《计算机操作系统》课程设计(2012年版)

《计算机操作系统》课程设计

一、 设计题目

1. 绘制描述事件先后顺序的前驱图。（1-2人） 4分 ? 建立前驱图的数据结构描述；

? 建立绘制前驱图的例程，包括结点和有向边； ? 可以删除、添加结点或有向边；

? 可用鼠标在窗口的任意位置指点，确定结点或有向边位置； ? 可以拖动现有结点的位置，与该结点相连的有向边也随之移动； ? 可以将前驱图存入文件，从文件中取出；

2. 绘制简单程序片段的前驱图。 （2人）* 4分 ? 建立前驱图的数据结构描述；

? 可以从键盘或对话框接收程序片段；

? 可将程序片段存入磁盘文件或从文件中取出；

? 对程序片段进行词法分析，得出各语句之间的依赖关系； ? 画出各语句间的前驱图；

3. 多进程/线程编程：临界区控制、线程互斥与同步。（1人） 3分 ? 设置两个进程/线程，一个执行计算N:=N+1，另一个将N的值输出到窗口；

? 为减慢进程/线程的执行速度，可以在程序中插入Sleep(1000)语句，1000表示程序停顿

1000ms，；

? 在窗口上显示结果；

? 设法调整两个进程/线程的执行顺序，使之出现教材P29上所列出的（1）、（2）、（3）三

种情况；

? 设置互斥信号量，保证两线程互斥使用共享变量N； ? 设置同步信号量，保证两线程按指定顺序运行；

4. 多进程/线程编程：生产者-消费者问题。（1人） 4分 ? 设置两类进程/线程，一类为生产者，一类为消费者； ? 建立缓冲区的数据结构； ? 随机启动生产者或消费者； ? 显示缓冲区状况；

? 随着进程/线程每次操作缓冲区，更新显示；

5. 多进程/线程编程：读者-写者问题。（1人） 4分 ? 设置两类进程/线程，一类为读者，一类为写者； ? 随机启动读者或写者；

? 显示读者或写者执行状态；

? 随着进程/线程的执行，更新显示；

6. 多进程/线程编程：哲学家问题。（1人） 4分 ? 设置进程/线程，描述哲学家 ； ? 随机启动哲学家 ；

? 显示进程/线程执行状态； ? 随着线程的执行，更新显示；

? 编写正确的哲学家程序，设法延迟线程的执行，使之出现死锁； ? 编写正确的哲学家程序，保证不出现死锁；

7. 多进程/线程编程：理发师问题。（1人） 4分

? 设置两类进程/线程，一类为顾客，一类为理发师； ? 可以随时启动很多顾客； ? 显示顾客或理发师执行状态；

? 随着进程/线程的执行，更新显示；

8. 进程通信。（2） 4分 ? 编写两个进程，一进程负责发送字符 串，另一进程负责接收字符串； ? 支持Windows的的共享存储区、消息、有名和无名管道、Socket通信 ? 发送进程应可以从窗口或键盘上接收字符串； ? 接收进程应可将字符串显示在窗口上；

9. ***进程/作业调度。（3人） 4分 ? 建立进程\\作业的数据结构描述；

? 使用两种方式产生作业/进程：（a）自动产生， （b）手工输入； ? 在屏幕上显示每个作业/进程的执行情况； ? 时间的流逝可用下面几种方法模拟：（a）按键盘，每按一次可认为过一个时间单位； (b) 响

应WM_TIMER；

? 计算并显示一批作业/进程的周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。 ? 支持的调度算法：先来先服务、短作业/进程优先、时间片轮转调度算法、优先权调度算法、

高响应比优先调度算法

10. ***多级反馈队列调度算法。（1人） 4分 ? 建立进程\\作业的数据结构描述；

? 使用两种方式产生作业/进程：（a）自动产生， （b）手工输入； ? 在屏幕上显示每个作业/进程的执行情况； ? 时间的流逝可用下面几种方法模拟：（a）按键盘，每按一次可认为过一个时间单位； (b) 响

应WM_TIMER；

? 计算并显示一批作业/进程的周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

11. 进程死锁的检测：绘制资源分配图。（1-2人） 4分 ? 建立资源分配图的数据结构描述；

? 建立绘制资源分配图的例程，包括结点和有向边； ? 可以删除、添加结点或有向边；

? 可用鼠标在窗口的任意位置指点，确定结点或有向边位置； ? 可以拖动现有结点的位置，与该结点相连的有向边也随之移动； ? 可以将资源分配图存入文件，从文件中取出；

12. 进程死锁的避免：银行家算法，教材P127-129页。（1人） 3分 ? 建立银行家算法的数据结构描述；

? 将初始数据放在文件中，算法运行时读出； ? 对给定的资源请求，使用算法判断是否允许； ? 输出每次判断产生的执行序列；

13. 进程死锁的检测：资源分配图化简判断是否有死锁发生。（1人） 4分 ? 建立所需数据结构；

? 使用题目10存成的资源分配图的文件作为输入； ? 编写资源分配图化简算法；

? 每化简一步，在屏幕上显示化简的当前结果；

? 最后给出结论，是否死锁，如思索给出死锁的进程及资源；

14. 动态分区分配存储管理。（2人） 4分 ? 建立描述内存分配状况的数据结构； ? 建立描述进程的数据结构；

使用三种方式产生进程：（a）自动产生， （b）手工输入，（C）文件读入； 在屏幕上显示内存的分配状况、每个进程的执行情况； 建立分区的分配与回收算法，支持紧凑算法； 时间的流逝可用下面几种方法模拟：（a）按键盘，每按一次可认为过一个时间单位； (b) 响? ? ? ?

应WM_TIMER；

? 支持算法：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法：最坏适应算法。

15. 分段存储管理系统：建立一个基本分段存储管理系统的模型。（1-2人） 4分 ? 首先分配一片较大的内存空间，作为程序运行的可用存储空间； ? 建立应用程序的模型，应该包括相应的分段描述与存储结构； ? 建立进程的基本数据结构及相应调度算法 ? 建立管理存储空间的基本存储结构。 ? 建立管理分段的基本数据结构与算法。 ? 设计存储空间的分配与回收算法；

? 设计多进程执行案例，可以展现你所设计的分段管理模型，从文件读入；

16. 分页存储管理系统：建立一个基本分页存储管理系统的模型。（1-2人） 4分 ? 首先分配一片较大的内存空间，作为程序运行的可用存储空间； ? 建立应用程序的模型，支持页面方式； ? 建立进程的基本数据结构及相应算法 ? 建立管理存储空间的基本存储结构。 ? 建立管理分页的基本数据结构与算法。 ? 设计存储空间的分配与回收算法；

? 设计多进程执行案例，可以展现你所设计的分页管理模型，从文件读入；

17. 段页式存储管理系统：建立一个基本段页存储管理系统的模型。（1-2人） 5分 ? 首先分配一片较大的内存空间，作为程序运行的可用存储空间； ? 建立应用程序的模型，包括分段结构在内； ? 建立进程的基本数据结构及相应算法 ? 建立管理存储空间的基本存储结构。 ? 建立管理段页的基本数据结构与算法。 ? 设计存储空间的分配与回收算法；

? 设计多进程执行案例，可以展现你所设计的分页管理模型，从文件读入；

18. 页面置换算法。（2人） 4分 ? 建立相应的数据结构；

? 在屏幕上显示页面的状况；

? 时间的流逝可用下面几种方法模拟：（a）按键盘，每按一次可认为过一个时间单位；应WM_TIMER；

? 设计页面访问序列，可以展现你所设计的页面置换算法，从文件读入； ? 计算页面的缺页次数、缺页后的页面置换次数；

? 支持算法：FIFO、LRU、、clock算法、最佳置换算法。

19. ***磁盘调度算法。（2人） 4分 ? 建立相应的数据结构；

? 在屏幕上显示磁盘请求的服务状况； ? 时间的流逝可用下面几种方法模拟：（a）按键盘，每按一次可认为过一个时间单位；应WM_TIMER；

? 设计磁盘访问序列，可以展现你所设计的磁盘调度算法，从文件读入； ? 计算磁头移动的总距离及平均移动距离；

? 支持算法：FIFO、SSTF、SCAN、CSCAN、FSCAN。

20. 空闲磁盘存储空间的管理：位示图法。（1人） 4分

(b) 响

(b) 响

? 建立相应的数据结构；

? 磁盘上建立一个文件，文件长度设为10MB，用该文件来模拟一个磁盘，磁盘的物理块大小

为512字节。

? 显示每次磁盘的请求和空间释放后的位示图状态； ? 显示每次磁盘的请求和空间释放后全磁盘的状态；

? 模拟文件的创建和删除，从而产生磁盘盘块请求和释放，验证以上设计；

21. 空闲磁盘存储空间的管理：UNIX成组链接法。（1人） 4分 ? 建立相应的数据结构；

? 磁盘上建立一个文件，文件长度设为10MB，用该文件来模拟一个磁盘，磁盘的物理块大小

为512字节。

? 显示每次磁盘的请求和空间释放后的空闲物理块链的状态； ? 显示每次磁盘的请求和空间释放后状态；

? 模拟文件的创建和删除，从而产生磁盘盘块请求和释放，验证以上设计；

22. ***目录查询：查找Windows FAT文件系统下指定目录的特定文件 。（1人） 3分 ? 对形如“C:\\\\Windows\\\\System\\\\Telnet.hlp”的文件进行查找；算法为： ? 首先找到根目录C:\\\\；

? 从根目录找到子目录Windows； ? 再找到子目录System； ? 再找到文件Telnet.hlp；

23. ***目录删除：设计一个删除目录的命令。（1人） 3分 ? 不能使用已有的删除目录的API

? 递归进行子目录删除，直到最后的文件结点。 ? 给出最后结果，层数以及子目录，文件数目

24. 虚拟文件系统：建立基于顺序分配的文件系统。（2-3人） 4分 ? 首先分配一定容量的内存，建立虚拟磁盘； ? 在该磁盘上建立顺序分配的文件系统；

? 为该文件系统设计相应的数据结构来管理目录、虚拟磁盘的空闲空间、已分配空间等。 ? 提供文件的创建、删除、移位、改名等功能。

? 提供良好的界面，可以显示文件系统的状态和空间的使用情况；

? 提供磁盘转储功能，可将虚拟文件系统存入一个磁盘文件，还可从磁盘文件读入内存；

25. 虚拟文件系统：建立基于FAT表的文件系统。（2-3人） 4分 ? 首先分配一定容量的内存，建立虚拟磁盘； ? 在该磁盘上建立基于FAT表的文件系统；

? 为该文件系统设计相应的数据结构来管理目录、虚拟磁盘的空闲空间、已分配空间等。 ? 提供文件的创建、删除、移位、改名等功能。

? 提供良好的界面，可以显示文件系统的状态和空间的使用情况；

? 提供磁盘转储功能，可将虚拟文件系统存入一个磁盘文件，还可从磁盘文件读入内存；

26. 虚拟文件系统：建立基于链式分配的文件系统。（2-3人） 4分 ? 首先分配一定容量的内存，建立虚拟磁盘； ? 在该磁盘上建立基于链式分配的文件系统；

? 为该文件系统设计相应的数据结构来管理目录、虚拟磁盘的空闲空间、已分配空间等。 ? 提供文件的创建、删除、移位、改名等功能。

? 提供良好的界面，可以显示文件系统的状态和空间的使用情况；

? 提供磁盘转储功能，可将虚拟文件系统存入一个磁盘文件，还可从磁盘文件读入内存；

27. 虚拟文件系统：建立基于索引分配的文件系统。（2-3人） 4分 ? 首先分配一定容量的内存，建立虚拟磁盘；