操作系统可以训练题目

-操作系统课程设计课程教学大纲名 称：操作系统课程设计课程编码：英文名称：operating system实习周数：2其中实验学时：学 分：2安排学期：5适用专业：软件工程、网络工程一、课程设计目的及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稳固操作系统根本理论、原理和方法的重要的实践环节。 操作系统课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和稳固操作系统根本理论、原理和方法，掌握操作系统根本理论与管理方式。在算法根底上，解决实际的管理功能的问题，提高学生实际应用、编程的能力。主要任务是实现操作系统和相关系统软件的设计，其中涉及进程创立，同步，进程间的通信，存储管理，文件系统等操作系统概念。二、课程设计的根本要求1对需要上机完成的题目进展认真分析，列出实验具体步骤，写出符合题目要求的程序清单，准备出调试程序使用的数据。2以完整的作业包的形式提交原始代码、设计文档和可运行程序。课程设计报告字数不少于2000字，主要内容有：(1概述：设计主要完成的任务和解决的主要问题；(2设计的根本概念和原理；(3) 总体设计：实现的方法和主要技术路线；(4) 详细设计：使用主要控件、函数； (5) 简要的使用说明； 6总结：特色、经历、教训和感受； 三、课程设计地点及要求每个学生一台微机，需要安装Windows*P操作系统，配备VC、VB、java或C编程语言，每个学生上机时间不少于24个小时。四、课程设计的选题原则在下面各设计任务中按*指定一个题目进展设计。五、课程设计的内容设计一：设计任务：实现一个简单的shell命令行解释器，类似于bash, csh等。本设计的主要目的在于学会如何在Uni*系统下创立进程和管理进程。要*现的shell支持以下内部命令：1. cd 更改当前的工作目录到另一个。如果未指定，输出当前工作目录。如果不存在，要求有适当的错误信息提示。改命令应能够改变PWD的环境变量。2. environ 列出所有环境变量字符串的设置类似于Uni*系统下的env命令。3. echo 显示echo后的内容且换行。4. help 简短概要地输出你的shell的使用方法和根本功能。5. jobs输出shell当前的一系列子进程，要求提供子进程的命名和PID号。6. quit, e*it, bye退出shell。所有的内部命令应当优于在$PATH中同名的程序。任何非内部命令必须请求shell创立一个新进程，且该子进程执行指定的程序。这个新进程必须继承shell的环境变量和指定的命令行参数。要*现的shell支持以下内部命令：1. Batch Processing 如果shell启动带有一个文件名作为参数，翻开该文件并执行文件里所有命令。待所有进程全部完毕退出shell。2. Debugging 提供-v选项，shell启动时翻开此选项将在运行过程中输出假设干调试信息。在该模式下，shell应该显示所有被创立了的进程的PID号，通报已完毕的子进程和传递给子进程的参数等。3. Prompt (命令行提示符) 解释器打印$PS2作为提示符。4. Background Processing 如果命令以符合&终止，在后台并发执行该程序。Shell立即等待下一命令的输入，而不等待该程序的完毕。注：所有命令和参数由空格或tab符分隔。设计二：设计任务：掌握进程的管道通讯机制和信号量同步互斥机制。1 进程的管道通讯编制一个程序，程序中创立一个子进程。然后父子进程各自独立运行，父进程不断地在标准输入设备上读入小写字母，写入管道。子进程不断地从管道中读取字符，转换为大写字母后输出到标准输出设备上。当读到*时，完毕。2 信号量实现的同步互斥机制编制一个程序，程序中创立5个子进程，代表五位哲学家，然后父进程完毕。使用信号量机制解决哲学家进餐问题。当哲学家进餐时，屏幕输出：进程号 eating!当哲学家思考时，屏幕输出：进程号 thinging!相关的系统调用和函数：pipe(); write(); read(); semget(); sepop(); semctl();要求：查找并阅读上述系统调用的相关资料，将上述相关的函数封装为P( )、V( )操作，使用你封装的P( )、V( )操作实现5位哲学家的同步和互斥。设计三：设计任务：一个十字路口，共有四组红绿灯，每个路口的车辆都遵循“红灯停、绿灯行的原则，假设将每一台汽车都作为一个进程，请设计良好的机制，展示出合理的“十字路口交通管理情况。1. 车辆数目：每个路口的车辆数目不超过5辆，程序能够提供参数来设定初始的车辆数目。2. 交通灯设定：初始情况一个路口为红灯、一个路口为绿灯；红灯变为绿灯的间隔为3秒，必须保持十字路口交通灯的设定正确。3. 车辆通行设定：路口宽度不限，对一个路口而言，只有当一辆车通过路口越过对面路口的交通灯后后，其后续车辆才能继续通过交通灯，车辆通过路口的时间可以固定、可以自行计算，但是不能为3秒。即必须表达交通灯对通行的管制。提示1. 进程的互斥：交通灯进程实际上是互斥的，即不能同时为红或者同时为绿。2. 进程的消息通信或其他通信方式：对车辆进程而言，每一个车辆在通过路口前，必须确认前面的车辆已经通过了路口。3. 进程的调度：停留在一个路口的车辆，决定其前进或等候的因素是交通灯和前面车辆的状态，需要设计一个良好的进程调度机制来控制所有车辆的通行。设计四：设计任务：请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本设计通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式管理的页面置换算法。通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： 50% 的指令是顺序执行的； 25% 的指令是均匀分布在前地址局部； 25% 的指令是均匀分布在后地址局部。具体的实施方法是：在 0,319 的指令地址之间随机选取一起点 m；顺序执行一条指令；在前地址0,m+1中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为 m； 顺序执行一条指令，其地址为 m+1；在后地址 m+2,319 中随机选取一条指令并执行 ；重复上述步骤 ， 直到执行 320 次指令。将指令序列变换成为页地址流设：页面大小为 1K；用户内存容量为 4 页到 32 页 ；用户虚存容量为 32K 。在用户虚存中，按每 K 存放 10 条指令排列虚存地址，即 320 条指令在虚存中的存放方式为：第 0 条 第 9 条指令为第 0 页 ( 对应虚存地址为 0,9)；第 10 条 第 19 条指令为第 1 页 ( 对应虚存地址为 10,19 ) ；第 310 条 第 319 条指令为第 31 页 ( 对应虚存地址为 310,319) 。按以上方式，用户指令可组成 32 页。计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。先进先出的算法 (FIFO)；最近最少使用算法 (LRR)；最少页面算法 (LFR)；最近最不经常使用算法 (NUR)。提示1. 命中率 = 1 - 页面失效次数页地址流长度在本实验中，页地址流长度为 320，页面失效次数为每次相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。2. 随机数产生方法关于随机数产生方法，Windwos系统提供函数srand( ) 和 rand( )，进展初始化和产生随机数。例如：*include srand( (unsigned)time( NULL ) );语句可初始化一个随机数 ; ao=10 * rand( ) / 32767 * 319 + 1;a1= 10 * rand( ) / 32767 * ao;语句可用来产生 a0 与 a1 中的随机数。设计五：设计任务：模拟Linu*文件系统。在任一OS下，建立一个大文件，把它假象成一*盘，在其中实现一个简单的 模拟Linu*文件系统 。1. 在现有机器硬盘上开辟20M的硬盘空间，作为设定的硬盘空间。2. 编写一管理程序对此空间进展管理，以模拟Linu*文件系统，具体要求如下：1 要求盘块大小1k 正规文件 (2) i 结点文件类型 目录文件 (共1byte) 块设备 管道文件 物理地址索引表 共有13个表项，每表项2byte 文件长度 4byte 。联结计数 1byte30号块 超级块 栈长度50 空闲盘块的管理：成组 ( UNI*) 位示图法 (Linu*) 4每建一个目录，分配4个物理块文件名 14byte5目录项信息 i 结点号 2byte(6)构造： 0*： 超级块 1*20*号为 i 结点区 20*30*号为根目录区3. 该管理程序的功能要求如下：(1) 能够显示整个系统信息，源文件可以进展读写保护。目录名和文件名支持全路径名和相对路径名，路径名各分量间用“/隔开。(2) 改变目录：改变当前工作目录，目录不存在时给出出错信息。(3) 显示目录：显示指定目录下或当前目录下的信息，包括文件名、物理地址、保护码、文件长度、子目录等带/s参数的dir命令，显示所有子目录。(4) 创立目录：在指定路径或当前路径下创立指定目录。重名时给出错信息。(5) 删除目录：删除指定目录下所有文件和子目录。要删目录不空时，要给出提示是否要删除。(6) 建立文件需给出文件名，文件长度。(7) 翻开文件显示文件所占的盘块。(8) 删除文件：删除指定文件，不存在时给出出错信息。4. 程序的总体流程为：(1) 初始化文件目录；(2) 输出提示符，等待承受命令，分析键入的命令；(3) 对合法的命令，执行相应的处理程序，否则输出错误信息，继续等待新命令，直到键入E*IT退出为止。自选题目：1、嵌入式LINU*系统Bootloader、内核、文件系统2、精简的OS(基于Ubuntu)六、课程设计的具体日程安排序号内容地点时间安排天1布置任务教室0.52问题分析及解决方案确定实验室、图书馆13形成编程思路实验室24使用具体语言实现算法实验室35上机调试程序实验室36编写课程设计报告实验室、图书馆2七、考核及成绩评定教师根据设计报告、软件的运行演示和学生答复以下问题的情况评定成绩。（1） 设计报告规*、完整，概念原理论述清楚、软件设计构造合理,独立完成设计，软件运行正常，答复以下问题准确明了，可以评为优秀A。（2） 设计报告规*、完整，概念原理论述清楚、软件设计构造合理，独立完成、软件根本运行正常，答复以下问题正确，可以评为良(B)。（3） 设计报告规*、概念原理论述根本清楚、软件设计构造合理，根本独立完成，软件根本运行正常，答复以下问题局部正确，可以评为中良(C)。（4） 设计报告根本规*、概念原理论述根本清楚、软件设计构造根本合理，局部独立完成，软件根本可以运行，答复以下问题局部正确，可以评为及格(D)。（5） 设计报告不规*、概念原理论述不清楚、软件设计构造不合理，大局部不能独立完成，软件根本不能运行，答复以下问题大局部不正确，可以评为不及格(E)。八、主要教材、参考书 1汤子嬴.计算机操作系统.*：*电子科技大学.20082谭耀铭.操作系统.：中国人民大学.19993*尧学,史美林.计算机操作系统教程(第三版).：清华大学.2006设计题目选题：*%5，余数为1、2、3、4、0分别做第1、2、3、4、5题每小组之间设计内容不得雷同，否则成绩不及格。缺席次数最终成绩1次中及以下2次及以上不及格. z