本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)課程設(shè)計《操作系統(tǒng)課程設(shè)計》

（2023/2023學年第一學期第17周）

指導教師：田秋紅郭奕億

班級：學號：姓名：

1

操作系統(tǒng)課程設(shè)計

任務書

一、題目：

在閱讀Linux操作系統(tǒng)源代碼的基礎(chǔ)上完成兩個主要Project。題目可選做A類或者B類，或

者C類，或者自主命題。

二、設(shè)計目的和要求：

操作系統(tǒng)原理是計算機專業(yè)的核心課程。本課程設(shè)計的目的旨在加深學生對計算機操作系統(tǒng)內(nèi)核的理解，提高對操作系統(tǒng)內(nèi)核的分析與擴展能力。在課程理論教學中，較多地是講解操作系統(tǒng)理論和實現(xiàn)原理。本課程設(shè)計提供兩類難度相當?shù)脑囼?，學生可依照自己的興趣選做A類或者B類：

A、本課程設(shè)計要求學生在閱讀Linux操作系統(tǒng)源代碼的基礎(chǔ)上完成如下兩個主要Project:

1、在Linux2.4的內(nèi)核中添加新的系統(tǒng)調(diào)用，以理解系統(tǒng)調(diào)用的工作機制，把握擴展內(nèi)核功能

的技術(shù)。

2、在Linux2.4中修改調(diào)度程序的代碼，擴展一個新的調(diào)度算法B、在Java虛擬機上完成如下兩個Project（2，3選一）:1、基于java虛擬機的線程調(diào)度2、請求頁式管理的Java實現(xiàn)

3.用JAVA語言模仿“生產(chǎn)者—消費者問題C、方向命題，具體內(nèi)容不限，任選2題；D、自主命題。

為將來在基于Linux的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)或在Java虛擬機上的軟件開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。

三、工作內(nèi)容及工作計劃：1周（17周，其中課內(nèi)20學時，課外20學時）

序號試驗項目內(nèi)容提要名稱1、Linux內(nèi)核代碼的層次分析代碼分析1（部分）3、系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及執(zhí)行過程的分析4、內(nèi)核調(diào)試基本技術(shù)1、編寫一個新系統(tǒng)調(diào)用的響應函數(shù)，新增系統(tǒng)2調(diào)用Linux內(nèi)核中2、編寫應用程序以測試新的系統(tǒng)調(diào)義。把新的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)嵌入到專業(yè)基礎(chǔ)綜合型2023選一）函數(shù)的名稱和功能由試驗者自行定必做（2、專業(yè)基礎(chǔ)基本型202必做Linux內(nèi)核2、調(diào)度程序代碼段的分析試驗性質(zhì)類分派人數(shù)試驗種學時每組備注2

用并輸出測試結(jié)果1、分析Linux進程調(diào)度模塊進程調(diào)度2、擴展調(diào)度模塊，使得新創(chuàng)立的普必做（2、專業(yè)基礎(chǔ)綜合型203的擴展通進程獲得的優(yōu)先級比一個曾23選一）經(jīng)運行過的優(yōu)先級高1、Java線程的優(yōu)先級機制及調(diào)度機制2、用Java語言實現(xiàn)基于優(yōu)先級的基于java輪轉(zhuǎn)線程調(diào)度虛擬機的專業(yè)基礎(chǔ)綜合型202必做43、至少創(chuàng)立5個線程并輸出它們在線程調(diào)度上述調(diào)度算法下的調(diào)度狀況，并輸出到終端，以檢查算法的執(zhí)行狀況1、創(chuàng)立一個頁面訪問序列（頁號范圍為0-9），序列長度自定，假定分派給線程的主存塊數(shù)為3，即請求頁式M=3必做（5、5管理的2、實現(xiàn)下面的頁面置換算法：專業(yè)基礎(chǔ)綜合型2026選一）Java實現(xiàn)·FIFO·近似LRU·OPT3、輸出頁面置換序列和缺頁率1.通過Java語言中的wait（）和notify（）命令模擬操作系統(tǒng)中的P/V操作；2.為每個生產(chǎn)者／消費者產(chǎn)生一個線程，設(shè)計正確的同步算法用JAVA語3.每個生產(chǎn)者和消費者對有界緩言模仿“生沖區(qū)進行操作后，即時顯示有界必做（5、6專業(yè)基礎(chǔ)綜合型203-4產(chǎn)者—消緩沖區(qū)的當前全部內(nèi)容、6選一）費者問題“當前指針位置和生產(chǎn)者／消費者線程的自定義標識符。4.生產(chǎn)者和消費者各有兩個以上。5.多個生產(chǎn)者或多個消費者之間須共享對緩沖區(qū)進行操作的函數(shù)代碼。

3

或者在以下題目選擇兩項（C類）：

1進程管理理解進程表示和狀態(tài)轉(zhuǎn)換、模式轉(zhuǎn)換；把握進程上下文切換機制；把握軟中斷的實現(xiàn)機理和作用；把握進程調(diào)度的基本思想；熟練應用進程相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用。重點在于進程的創(chuàng)立與終止、進程調(diào)度與切換以及軟中斷機制。2文件系統(tǒng)理解文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，把握高速緩存管理和磁盤管理的基本思想和算法，把握文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用處理算法和運用，設(shè)計小型文件系統(tǒng)。3存儲管理把握頁式虛擬存儲系統(tǒng)的實現(xiàn)機理，理解進程存儲空間的表示、實現(xiàn)和管理，模擬實現(xiàn)存儲管理系統(tǒng)。4設(shè)備管理理解I/O子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，用戶使用設(shè)備系統(tǒng)調(diào)用接口、操作系統(tǒng)與驅(qū)動程序的接口；了解磁盤驅(qū)動程序和中斷驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)。5進程間通信理解IPC機制的實現(xiàn)機理，把握消息通信、管道通信以及共享存儲區(qū)等各種通信方式的運用，實現(xiàn)進程間通信。

或者自由發(fā)揮，跟老師溝通后自主命題（D）。

四、試驗參考資料

1．GrayNutt．KernelProjectsforLinux（影印版）．北京：機械工業(yè)出版社,20232．李善平，鄭扣根．Linux操作系統(tǒng)計試驗教程．北京：機械工業(yè)出版社,19993．印旻．Java語言與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計．北京：清華大學出版社，2000

五、考核成績評定標準：

本課程設(shè)計的評價由三部分組成，包括程序演示（50%），課程設(shè)計報告（30%），回復教師提問（20%）。指導教師根據(jù)每個學生小組必做試驗和選做完成狀況、試驗結(jié)果的正確性、選做試驗的數(shù)量和完成狀況，進行小組評分，作為該小組成員的最高得分。對組內(nèi)各個成員評分，結(jié)合學生小組分工狀況和組內(nèi)評價進行評分，并將成績記錄在冊。

1、程序演示：

（1）優(yōu)

功能完善，全部測試正確，并且能夠?qū)植窟M行完善，能夠?qū)Σ煌瑴y試數(shù)據(jù)進行正確分析

（2）良功能完善，但測試欠缺（3）中功能基本完善，但程序尚有部分錯誤（4）及格完成一定功能

（5）不及格功能不完善，且程序錯誤較多，無法運行

2、課程設(shè)計報告：

（1）優(yōu)包括設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計思想，已經(jīng)完成的任務及達到的目標，

4

（2）良

（3）中

（4）及格（5）不及格

3、回復教師提問：

（1）優(yōu)（2）良（3）中（4）及格（5）不及格

設(shè)計思路明了、書寫條理明白，源程序結(jié)構(gòu)合理、明了，注釋說明完整，有對本次課程設(shè)計的心得體會。

包括設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計思想，已經(jīng)完成的任務及達到的目標，設(shè)計思路基本明了、書寫條理基本明白，源程序結(jié)構(gòu)合理、明了，解釋說明基本完整，有對本次課程設(shè)計的心得體會。課程設(shè)計報告內(nèi)容基本完整，思路較明了，書寫基本明白，源程序結(jié)構(gòu)尚可，有解釋說明但不完整

課程設(shè)計報告內(nèi)容基本完整，思路較差，書寫尚明白。課程設(shè)計