操作系统课程设计

1、操作系统课程设计一、关于选题与评分标准1、选题方法：由于时间较紧，课程设计可以分组完成（1-3人），具体要求见题目所述 ）。2、操作系统课程设计成绩为： 程序运行*60%+设计报告*40%，操作系统课程设计需要提交设计报告（打印稿，报告内容见附页）。 要求如下： 操作系统实验严禁抄袭，无论是不同小组之间还是与往届之间，一旦确认为抄袭作品记为零分。被抄袭的作品与抄袭作品的处理相同。小组成员人数少的组，每人完成的工作较多，所以如果质量相同人数少的小组得分应该高于人数多的组。 提交实验报告时，小组成员根据工作量进行排名（该排名作为最终成绩的依据）。成绩为“优”的同学，必须通过评优答辩。 二、操作系统

2、课程设计内容 （一）、模拟UNIX/Linux 文件系统（1-4人）问题描述在任一OS下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模拟UNIX文件系统 。基本要求 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行管理，以模拟UNIX文件系统，具体要求如下：（1）要求盘块大小1k（即1024 byte） （2）i结点文件类型 普通文件 目录文件 （共1byte） 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 1byte（3）1号块 超级块 栈长度50 byte 空闲盘块的管理：成组链接 (UNIX)（4

3、）每建一个目录，分配4个物理块 文件名 14byte（5）目录项信息 i 结点号 2byte（6）文件系统结构： 0#： 引导块1# 超级块 2#19#号为目录区 20#30#号为i结点索引区（7）功能：1、初始化 2、建立文件（需给出文件名，文件长度） 3、建立子目录 4、打开文件（显示文件所占的盘块） 5、删除文件 6、删除目录 7、显示目录（即显示目录下的信息，包括文件、子目录等） 8、显示整个系统信息 题目分析：Unix文件系统结构：0# 引导区： 存放操作系统引导和启动代码1# 超级块： 存放文件系统管理资源的描述信息。比如磁盘总数、空闲块数、块的大小等。其中有50byte的空闲盘块

4、栈存放将要分配的空闲盘块。221# 目录区： 存放根目录下文件和目录文件信息。目录项信息包括：文件名14byte，i结点号2byte。22#31# 索引区： 也叫i结点区，存放每个文件的描述信息，包括文件类型1 byte，物理地址（共13个表项，每个表项2 byte），文件长度4 byte，联结计数1 byte32# 数据区： 普通文件数据及目录文件数据20M的硬盘空间，盘块大小为1K（即1024 byte），共计10480个盘块；目录区占10个盘块，一个目录项为16 byte，所以最多有640个目录项；引导区占20个盘块，一个索引结点为32 byte，所以最多有640个索引结点空闲盘块管理：

5、成组链接是将所有空闲盘块按50个块为一组，每组所有的盘块号记入其前一组的第一个盘块的s.free(0)s.free(49)中。将第一组的盘块总数和所有盘块号记入超级块中的空闲盘块栈中。最末一组只有49个空闲盘块，其盘块号分别计入s.free(1)s.free(49)中，s.free(0)中存放0，表示空闲盘块链结束。二级索引的实现：i索引结点的物理地址（索引表）：共有13个表项，每个表项2 byte，其中前10项分别存放文件的实际存储盘块的首地址。若文件大小不超过10240 byte，则一级索引就够用了。但是如果文件很大则需要二级或多级索引，i索引结点的物理地址的第11项会指向一个二级索引结点

6、项，若一个地址占2 byte，则此二级索引结点中将存放着512个盘块的地址，文件最大可以达到（512+10）*1024 byte有关unix文件系统的相关理论可以参考的内容。 （二）、模拟文件系统（1-3人）问题描述 在任一OS下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的小型文件系统（可模拟DOS系统）。基本要求该小型文件系统没有子目录机制，文件连续分配，不考虑分区。做一个简单的操作界面，提供四条简单的命令：简单的dir 、edit、del、ren.l 显示目录：dir 目录名，显示指定目录下的全部文件 ，如果没有指定目录名，则显示当前目录下的相应内容。 l 创建文件：edit

7、文件名，创建一个指定名字的新文件，即在目录中增加一项，不考虑文件的内容。对于重名文件给出错误信息。 l 删除文件：del 文件名，当没有用户使用指定文件时，将其删除。文件不存在时给出错误信息。 l 修改文件名：ren 修改制定文件名 选作内容： 上题中的文件系统功能：文件系统不连续分配，可以有子目录机制，（如两级子目录机制）。l 创建目录：md 目录名，在指定路径下创建指定的目录，如没有指定路径，则在当前目录下创建指定的目录。对于重名目录给出错误信息。 l 删除目录：rd 目录名，删除指定目录及其下的全部文件和子目录。如果指定目录为空，可直接删除，否则给出用户提示是否删除。 （三）、模拟请求页

8、式存储管理（1-2人） 问题描述设计一个请求页式存储管理方案。并编写模拟程序实现之。基本要求目的：深入掌握内存调度算法的概念原理和实现方法。设计要求：编写程序实现：（1） 最近最久未使用页面置换算法（LRU）（2） 最少使用页面置换算法（LFU）（3） CLOCK算法专题：设计一个虚拟存储区和内存工作区，编程序演示以上三种算法的具体实现过程，并计算访问命中率。演示页面置换的三种算法。通过随机数产生一个指令序列，将指令序列转换成为页地址流。计算并输出各种算法在不同内存容量下的命中率。（四）、编写并调试一个段页式存储管理的地址转换的模拟程序（1人）。 问题描述设计一个段页式存储管理的地址转换的存储

9、管理方案。并编写模拟程序实现之。基本要求首先设计好段表、页表，然后给出若干个有一定代表性的地址，通过查找段表页表后得到转换的地址，要求打印转换前的地址，相应的段表，页表条款及转换后的地址，以便检查。（五）磁盘调度算法（1人） 问题描述 了解磁盘管理的原理，掌握磁盘调度种算法。基本要求编程序实现下述磁盘调度算法，并求出每种算法的平均寻道长度：要求设计主界面可以灵活选择算法，且以下算法为基本要求。先来先服务算法（FCFS）最短寻道时间优先算法（SSTF）扫描算法（SCAN）循环扫描算法（CSCAN）三、 课程设计报告内容1 分析设计要求，给出解决方案（要说明设计实现所用的原理，采用的数据结构）2、画出程序的基本结构框图和流程图 3、对程序的每一部分要有详细的设计分析说明， 程序执行的每个步骤要有具体的提示内容或输出。4、源代码格式规范，注释不少于五分之一5、设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析，6、设计中遇到的问题，设计的心得体会 （1） 你认为你完成的哪些比较好或比较出色；（2） 差距与局限，什么做的不太好或什么地方可以做的更好以待改 进；（3） 从本作业得到的收获：对编写与调试过程中经验教训的总结；（4） 完成本题的其他方法或你的设想；7、 提交的文档应以论文的格式书写，如封面、目录、摘要、关键词、 总结、参考文献与资料。可以下载一篇期刊论文看其书写格式与顺序。