体现出临界区的作用,在线程函数对共享资源g_cArray[10]的写入时,以Sleep()函数延迟1毫秒,令其他线程同它抢占CPU的可能性加大。
计算机操作系统课程设计1. 引言计算机操作系统是计算机科学与技术专业中的重要课程之一。
本文档旨在为《计算机操作系统》课程设计提供指导和参考。
课程设计是对所学内容的综合应用,具有一定的实践性和创新性。
通过完成课程设计,学生可以加深对操作系统原理的理解,提升对操作系统的实践能力。
2. 课程设计目标通过本次课程设计,学生应达到以下目标:•理解计算机操作系统的基本原理和功能•掌握操作系统的各类资源调度算法•能够设计和实现简单的操作系统模块•学会使用相关工具和技术进行操作系统的开发和测试•提高解决问题的能力和团队协作能力3. 课程设计内容3.1 任务背景本次课程设计的任务背景是设计一个简单的操作系统,在该操作系统中实现进程管理、内存管理和文件系统等基本功能。
该操作系统应具备如下特性:•多道程序并发执行•内存管理,包括分区管理和页面置换算法•进程调度和资源管理•文件系统,支持文件的创建、打开、读写和删除等操作3.2 设计要求学生需按照以下要求设计和实现操作系统:•使用C/C++等编程语言进行开发•能够进行基本的进程管理,包括进程创建、调度和终止等操作•实现简单的内存管理功能,包括内存分配和释放•实现简单的文件系统,包括文件的读写和管理•进行系统性能测试和性能调优•撰写完整的设计报告,包括设计思路、实现过程和测试结果等3.3 设计流程本次课程设计的大致流程如下:1.确定设计目标和任务背景2.进行系统设计,包括进程管理、内存管理和文件系统设计3.进行系统实现,编写相应的代码4.进行系统性能测试和性能调优5.撰写设计报告和总结4. 评分标准学生的课程设计成绩将根据以下标准进行评分:•系统功能的完备性:20%•设计思路和实现方法:30%•系统性能测试和性能调优:20%•文档报告的完整性和可读性:20%•团队协作和实践能力:10%5. 学习资源为了顺利完成课程设计,学生可以参考以下学习资源:•《操作系统概念》(西尔伯沙茨等著)•操作系统相关的官方文档和教程•在线编程资源和论坛,如GitHub和Stack Overflow6. 结语《计算机操作系统》课程设计是计算机科学与技术专业中重要的实践环节。
题目:1.谈谈你对本课程学习过程中的心得体会与建议?在本科的课程的学习中我对计算器的操作系统有了很深层次的认识.对于一个系统的组成与他的组件都有了全方面的新认识.一个系统的组成以及系统的完美运行.需要各个组件的通力协作才能保证一个系统的完整运行2.《操作系统》课程设计,从以下5个题目中任选其一作答。
《操作系统》课程设计注意:从以下5个题目中任选其一作答。
总则:不限制编程语言,可以选用C/C++等(具体工具平台及语言可以自己根据自己的习惯选用,不必完全按照上述技术要求)作业提交:大作业上交时文件名写法为:[以附件word文档形式上交离线作业(附件的大小限制在10M以内),选择已完成的作业(注意命名),点提交即可。
如下图所示。
注意事项:独立完成作业,不准抄袭其他人或者请人代做,如有雷同作业,(2)算法思路:简单介绍算法的基本思想,100字左右即可。
(3)算法数据结构:列出主要用的数据结构,比如最大需求矩阵Max[][] ,已分配矩阵Allocation[][]等,只需要列出数据结构名称即可。
(4)主要函数代码:由于银行家算法比较难,列出部分核心代码即可。
每一个函数需要简单说明此函数的功能。
比如“coutprint()函数,该函数功能是打印输出”。
题目五银行家算法(Banker’s Algorithm)是一个避免死锁(Deadlock)的著名算法,是由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年为系统设计的一种避免死锁产生的算法。
它以银行借贷系统的分配策略为基础,判断并保证系统的安全运行。
在银行中,客户申请贷款的数量是有限的,每个客户在第一次申请贷款时要声明完成该项目所需的最大资金量,在满足所有贷款要求时,客户应及时归还。
银行家在客户申请的贷款数量不超过自己拥有的最大值时,都应尽量满足客户的需要。
在这样的描述中,银行家就好比操作系统,资金就是资源,客户就相当于要申请资源的进程。
银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。
操作系统大作业随着计算机技术的飞速发展,操作系统已成为计算机系统中的核心部分。
它负责管理系统的资源,确保所有程序能够正常运行。
本文将介绍操作系统的大作业,包括其功能、发展历程、现状以及未来发展趋势。
操作系统的主要功能包括:管理系统的硬件资源,如CPU、内存、硬盘等;管理系统的软件资源,如文件、网络等;提供用户界面,方便用户使用计算机。
操作系统的发展可以分为三个阶段:人工操作阶段、脱机作业阶段和操作系统阶段。
在人工操作阶段,用户需要自己管理计算机的资源,这不仅效率低下,而且容易出现错误。
随着计算机技术的发展,出现了脱机作业系统,用户可以通过脱机作业系统将作业提交给计算机,从而提高了效率。
随着计算机技术的进一步发展,出现了操作系统,它可以自动管理计算机的资源,大大提高了计算机的效率。
目前,市场上的操作系统种类繁多,如Windows、Linux、MacOS等。
这些操作系统都有各自的特点和优势。
例如,Windows以其易用性和稳定性赢得了大量用户,而Linux则以其安全性和可定制性受到了一些专业用户的青睐。
随着计算机技术的不断发展,未来的操作系统将更加智能化和个性化。
例如,技术将被广泛应用于操作系统中,使得操作系统能够更好地理解用户的需求并提供更好的服务。
操作系统也将更加个性化,能够根据用户的使用习惯和偏好来调整自己的行为,提高用户的使用体验。
操作系统作为计算机系统的核心部分,其重要性不言而喻。
通过了解操作系统的功能和发展历程,我们可以更好地理解计算机技术的发展趋势。
我们也应该操作系统的未来发展,以期能够更好地利用计算机技术来服务人类社会。
随着计算机技术的飞速发展,操作系统已经成为计算机系统中不可或缺的一部分。
了解和学习操作系统的原理和设计方法,对于我们更好地理解和使用计算机具有重要的意义。
本次作业的目的是深入理解和掌握操作系统的基本原理和设计方法,通过分析和研究经典操作系统的实例,进一步加深对操作系统原理的理解和应用。
计算机操作系统课程设计1. 引言计算机操作系统是计算机科学与技术专业的通识课程,本课程的主要任务是帮助学生了解计算机操作系统的原理和设计,并能够使用操作系统进行计算机系统的管理和操作。
对于计算机科学专业的学生来说,这门课程是必修课程,同时也是一个非常重要的课程。
在本次课程设计中,我们将通过模拟一个简单的操作系统,来深入理解操作系统的基本原理和设计思路。
2. 实验环境本次实验使用的是 Visual Studio Code 编辑器和 C++ 编程语言。
其中,Visual Studio Code 是一款功能强大、开源免费的跨平台代码编辑器;C++ 是一种高效、通用的编程语言,被广泛应用于系统级编程和操作系统开发中。
3. 实验内容本次实验主要分为五个部分:3.1 进程管理进程是操作系统中最基本的资源分配单位,本部分主要实现多进程的创建、执行和撤销,并可以通过进程调度算法来实现不同进程之间的切换。
3.2 内存管理内存管理是操作系统中重要的功能之一,本部分主要实现内存的分配与回收、内存空间的动态分配和释放,并通过内存回收算法来实现对内存的高效管理。
3.3 文件系统管理文件系统是操作系统中的重要组成部分,本部分主要实现文件的创建、打开、读取、写入和删除等操作,并通过文件管理算法来实现对文件系统的高效管理。
3.4 I/O 管理输入输出是计算机系统中的重要组成部分,本部分主要实现输入输出的管理和控制,并对输入输出进行优化,以提高系统的性能和稳定性。
3.5 调试和优化调试和优化是软件开发中不可避免的部分,本部分主要实现对操作系统的调试和优化,并通过测试和性能分析来对操作系统的性能和稳定性进行评估。
4. 实验过程本次实验的具体流程如下:4.1 环境搭建首先需要安装 Visual Studio Code 编辑器,并配置 C++ 环境。
具体操作方法可以参考相关教程。
4.2 实验设计根据实验要求,设计并实现一个简单的操作系统,可以按照如下流程进行:1.确定需要实现的功能,包括进程管理、内存管理、文件系统管理、I/O 管理和调试优化等。
计算机操作系统课程设计1. 引言计算机操作系统是计算机科学与技术专业中一门重要的课程,它介绍了操作系统的基本概念、原理和设计方法,培养学生对计算机操作系统的理解和应用能力。
本文将介绍《计算机操作系统》课程设计的目标、内容和方法,并提供一些实用的学习资源和建议。
2. 课程设计目标《计算机操作系统》课程设计的主要目标是通过实践,帮助学生加深对操作系统概念和原理的理解,培养学生编写和调试操作系统的能力,提高解决实际问题的能力。
具体目标如下:- 理解操作系统的基本概念和原理; - 掌握操作系统的设计与实现方法; - 学会使用工具和技术进行操作系统的调试和测试;- 培养团队合作和解决问题的能力。
3. 课程设计内容《计算机操作系统》课程设计的内容包括以下几个方面:1. 进程管理:学生需要设计和实现一个简单的进程管理系统,包括进程的创建、调度和终止等功能,并实现进程间的通信和同步。
2. 文件系统:学生需要设计和实现一个简单的文件系统,包括文件的存储和管理、文件的读写等功能,并实现文件的保护和共享。
3. 内存管理:学生需要设计和实现一个简单的内存管理系统,包括内存的分配和释放、页面置换等功能,并实现进程的虚拟内存。
4. 设备管理:学生需要设计和实现一个简单的设备管理系统,包括设备的分配和释放、设备的控制和调度等功能,并实现设备的并发和互斥。
4. 课程设计方法《计算机操作系统》课程设计采用项目驱动的方法,学生将组成小组,每个小组负责完成一个操作系统的设计和实现。
具体方法如下: 1. 项目选择:学生可以自由选择他们感兴趣的项目,也可以从老师提供的项目中选择。
2. 项目计划:学生需要制定项目计划,包括项目的目标、任务和时间安排等。
3. 项目开发:学生按照项目计划开展项目开发工作,包括需求分析、系统设计、编码和测试等环节。
4. 项目评审:学生需要定期进行项目评审,包括项目进展、问题解决和改进措施等。
5. 项目展示:学生需要最后展示他们的项目成果,包括设计文档、源代码和演示等。
大工18春《操作系统》大作业题目及要求答案研究操作系统这门课程让我深刻地了解了计算机操作系统的原理和具体操作过程。
在这个学期中,老师的悉心教导让我收获颇丰。
在研究操作系统之前,我对操作系统的认识很肤浅,只是认为它是关于计算机方面的操作应用。
但是,通过这一学期的研究,我了解到操作系统是管理计算机系统的全部硬件、软件和数据资源,控制程序运行,改善人机界面,为其他应用软件提供支持等。
这使得计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,为用户提供方便、有效、友善的服务界面。
在研究操作系统的过程中,我收获颇丰,也有一些遗憾和不足。
但是,我相信只要我认真努力去研究、去提高,凭借我对网页设计的热情和执着,我将来设计出的网页会更加专业、更完善。
我非常感谢老师在百忙中阅卷,也感恩老师这学期以来对我的照顾。
在老师的深刻讲授下,操作系统这门十分枯燥和难理解的学科变得生动有趣。
我祝愿老师早日职称晋升,立项通过,身体健康,阖家欢乐。
谢谢老师!题目四:进程同步与互斥生产者与消费者问题生产者—消费者问题是一个经典的进程同步问题。
它描述的是:有一群生产者进程在生产产品,并将此产品提供给消费者进程去消费。
为使生产者进程和消费者进程能并发执行,在它们之间设置有个缓冲区的缓冲池。
生产者进程可将它所生产的产品放入一个缓冲区中,消费者进程可从一个缓冲区取得一个产品消费。
尽管所有的生产者进程和消费者进程都是以异步的方式运行的,但它们之间必须保持同步,即不允许消费者进程到一个空缓冲区去取产品,也不允许生产者进程向一个已装有消息尚未被取走产品的缓冲区投放产品。
生产者和消费者原理分析:生产者-消费者问题是一个经典的进程同步问题,它描述了在同一个进程地址空间内执行的两个线程之间的同步关系。
生产者线程生产物品,然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。
当生产者线程生产物品时,如果没有空缓冲区可用,那么生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区。
消费者线程从缓冲区中获得物品,然后释放缓冲区。
报告:用C++编程模拟实现文件夹以及文件的建立、改名、复制、移动和删除等功能一、概述本报告描述了如何使用C++编程模拟实现文件夹以及文件的建立、改名、复制、移动和删除等功能。
在这个程序中,我们将使用C++中的文件流和目录操作函数来实现这些功能。
二、程序设计1. 文件夹和文件的建立在C++中,我们可以使用文件流中的ofstream和ifstream类来进行文件的输入和输出操作。
为了创建一个文件夹或者文件,我们需要调用Windows API中的CreateDirectory和CreateFile函数。
下面是一个创建文件夹的例子:-----------------------------------------------------------------C++#include <windows.h>#include <iostream>#include <string>using namespace std;int main(){string dirName = "C:\\testDir";if (CreateDirectory(dirName.c_str(), NULL)){cout << "Directory created successfully." << endl;}else{cout << "Error creating directory." << endl;}return 0;}-----------------------------------------------------------------下面是一个创建文件的例子:-----------------------------------------------------------------C++#include <windows.h>#include <iostream>#include <string>using namespace std;int main(){string fileName = "C:\\testFile.txt";HANDLE hFile = CreateFile(fileName.c_str(), GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE){cout << "File created successfully." << endl;CloseHandle(hFile);}else{cout << "Error creating file." << endl;}return 0;}-----------------------------------------------------------------2. 文件的改名要改变文件名,我们需要使用Windows API中的MoveFile函数。
操作系统大作业操作系统,作为计算机系统的核心组成部分,宛如一位幕后的大管家,默默地管理着计算机的各种资源,为用户和应用程序提供稳定、高效的服务。
操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口。
处理机管理决定着哪个程序或进程在何时能够使用 CPU 资源,这就像是在一个繁忙的办公室里,合理安排每个员工的工作时间和任务,以确保工作的高效进行。
存储器管理则负责管理计算机的内存空间,决定哪些数据和程序被存储在内存中,哪些需要暂时存放在外存中,就如同在一个有限的仓库中,合理存放和调配各种货物。
设备管理则是对计算机的外部设备进行有效的控制和管理,让打印机、键盘、鼠标等设备能够正常工作,并且在多个程序需要使用同一设备时进行协调。
想象一下,如果没有良好的设备管理,当多个程序同时要打印文件时,可能就会出现混乱。
文件管理则像是一个图书馆的管理员,负责对计算机中的文件进行组织、存储、检索和保护。
用户可以方便地创建、删除、修改和查找文件,而不用担心文件的混乱和丢失。
而用户接口则是操作系统与用户进行交互的桥梁,分为命令接口和图形接口。
命令接口让那些熟悉计算机操作的专业人员能够通过输入指令来完成各种任务,而图形接口则为普通用户提供了一个直观、易用的操作环境,只需通过点击图标和菜单就能完成大部分操作。
在实际应用中,不同类型的操作系统有着各自的特点和适用场景。
例如,Windows 操作系统以其易用性和丰富的软件支持,广泛应用于个人电脑领域;Linux 操作系统则因其稳定性和开放性,在服务器和嵌入式系统中占据重要地位;而 iOS 和 Android 则是移动设备上常见的操作系统。
Windows 操作系统,相信大家都不陌生。
它的图形界面友好,操作简单直观,对于大多数普通用户来说,很容易上手。
无论是办公软件、游戏还是各种多媒体应用,Windows 都能提供良好的支持。
而且,Windows 不断更新和改进,从早期的 Windows 95 到现在的 Windows 11,每一次的升级都带来了更多的功能和更好的性能。
操作系统大作业设计报告实时文件系统设计题目:学号: 1. PB100006132. PB100006033. PB100006144. PB100110335. PB10210102姓名:1.李朝晖2.李博杰3.郭家华4.胡剑伟5.曹剑楠一、可行性研究报告(每点分别阐述,立项依据请详细阐述)项目背景及实践意义增强对 C 语言和操作系统(尤其是实时操作系统)的了解,增强编程能力,培养合作精神。
学会查找文献,并将所学知识灵活运用。
小组成员相关背景郭家华熟悉 C 语言,熟悉 Linux 使用,大二上选修过陈香兰老师的公选课《 Linux 内核源代码导读》。
李朝晖初高中一直参加计算机竞赛,所以了解了一些算法方面的知识,大学以前编过一些程序,大学以后,无。
胡剑伟学过 C 语言,知道一些 linux 的基本命令,编过一些小型程序。
李博杰参加过计算机竞赛,熟悉 C 语言,选修过《 Linux 内核源代码导读》。
曹剑楠制作过科科( iOS )、思贝( Adobe AIR ),熟悉制作软件。
个人网站: /~frogcjn立项依据文件系统通常是建立在磁盘之上的,而磁盘操作本身的速度相对于内存操作而言是非常慢的。
对于需要读写文件的实时任务,普通文件系统的读写延时也许是难以接受的。
因此,设计并实现一个实时文件系统可以避免(或减少)实时任务的实时性在文件操作上被破坏的情况。
因此,设计并实现一个实时文件系统具有实际意义。
对于1.real-time databases2.C3I systems3.multimedia applications4.on-demand services 等实际应用场景,系统需要具有实时性的文件系统的支持。
如,对于播放电影的程序,如果电影文件的读取速度赶不上播放速度,电影播放就会卡壳,给观众带来不愉快。
类似的,对于视频点播系统 (Video on demand) ,如果服务器不能在给定的时间内将观众点播的内容从磁盘读出并传送到网络上,客户端视屏播放也会卡壳。
华南理工大学“计算机操作系统”课程设计大作业1)给出数据定义和详细说明;struct block_s{/*该块的实际长度,不包括block_s的大小。
*/int length;/*申请该块的作业,为0表示该块空闲。
*/int owner;/*当该块是空闲块时,offset表示下一空闲块的偏移,offset为TOTAL_BYTE表示该块是最后一个空闲块。
当该块非空闲块时,offset表示作业实际申请的大小。
*/int offset;};2)给出实现思想和设计流程;该算法遍历空闲链表,找第一个大小能满足要求的块。
然后,若找到的块足够大,再把该块切成两块,返回第一块给调用者;把第二块加到空闲区链表中。
该算法遍历整个空闲链表,找一个大小能满足要求的块。
并且该块是所有能满足要求的空闲块中,大小最小的块。
然后,若找到的块足够大,再把该块切成两块,返回第一块给调用者;把第二块加到空闲区链表中。
3)调试完成源程序;#include "stdio.h"#include <stdlib.h>#include <conio.h>#define n 10 /*假定系统允许的最大作业为n,假定模拟实验中n值为10*/#define m 10 /*假定系统允许的空闲区表最大为m,假定模拟实验中m值为10*/ #define minisize 100struct{float address; /*已分分区起始地址*/float length; /*已分分区长度,单位为字节*/int flag; /*已分配区表登记栏标志,用"0"表示空栏目*/}used_table[n]; /*已分配区表*/struct{float address; /*空闲区起始地址*/float length; /*空闲区长度,单位为字节*/int flag; /*空闲区表登记栏标志,用"0"表示空栏目,用"1"表示未分配*/}free_table[m]; /*空闲区表*/allocate(char J,float xk){/*采用最优分配算法分配xk大小的空间*/int i,k;float ad;k=-1;for(i=0;i<m;i++) /*寻找空间大于xk的最小空闲区登记项k*/if(free_table[i].length>=xk&&free_table[i].flag==1)if(k==-1||free_table[i].length<free_table[k].length)k=i;if(k==-1)/*未找到可用空闲区,返回*/{printf("无可用空闲区\n");return 0;/*找到可用空闲区,开始分配:若空闲区大小与要求分配的空间差小于msize大小,则空闲区全部分配;若空闲区大小与要求分配的空间差大于minisize大小,则从空闲区划出一部分分配*/if(free_table[k].length-xk<=minisize){free_table[k].flag=0;ad=free_table[k].address;xk=free_table[k].length;}else{free_table[k].length=free_table[k].length-xk;ad=free_table[k].address+free_table[k].length;}/*修改已分配区表*/i=0;while(used_table[i].flag!=0&&i<n) /*寻找空表目*/i++;if(i>=n) /*无表目填写已分分区*/{printf("无表目填写已分分区,错误\n");/*修正空闲区表*/if(free_table[k].flag==0)/*前面找到的是整个空闲分区*/free_table[k].flag=1;else{/*前面找到的是某个空闲分区的一部分*/free_table[k].length=free_table[k].length+xk;return 1;}else{/*修改已分配表*/used_table[i].address=ad;used_table[i].length=xk;used_table[i].flag=J;}return 1;}/*主存分配函数结束*/reclaim(char J){/*回收作业名为J的作业所占主存空间*/int i,k,j,s,t;float S,L;/*寻找已分配表中对应登记项*/s=0;while((used_table[s].flag!=J||used_table[s].flag==0)&&s<n) s++;if(s>=n)/*在已分配表中找不到名字为J的作业*/{printf("找不到该作业\n");return 0;}/*修改已分配表*/used_table[s].flag=0;/*取得归还分区的起始地址S和长度L*/S=used_table[s].address;L=used_table[s].length;j=-1;k=-1;i=0;/*寻找回收分区的空闲上下邻,上邻表目k,下邻表目j*/while(i<m&&(j==-1||k==-1)){if(free_table[i].flag==1){if(free_table[i].address+free_table[i].length==S)k=i;/*找到上邻*/ if(free_table[i].address==S+L)j=i;/*找到下邻*/}i++;}if(k!=-1)if(j!=-1)/* 上邻空闲区,下邻空闲区,三项合并*/{free_table[k].length=free_table[j].length+free_table[k].length+L;free_table[j].flag=0;}else/*上邻空闲区,下邻非空闲区,与上邻合并*/free_table[k].length=free_table[k].length+L;elseif(j!=-1)/*上邻非空闲区,下邻为空闲区,与下邻合并*/{free_table[j].address=S;free_table[j].length=free_table[j].length+L;}else/*上下邻均为非空闲区,回收区域直接填入*/{/*在空闲区表中寻找空栏目*/t=0;while(free_table[t].flag==1&&t<m)t++;if(t>=m)/*空闲区表满,回收空间失败,将已分配表复原*/{printf("主存空闲表没有空间,回收空间失败\n");used_table[s].flag=J;return 0;}free_table[t].address=S;free_table[t].length=L;free_table[t].flag=1;}return 1;}/*主存回收函数结束*/main( ){int i,a;float xk;char J;/*空闲分区表初始化:*/free_table[0].address=10240;free_table[0].length=102400;free_table[0].flag=1;for(i=1;i<m;i++)free_table[i].flag=0;/*已分配表初始化:*/for(i=0;i<n;i++)used_table[i].flag=0;while(1){printf ( "选择功能项(0-退出,1-分配主存,2-回收主存,3-显示主存)\n");printf("选择功项(0~3) :");scanf("%d",&a);switch(a){case 0: exit(0); break;case 1: /*a=1分配主存空间这一句后面需要代码*/printf("请输入作业名请输入作业大小:");scanf("%c%f\n",&J,&xk);allocate( J, xk);case 2: /*a=2回收主存空间这一句后面需要代码*/printf("需要回收的作业:");scanf("%c\n",&J);reclaim(J);case 3: /*a=3显示主存情况*//*输出空闲区表和已分配表的内容*/printf("输出空闲区表:\n起始地址分区长度标志\n");for(i=0;i<m;i++)printf("%6.0f%9.0f%6d\n",free_table[i].address,free_table[i].length, free_table[i].flag);printf(" 按任意键,输出已分配区表\n");getch();printf(" 输出已分配区表:\n起始地址分区长度标志\n");for(i=0;i<n;i++)if(used_table[i].flag!=0)printf("%6.0f%9.0f%6c\n",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);elseprintf("%6.0f%9.0f%6d\n",used_table[i].address,used_table[i].length, used_table[i].flag);break;default:printf("没有该选项\n");}/*case*/}/*while*/}/*主函数结束*/4)屏幕观察运行结果;5)总结自己的设计体会;通过这次课程设计,不仅让我了解了模型机的硬件结构和怎么去设计微程序,更重要的还让我学会了、或者说是验证了“做事一定要有次序和对事物的总体把握”这句话。
开始,我没有按照步骤先设计机器指令格式,而是一下子就开始去设计微程序,这使我对整个课程设计没有什么总体把握,也不知道接下来要干什么。
后来我问了蒋老师,在他热心耐心的指导下,我终于明白要严格按照实验步骤来做。
我自己的思路也慢慢清晰了,我设计好机器指令格式,马上请教蒋老师,在确认我的机器指令格式正确的基础上,我开始用老师的仿真软件编写微指令,这时我碰到了怎样去设计此设计中02次地址,发现很巧妙而又富有随意性,看到其他同学一贯的雷同现象,我决定还是应该自己动脑筋换成别的地址。