《操作系统原理》课程设计

《操作系统原理》课程设计实验1：进程控制块（PCB）模拟‌实验目的‌：理解进程控制块结构，掌握链表操作实验内容‌：用结构体定义PCB（包含PID、状态、优先级等字段）编写进程创建函数（生成PCB节点）实现进程队列的链表操作（插入、删除、遍历）算法思路‌：使用双向链表管理PCB集合状态字段用枚举类型表示（就绪/运行/阻塞）CopyCodestructPCB{intpid;enum{READY,RUNNING,BLOCKED}state;structPCB*prev,*next;};实验2：先来先服务（FCFS）调度‌实验目的‌：掌握进程调度基本算法实验内容‌：创建5个模拟进程（含到达时间、运行时间）按到达时间排序进程队列计算每个进程的周转时间和平均等待时间算法思路‌：维护就绪队列，每次选择队首进程执行使用时间轴模拟CPU执行过程实验3：时间片轮转（RR）调度‌实验目的‌：理解分时系统调度机制实验内容‌：实现固定时间片（如20ms）的轮转调度处理进程的到达和中断统计进程完成时间和CPU利用率算法思路‌：使用循环队列管理就绪进程每个时间片结束后将进程移至队尾voidschedule_RR(){while(!is_empty(ready_queue)){current=dequeue();run_time=min(remaining_time,TIME_QUANTUM);//模拟执行...if(remaining_time>0)enqueue(current);}}实验4：动态分区内存管理（首次适应算法）‌实验目的‌：理解内存分配策略实验内容‌：初始化模拟内存空间（如256KB）实现内存分配请求的首次适应算法处理内存释放与碎片合并数据结构‌：structMemoryBlock{intstart_addr;intsize;intis_free;structMemoryBlock*next;};测试案例‌：请求序列：申请64KB→释放32KB→申请128KB实验5：页面置换算法（FIFOvsLRU）‌实验目的‌：掌握虚拟内存管理机制实验内容‌：模拟访问页号序列（如4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5）实现FIFO和LRU置换算法统计不同算法下的缺页次数算法实现‌：FIFO：用队列记录页面进入顺序LRU：用时间戳或移动链表节点维护访问顺序关键代码‌：intFIFO(intpage_num){if(page_in_memory(page_num))return0;if(frame_count<MAX_FRAMES){//直接载入}else{evict_page=dequeue();//淘汰队首页}enqueue(page_num);return1;//缺页}实验6：文件系统目录树模拟‌实验目的‌：理解文件系统组织结构实验内容‌：设计树形目录结构（含文件/目录节点）实现mkdir、touch、ls等命令支持相对路径和绝对路径解析数据结构‌：structINode{charname[32];intis_directory;structINode*parent,*first_child,*next_sibling;};操作示例‌：textCopyCode>mkdir/user/docs>touch/user/docs/file1.txt实验7：磁盘调度（SCAN算法）‌实验目的‌：掌握磁盘I/O调度策略实验内容‌：生成磁道访问请求序列（如55,58,39,18,90,160,150,38,184）实现SCAN（电梯算法）调度计算磁头移动总距离算法步骤‌：将请求按当前磁头方向排序移动到该方向最远请求反转方向重复处理示例输出‌：初始位置：100移动顺序：150→160→184→90→58→55→39→38→18总移动距离：236实验8：读者-写者问题（同步机制）‌实验目的‌：理解进程同步与互斥实验内容‌：使用信号量实现读者优先策略创建多个读者/写者线程模拟并发访问保证数据一致性（写者互斥访问）伪代码‌：sem_tmutex=1;//共享资源锁sem_trw_mutex=1;//读写控制intreaders=0;voidreader(){wait(mutex);readers++;if(readers==1)wait(rw_mutex);signal(mutex);//执行读操作wait(mutex);readers--;if(readers==0)signal(rw_mutex);signal(mutex);}实验设计说明‌：每个实验提供代码框架（关键函数声明和数据结构）实