1、操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)講義黑龍江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院 軟件學(xué)院2004年-2015年目 錄第一部分 課程目的與任務(wù)1一、課程基礎(chǔ)1二、適應(yīng)對象1三、教學(xué)目的1四、內(nèi)容提要1第二部分 主要內(nèi)容及基本要求2一、進(jìn)程控制2二、分頁式存儲管理4三、設(shè)備管理6四、文件管理11五、進(jìn)程調(diào)度15六、總結(jié)報告模板16第三部分 “操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”讀書工程環(huán)節(jié)方案20一、目的與要求20二、考核方式20三、參考書目20四、讀書報告模板25第一部分 課程目的與任務(wù)一、課程基礎(chǔ)在學(xué)這門課之前，學(xué)生必須預(yù)修過高級語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)方面的基本知識，并學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程相關(guān)內(nèi)容。二、適應(yīng)對象計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)-計(jì)算機(jī)應(yīng)用

2、; 軟件工程-軟件工程; 電子信息科學(xué)類-電子信息科學(xué)與技術(shù);管理類-信息管理專業(yè)三、教學(xué)目的為配合“操作系統(tǒng)”課程的教學(xué)，通過模擬操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生能更深刻地領(lǐng)會操作系統(tǒng)工作原理和操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，并提高程序設(shè)計(jì)能力。四、內(nèi)容提要本課程要求實(shí)現(xiàn)一套模擬單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)的軟件程序。該軟件通過5個互相關(guān)聯(lián)的模塊模擬進(jìn)程管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理四部分的主要內(nèi)容，最終形成一套完整的模擬程序。第二部分 主要內(nèi)容及基本要求一、進(jìn)程控制基本要求：利用簡單的結(jié)構(gòu)和控制方法模擬進(jìn)程結(jié)構(gòu)、進(jìn)程狀態(tài)和進(jìn)程控制。參考學(xué)時：6學(xué)時實(shí)驗(yàn)提示：1、 用PCB表示整個進(jìn)程實(shí)體，利用隨機(jī)數(shù)方法或鍵盤控制方法

3、模擬進(jìn)程執(zhí)行中產(chǎn)生的事件，或者利用基于圖形界面的鼠標(biāo)或者鍵盤操作控制進(jìn)程管理內(nèi)容。2、 定義PCB：包括理論P(yáng)CB中的基本內(nèi)容，如內(nèi)部ID、外部ID、隊(duì)列指針。由于很難實(shí)現(xiàn)真正的進(jìn)程創(chuàng)建功能，在實(shí)驗(yàn)中只需建立PCB節(jié)點(diǎn)，并用它代表一個完整的進(jìn)程。每創(chuàng)建一個進(jìn)程時，可動態(tài)分配PCB節(jié)點(diǎn)，對相應(yīng)內(nèi)容賦值，并鏈接到適當(dāng)?shù)年?duì)列上。可參考如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（動態(tài)形式）：struct PCBchar name10;struct PCB*next;struct PCB *ready,*blocked,*running;創(chuàng)建進(jìn)程時：struct PCB *p=(struct PCB *)malloc(sizeof(

4、struct PCB);并將此進(jìn)程添加到就緒隊(duì)列末尾：add(ready,p);其中，ready為就緒隊(duì)列頭節(jié)點(diǎn)，并在開始處分配了空間；add函數(shù)是鏈表中添加節(jié)點(diǎn)函數(shù)，代碼可以為：void add(struct PCB *head,struct PCB*process) struct PCB*tmp=head; while(tmp-next!=NULL) tmp=tmp-next; tmp-next=process; process-next=NULL;3、 定義進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式：真實(shí)的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換是由進(jìn)程內(nèi)部操作或操作系統(tǒng)的控制引起的。由于模擬程序中無法實(shí)現(xiàn)這些功能，我們可以采用隨機(jī)數(shù)方法或

5、鍵盤控制方法模擬，并實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的控制程序。隨機(jī)方法指產(chǎn)生15的隨機(jī)數(shù)，分別代表創(chuàng)建進(jìn)程(1)、時間片到(2)、進(jìn)程阻塞(3)、喚醒進(jìn)程(4)、結(jié)束進(jìn)程(5)等事件；鍵盤模擬方法指定義5個選項(xiàng)菜單代表以上五種事件。4、 根據(jù)隨機(jī)數(shù)或鍵盤操作處理就緒隊(duì)列、阻塞隊(duì)列和當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程的狀態(tài)。每次事件處理后應(yīng)顯示出當(dāng)前系統(tǒng)中的執(zhí)行進(jìn)程是哪一個，就緒隊(duì)列和阻塞隊(duì)列分別包含哪些進(jìn)程。5、 *（帶*部分為試驗(yàn)班和特長班需要完成的內(nèi)容，普通班選作）完成可變分區(qū)的分配與回收，創(chuàng)建進(jìn)程的同時申請一塊連續(xù)的內(nèi)存空間，結(jié)束進(jìn)程同時回收分配的內(nèi)存空間。分配采用最佳適應(yīng)算法，碎片大小為2Kb,最后回收所有進(jìn)程的空間?？梢圆榭催M(jìn)

6、程所占的空間和系統(tǒng)空閑空間。評分標(biāo)準(zhǔn)：滿分15分要求必須完成以下幾個方面的內(nèi)容：l 能夠模擬進(jìn)程的創(chuàng)建與撤銷過程；5分l 可對進(jìn)程的狀態(tài)進(jìn)行全面的控制；5分l 按先進(jìn)先出方式管理就緒和阻塞隊(duì)列，能夠按隊(duì)列形式輸出進(jìn)程狀態(tài)。5分二、分頁式存儲管理基本要求：在第1部分實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的分頁式內(nèi)存分配和地址轉(zhuǎn)換過程，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)請求分頁式存儲分配和地址轉(zhuǎn)換過程。頁面置換算法至少應(yīng)實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出（FIFO）、最近最久未使用（LRU）等算法。 參考學(xué)時：6學(xué)時實(shí)驗(yàn)提示：1、 建立1個位示圖，用來模擬內(nèi)存的分配情況，位示圖的位數(shù)與設(shè)定的物理塊個數(shù)相同。程序啟動時可利用一組隨機(jī)0和1填充位示圖，表示內(nèi)存已被

7、占用情況。假設(shè)內(nèi)存容量為64K，塊大小為1K，則共有64個塊，隨機(jī)填充后的位示圖可能的值如下：第0字節(jié)1 0 1 1 0 0 1 1第2字節(jié)1 1 1 0 0 1 1 1第4字節(jié)0 0 0 1 1 1 1 1第6字節(jié)1 1 1 1 1 0 0 0第1字節(jié)0 1 1 0 1 1 0 0第3字節(jié)1 0 0 0 0 1 1 1第5字節(jié)0 1 1 1 0 0 1 1第7字節(jié)0 0 0 0 0 0 0 1該位示圖表示內(nèi)存的2（0字節(jié)第2位）、3（0字節(jié)第3位）、6（0字節(jié)第6位）、8（1字節(jié)第0位）、9（1字節(jié)第1位）、12（1字節(jié)第4位）、15（1字節(jié)第7位）等塊沒有被占用。2、 創(chuàng)建進(jìn)程時輸入進(jìn)程大

8、小，并根據(jù)程序中設(shè)定的物理塊大小為進(jìn)程分配物理塊，同時建立頁表。例如，在上圖基礎(chǔ)上，若要建立一個大小為5000字節(jié)的進(jìn)程，則：l 計(jì)算出該進(jìn)程共有“向上取整（5000/1024）=5”個頁，需要占用5個內(nèi)存塊；l 建立空的頁表，即長度為5的一維整數(shù)數(shù)組；l 從位示圖中找出前5個“0”位在整個位示圖中的位置號（即i字節(jié)j位為0，則該位的位置為8*i+j），并將這些號依次填入頁表中，同時把前5個“0”改為“1”，以示對應(yīng)內(nèi)存塊已經(jīng)分配。3、 輸入當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程所要訪問的邏輯地址，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的物理地址。4、 進(jìn)程退出時，根據(jù)其頁表內(nèi)容向位示圖反向回填“0”。5、 擴(kuò)充頁表，將其變成支持請求和置換

9、功能的二維頁表（增加存在位等）。創(chuàng)建進(jìn)程時可裝入固定的前三頁（或鍵盤輸入初始裝入頁數(shù)，不同進(jìn)程的裝入個數(shù)可以不同），其余頁裝入到置換空間內(nèi)（置換空間大小應(yīng)為內(nèi)存空間大小的1.5-2倍，對其還需建立獨(dú)立的置換空間位示圖）。6、 分別采用FIFO或LRU置換算法對地址轉(zhuǎn)換過程中遇到的缺頁現(xiàn)象進(jìn)行頁面置換，可將多次地址轉(zhuǎn)換過程中所涉及到的頁號視為進(jìn)程的頁面訪問序列，從而計(jì)算置換次數(shù)和缺頁率。7、 *可以在完成第六步的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)OPT的頁面置換算法，并加以比較。評分標(biāo)準(zhǔn)（滿分15分）：要求必須完成以下幾個方面的內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)提示前4部分，10-12分）：l 在第1部分基礎(chǔ)上擴(kuò)展；l 能夠模擬內(nèi)存的分頁式分

10、配和回收過程，可查看內(nèi)存分配位示圖和進(jìn)程頁表；l 可根據(jù)內(nèi)存分配狀態(tài)進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。如果實(shí)現(xiàn)以下要求（實(shí)驗(yàn)提示后3部分），有額外3-5分加分：l 能夠模擬基于虛擬存儲器的內(nèi)存分配和回收過程，可查看交換空間位示圖和擴(kuò)展的頁表；l 在虛擬存儲器基礎(chǔ)上完成地址轉(zhuǎn)換，缺頁時能夠?qū)崿F(xiàn)頁面置換；l 頁面置換過程中能夠模擬FIFO、LRU置換算法，可將多次地址轉(zhuǎn)換過程中所涉及到的頁面視為進(jìn)程的頁面訪問序列，從而計(jì)算置換次數(shù)和缺頁率。三、設(shè)備管理基本要求：在前面的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理功能的模擬，主要包括通道和控制器的添加和刪除，設(shè)備的添加、刪除，設(shè)備的分配和回收。參考學(xué)時：6學(xué)時實(shí)驗(yàn)提示：1、 假定模擬系統(tǒng)中

11、已有鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)和顯示器四個設(shè)備，另有三個控制器和兩個通道。2、 設(shè)備管理子系統(tǒng)涉及到系統(tǒng)設(shè)備表（SDT）、通道控制表（CHCT）、控制器控制表（COCT）和設(shè)備控制表（DCT）來體現(xiàn)輸入輸出系統(tǒng)的四級結(jié)構(gòu)和三級控制。應(yīng)實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來完成對外圍設(shè)備的管理。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)參考代碼:C/C+版:struct Node char name10;/名稱 struct PCB *process;/占用該節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程 struct PCB *waitinglist;/等待該節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程隊(duì)列 struct Node *next;/下一個節(jié)點(diǎn) struct Node *parent;/父節(jié)點(diǎn);struct N

12、ode *CHCTs;/通道隊(duì)列頭節(jié)點(diǎn)struct Node *COCTs;/控制器隊(duì)列頭節(jié)點(diǎn)struct Node *DCTs;/設(shè)備隊(duì)列頭節(jié)點(diǎn)Java版：class IONode String name; IONode next; Process process; Vector waitinglist; IONode parent;class CHCT extends IONodeclass COCT extends IONodeclass DCT extends IONode3、 實(shí)現(xiàn)上述設(shè)備、控制器以及通道的層次關(guān)系，同時能夠添加或刪除新的設(shè)備、控制器或通道。上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系如下

13、圖所示：CHCT鏈表COCT鏈表DCT鏈表通道1通道2控制器1設(shè)備1控制器2設(shè)備2控制器3設(shè)備3設(shè)備4設(shè)備5next指針next指針next指針parent指針parent指針占用的進(jìn)程等待的進(jìn)程等待的進(jìn)程process指針waitinglist鏈表占用的進(jìn)程等待的進(jìn)程等待的進(jìn)程process指針waitinglist鏈表占用的進(jìn)程等待的進(jìn)程等待的進(jìn)程process指針waitinglist鏈表4、 通過鍵盤命令模擬進(jìn)程執(zhí)行過程中提出的設(shè)備分配或釋放請求，并為此請求分配或釋放設(shè)備。分配設(shè)備成功后可將進(jìn)程狀態(tài)調(diào)整為阻塞，釋放設(shè)備后變?yōu)榫途w狀態(tài)。5、 分配設(shè)備時應(yīng)如果該設(shè)備已被其它進(jìn)程占用，則設(shè)備

14、分配失敗，請求進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，同時等待該設(shè)備的釋放。如果設(shè)備空閑，進(jìn)程占用設(shè)備的同時還應(yīng)提出申請控制器請求，直到與設(shè)備相關(guān)的通道都已申請成功為止。6、 設(shè)備、控制器或通道的釋放應(yīng)引起對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的等待隊(duì)列中的第一個阻塞進(jìn)程被喚醒。如果被喚醒的進(jìn)程還未完成申請操作，應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行上級節(jié)點(diǎn)的申請操作。7、 設(shè)備分配流程：process=null(設(shè)備空閑)？執(zhí)行進(jìn)程提出設(shè)備分配請求在設(shè)備鏈表DCTs中找到所申請的設(shè)備process=執(zhí)行進(jìn)程,向上找到控制器process=null(控制器空閑)？process=執(zhí)行進(jìn)程,向上找到通道process=null(通道空閑)？process=執(zhí)行進(jìn)程,執(zhí)行進(jìn)程

15、變阻塞狀態(tài),就緒進(jìn)程變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)分配成功或失敗,返回執(zhí)行進(jìn)程進(jìn)入該設(shè)備的waitinglist隊(duì)列并變?yōu)樽枞麪顟B(tài),就需進(jìn)程變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)執(zhí)行進(jìn)程進(jìn)入該控制器的waitinglist隊(duì)列并變?yōu)樽枞麪顟B(tài),就需進(jìn)程變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)執(zhí)行進(jìn)程進(jìn)入該通道的waitinglist隊(duì)列并變?yōu)樽枞麪顟B(tài),就需進(jìn)程變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)YYYNNN8、 回收流程：d-process=p?進(jìn)程p提出釋放設(shè)備d的請求在DCTs中找到所釋放的設(shè)備d為第1個等待進(jìn)程分配設(shè)備、控制器回收結(jié)束,返回YN有等待d的進(jìn)程(waitinglist不空)?Nch-process=p?YN有等待進(jìn)程(waitinglist不空)?N找到控制器的通道ch

16、（即co-parent）ch-process=第1個等待進(jìn)程co-process=p?YN有等待進(jìn)程(waitinglist不空)?N找到設(shè)備的控制器co（即d-parent）為第1個等待進(jìn)程分配控制器、通道出錯返回YYd-process=nullco-process=nullch-process=null9、*體現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性，可以在設(shè)備分配時只指定設(shè)備類型，如果有空閑設(shè)備即可分配。評分標(biāo)準(zhǔn)（滿分15分）：要求必須完成以下幾個方面的內(nèi)容（10-12分）：l 在第1、2部分基礎(chǔ)上擴(kuò)展；l 能夠模擬設(shè)備的分配與回收流程；l 設(shè)備分配成功與否，進(jìn)程都應(yīng)進(jìn)入阻塞狀態(tài)；l 能夠較形象地輸出通道、控制器、

17、設(shè)備的層次關(guān)系以及進(jìn)程的占用、等待狀態(tài)；也可實(shí)現(xiàn)如下擴(kuò)充要求（3-5分）：l 能夠添加、刪除通道、控制器或設(shè)備；l 能夠模擬SDT基礎(chǔ)上的設(shè)備分配過程。四、文件管理基本要求：利用磁盤文件實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的文件管理功能，主要包括目錄結(jié)構(gòu)的管理、外存空間的分配與釋放以及空閑空間管理三部分。 參考學(xué)時：6學(xué)時實(shí)驗(yàn)提示：1、 通過初始化操作建立一個模擬外存空間的虛擬磁盤文件，在該文件中保存目錄和文件內(nèi)容。創(chuàng)建該文件時應(yīng)創(chuàng)建初始的根目錄內(nèi)容、文件分配表。根目錄實(shí)為一特殊文件，其開始內(nèi)容為空，大小為一個塊。2、 文件目錄項(xiàng)（可以采用FCB格式）應(yīng)包括類型（目錄 or文件）、創(chuàng)建日期、大小、第一個磁盤塊塊號。3

18、、 顯示命令提示符“$”，并根據(jù)輸入命令完成相應(yīng)的文件操作：l MD（創(chuàng)建子目錄）：創(chuàng)建目錄文件，并在父目錄文件中增加目錄項(xiàng)。l CD（切換工作目錄）：根據(jù)當(dāng)前目錄切換到指定目錄。l RD（刪除子目錄）：搜索所要刪除的目錄是否為空目錄，若是則刪除。l MK（創(chuàng)建空文件）：創(chuàng)建指定大小的文件（如輸入命令 “mk test 2000”，表示創(chuàng)建大小為2000字節(jié)的test文件），并在父目錄中添加文件名稱；還應(yīng)對FAT表進(jìn)行適當(dāng)修改。l DEL（刪除文件）：如果所要刪除的文件存在，則刪除，同時修改父目錄內(nèi)容；還應(yīng)對FAT表進(jìn)行適當(dāng)修改。l DIR：列出當(dāng)前目錄的所有目錄項(xiàng)。l FORMAT：根據(jù)進(jìn)一

19、步的虛擬磁盤文件名和塊個數(shù)信息創(chuàng)建出虛擬磁盤文件。l *TREE：根據(jù)磁盤文件和目錄按著樹形結(jié)構(gòu)加以顯示。4、 實(shí)現(xiàn)提要l 首先應(yīng)確定采用FAT16表，塊大小固定為1024Byte；l 定義目錄項(xiàng)結(jié)構(gòu)：struct FCB/文件或目錄控制塊char name8;/文件名最長不超過8個字符，這樣整個FCB大小正好為32Byteint size;/大小int first_block;/第一塊塊號char type;/類型，1為文件，2為目錄，0為已刪除目錄項(xiàng)char datetime15;/日期時間，格式為yyyymmdd hhmmss;l 定義兩個宏：EMPTY_BLOCK和LAST_BLOCK

20、，用于表示FAT表中的特殊內(nèi)容#define EMPTY_BLOCK 0x0000#define LAST_BLOCK 0xFFFFl 格式化時創(chuàng)建虛擬磁盤文件。例如，創(chuàng)建塊大小為1024Byte，塊個數(shù)為8個的虛擬磁盤文件時，所建立的文件內(nèi)容為00000000000000000000000000000000FAT16表，共占用16個字節(jié)0塊1塊2塊3塊4塊5塊6塊7塊l 在上面的虛擬磁盤文件中自動創(chuàng)建大小為1塊的根目錄文件后變成：FFFF0000000000000000000000000000FAT16表，共占用16個字節(jié)空的根目錄文件，占用0號塊，F(xiàn)AT表有相應(yīng)變化0塊1塊2塊3塊4塊5塊

21、6塊7塊l 繼續(xù)創(chuàng)建test子目錄后變成：FFFFFFFF000000000000000000000000FAT16表，共占用16個字節(jié)test 1 1024 2012-11-20 20:16:72 10塊空的test目錄文件，占用1號塊，F(xiàn)AT表也有相應(yīng)變化1塊2塊3塊4塊5塊6塊7塊l 創(chuàng)建大小為2000Byte的文件a.c后變成：FFFFFFFF3FFFF0000000000000000FAT16表，共占用16個字節(jié)test 1 1024 2012-11-20 20:16:72 1a.c 0 2000 2012-11-20 20:18:25 20塊空的test目錄文件，占用1號塊，F(xiàn)AT

22、表也有相應(yīng)變化1塊文件a.c的前1024字節(jié)2塊文件a.c的后976字節(jié)3塊4塊5塊6塊7塊l 刪除空目錄test后：FFFF00003FFFF0000000000000000FAT16表，共占用16個字節(jié)a.c 0 2000 2012-11-20 20:18:25 20塊空塊1塊文件a.c的前1024字節(jié)2塊文件a.c的后976字節(jié)3塊4塊5塊6塊7塊評分標(biāo)準(zhǔn)（滿分15分）：要求必須完成以下幾個方面的內(nèi)容（10-12分）：l 能夠在磁盤文件基礎(chǔ)上模擬外存分配與回收流程；l 支持dir、md、cd、rd命令。也可實(shí)現(xiàn)如下擴(kuò)充要求（3-5分）：l 可較方便查看位示圖、索引節(jié)點(diǎn)、目錄樹關(guān)系l 能夠

23、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建文件的mknod命令以及刪除文件的del命令，可對所創(chuàng)建的文件內(nèi)容進(jìn)行簡單的編輯。五、進(jìn)程調(diào)度基本要求：在1、2、3階段實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)按先來先服務(wù)FCFS、短作業(yè)優(yōu)先SJF以及時間片輪轉(zhuǎn)算法調(diào)度進(jìn)程的模擬過程。 參考學(xué)時：6學(xué)時實(shí)驗(yàn)提示：1、 程序開始運(yùn)行時選擇調(diào)度算法，創(chuàng)建進(jìn)程時輸入進(jìn)程所需服務(wù)時間以及到達(dá)時間?？蓞⒖既缦聰?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：struct PCBchar name10;int size;int arrival_time;/到達(dá)時間int burst_time;/服務(wù)時間int finished_time;/結(jié)束運(yùn)行時間int runned_time;/已運(yùn)行時間struct P

24、CB*next;struct PCB *ready,*blocked,*running,*finished;其中，finished隊(duì)列是已運(yùn)行結(jié)束的進(jìn)程隊(duì)列，便于統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)時間數(shù)據(jù)。2、 根據(jù)當(dāng)前所設(shè)定調(diào)度算法，連續(xù)調(diào)度所有進(jìn)程，并計(jì)算每個進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間、所有進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間。3、 調(diào)度時應(yīng)適當(dāng)輸出調(diào)度過程中各進(jìn)程狀態(tài)隊(duì)列的變化情況以及進(jìn)程的已執(zhí)行時間、還需服務(wù)時間（針對時間片輪轉(zhuǎn)算法）。4、 *完成銀行家算法的實(shí)現(xiàn)。評分標(biāo)準(zhǔn)（滿分15分）：要求必須完成以下幾個方面的內(nèi)容（10-12分）：l 在第1-3部分基礎(chǔ)上擴(kuò)展；l 支持FCFS、短作業(yè)優(yōu)先以及時間片調(diào)度算

25、法。也可實(shí)現(xiàn)如下擴(kuò)充要求（3-5分）：l 能夠較方便地查看調(diào)度過程及平均周轉(zhuǎn)時間、平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間；l *支持優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法與其它算法相結(jié)合的調(diào)度模式。六、總結(jié)報告模板“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”總結(jié)報告學(xué)號姓名學(xué)院年級專業(yè)報告日期成績黑龍江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院 軟件學(xué)院本學(xué)期開設(shè)了操作系統(tǒng)課程，為了更好的理解操作系統(tǒng)理論，掌握其應(yīng)用，特設(shè)此操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程，在該操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中包括進(jìn)程管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理等五個部分。一、 進(jìn)程控制1.1目的1.2內(nèi)容1.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.4算法設(shè)計(jì)及流程圖二、請求分頁存儲器管理2.1目的2.2內(nèi)容2.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.4算法設(shè)計(jì)及流程圖 2.5小結(jié)三、設(shè)備管理

26、3.1目的3.2內(nèi)容3.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.4算法設(shè)計(jì)及流程圖3.5小結(jié)四、文件管理4.1目的4.2內(nèi)容4.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.4算法設(shè)計(jì)及流程圖4.5小結(jié)五、進(jìn)程調(diào)度5.1目的5.2內(nèi)容5.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5.4算法設(shè)計(jì)及流程圖5.5小結(jié)六、課程總結(jié)第三部分 “操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”讀書工程環(huán)節(jié)方案一、目的與要求“操作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)與軟件工程專業(yè)的必修課程，也是該專業(yè)核心理論課程。為了更全面的理解理論知識，提高實(shí)踐能力，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)以及軟件工程專業(yè)開設(shè)了實(shí)踐類必修課程-“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”。將讀書環(huán)節(jié)融入教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，做好理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、讀書環(huán)節(jié)三者有機(jī)結(jié)合，可使學(xué)生進(jìn)一步了解課程理論

27、知識，拓寬視野，加深對本專業(yè)相關(guān)課程的理解。在讀書工程環(huán)節(jié)，學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)的參考書目，對課程設(shè)計(jì)的五個部分（進(jìn)程控制、進(jìn)程調(diào)度、請求分頁存儲管理、設(shè)備管理、文件管理）中的任意一個題目進(jìn)行深入的分析探討和總結(jié)，并提交相應(yīng)的讀書工程報告。二、考核方式通過提交讀書報告進(jìn)行考核，該部分成績要占課程總成績的15%。該報告至少應(yīng)包括基本理論闡述、當(dāng)前理論或?qū)嵺`應(yīng)用現(xiàn)狀、本人對相關(guān)內(nèi)容的體會、課程設(shè)計(jì)過程中對相應(yīng)部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)思路、讀書工程心得總結(jié)等幾個方面，并列出參考書目，字?jǐn)?shù)不少于5000字。三、參考書目現(xiàn)代操作系統(tǒng)（第2版、第3版，中文/英文原版）l 作者：（荷）Andrew S. Tanen

28、bauml 譯者：陳向群，馬洪兵l 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社l 出版日期：2005年6月本書是操作系統(tǒng)領(lǐng)域的經(jīng)典之作，與第1版相比有較大的變化。書中集中討論了操作系統(tǒng)的基本原理，除了重點(diǎn)放在單處理機(jī)操作系統(tǒng)之外，還包含了有關(guān)計(jì)算機(jī)安全、多媒體操作系統(tǒng)、unix、windows 2000以及操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。書中涉及的主題包括圖形用戶界面、多處理機(jī)操作系統(tǒng)、筆記本電腦電源管理、可信系統(tǒng)、病毒、網(wǎng)絡(luò)終端、cd-rom文件系統(tǒng)、互斥信號量、raid、軟定時器、穩(wěn)定存儲器以及新的頁面置換算法等。此外，書中還增加了大量習(xí)題，方便教學(xué)。 本書適合作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)操作系統(tǒng)課程教材，也是

29、設(shè)計(jì)、開發(fā)操作系統(tǒng)的重要參考書。Andrew S. Tanenbaum 是ACM和IEEE的資深會員，荷蘭皇家藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院院士，獲得過1997年度ACM/SIGCSE計(jì)算機(jī)科學(xué)教育杰出貢獻(xiàn)獎。當(dāng)前，他的主要研究方向是設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)十億級用戶的廣域分布式系統(tǒng)。在進(jìn)行這些研究項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，他在各種學(xué)術(shù)雜志及會議上發(fā)表了70多篇論文，并出版了多本計(jì)算機(jī)專著。Tanenbaum還入選了世界名人錄。Tanenbaum教授的個人主頁是http:/www.cs.vu.nl/ast。操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（第二版，有電子書，中文版）l 作者：(美)Andrew S. Tanenbaum,Albert S. Wood

30、hulll 譯者：陳渝 諶衛(wèi)軍l 出版社：電子工業(yè)出版社l 出版日期：2007年3月本書是關(guān)于操作系統(tǒng)的權(quán)威教材，詳細(xì)探討了操作系統(tǒng)的基本原理，包括進(jìn)程、進(jìn)程間通信、信號量、管程、消息傳遞、調(diào)度算法、輸入/輸出、死鎖、設(shè)備驅(qū)動程序、存儲管理、調(diào)頁算法、文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全和保護(hù)機(jī)制等。大多數(shù)關(guān)于操作系統(tǒng)的圖書均重理論而輕實(shí)踐，而本書則在這兩者之間進(jìn)行了較好的折中。本冊給出了上冊提到的minix3操作系統(tǒng)的安裝方法以及詳細(xì)的原代碼，并附有光盤。本書適用于高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，也可供程序設(shè)計(jì)人員、工程技術(shù)人員、系統(tǒng)架構(gòu)師等相關(guān)人員參考。操作系統(tǒng)精髓與設(shè)計(jì)原理（第六版，有電子書）l 作者：（美）Wil

31、liam Stallingsl 譯者：陳向群，陳渝l 出版社：電子工業(yè)出版社l 出版日期：2006年2月操作系統(tǒng)精髓與設(shè)計(jì)原理(第6版)不僅全面地講述了操作系統(tǒng)的基本概念、原理和方法，還清楚地展現(xiàn)了當(dāng)代操作系統(tǒng)的本質(zhì)和特點(diǎn)。全書分為八個部分，由淺入深地介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、進(jìn)程描述和控制、線程、微內(nèi)核、并發(fā)性、內(nèi)存管理、虛擬內(nèi)存、單處理器調(diào)度、多處理器和實(shí)時調(diào)度、i/o管理和磁盤調(diào)度、文件管理、嵌入式操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)安全技術(shù)以及分布式操作系統(tǒng)等內(nèi)容。操作系統(tǒng)精髓與設(shè)計(jì)原理(第6版)內(nèi)容豐富，具有很強(qiáng)的實(shí)用價值，適合作為高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)本科生的操作系統(tǒng)課程教材，也可供專業(yè)技術(shù)人員參

32、考。William Stallings，擁有美國麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任教于澳大利亞新南威爾士大學(xué)國防學(xué)院（堪培拉）信息技術(shù)與電子工程系。他是世界知名的計(jì)算機(jī)學(xué)者和暢銷教材作者，已經(jīng)撰寫了17部著作，出版了40多本書籍，內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)安全、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等方面，堪稱計(jì)算機(jī)界的全才。他曾九次榮獲美國“教材和學(xué)術(shù)專著作者協(xié)會”頒發(fā)的“年度最佳計(jì)算機(jī)科學(xué)教材”獎。計(jì)算機(jī)的心智:操作系統(tǒng)之哲學(xué)原理l 作者：鄒恒明l 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社l 出版日期：2009年4月本書集中精力對操作系統(tǒng)的核心內(nèi)容進(jìn)行分析，包括操作系統(tǒng)發(fā)展的歷史背景、進(jìn)程與線程、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、輸入與輸出、

33、多核環(huán)境下的進(jìn)程調(diào)度和操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本書用大量生活實(shí)例，生動解釋了操作系統(tǒng)中的主要難點(diǎn)和模糊點(diǎn)：鎖的實(shí)現(xiàn)、同步機(jī)制的發(fā)展軸線、純粹分段到段頁式的演變、多核環(huán)境下的進(jìn)程同步與調(diào)度和操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，而放棄了對操作系統(tǒng)核心以外內(nèi)容，如安全、多媒體系統(tǒng)、虛擬機(jī)技術(shù)、光盤技術(shù)等的論述。本書重點(diǎn)突出、邏輯清晰、內(nèi)容連貫，便于學(xué)生順利掌握操作系統(tǒng)的核心內(nèi)容。本書從生活哲學(xué)的視角對操作系統(tǒng)的原理進(jìn)行闡述，通過邏輯推理演繹操作系統(tǒng)核心技術(shù)的奧秘，討論范圍包括操作系統(tǒng)的所有基礎(chǔ)內(nèi)容：背景與歷史。進(jìn)程與線程、通信與同步、調(diào)度與死鎖，分頁與分段。磁盤與文件。輸入與輸出等。此外，作者以新穎的組織方式講解了鎖的實(shí)現(xiàn)、

34、同步機(jī)制的發(fā)展邏輯。從分段到段頁式的演變、多核環(huán)境下的同步與調(diào)度、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則。本書對操作系統(tǒng)原理的討論充滿趣味性：每一章都力求細(xì)致地闡明一個主題，將通俗的哲學(xué)原理和邏輯推理貫穿于每一個主題，構(gòu)成全書的有機(jī)整體，并適當(dāng)?shù)匾胗?jì)算機(jī)組成和編譯器知識，揭示操作系統(tǒng)在程序運(yùn)行中發(fā)揮的作用，把讀者對操作系統(tǒng)的理解帶到一個嶄新的境界。操作系統(tǒng)概念精要(Operating System Concepts Essentials)(2011年版)(英文版，有電子書)l 作者：ABRAHAM SILBERSCHATZ，PETER BAER GALVIN，GREG GAGNEl 出版社：JOHN WILEY

35、 & SONS. INCl 出版日期：2011年本書是一本操作系統(tǒng)的入門教材，適用于本科三、四年級或研究生一年級學(xué)生，還適用于相關(guān)工程技術(shù)人員。本書清晰地描述了操作系統(tǒng)的基本概念。 本書直觀地描述了概念，也闡述了重要理論結(jié)論，但省略了形式化的證明。參考文獻(xiàn)中給出了有關(guān)研究論文，其中有的論文首次提出并證明了這些結(jié)論，有的資料是可供進(jìn)一步閱讀的參考材料。本書還通過使用圖表和實(shí)例來代替證明，以說明結(jié)論的正確性。Abraham Silberschatz是美國耶魯大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授。前任新澤西州Murray Hill的貝爾實(shí)驗(yàn)室信息科學(xué)研究中，Peter Baer Galvin是技術(shù)合作公司的技術(shù)主管

36、，曾任美國布朗大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系的系統(tǒng)主管。作為顧問和培訓(xùn)教師，他在世界各地講解和教授網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理、安全和性能等。Greg Gagne是美國鹽湖城威斯特敏斯特學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與數(shù)學(xué)系主任。除了講授操作系統(tǒng)外，他還教授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/分布式系統(tǒng)/面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。Windows操作系統(tǒng)原理（第2版）l 作者：陳向群 向勇 王雷 馬洪兵 鄭扣根（美）Dava Probertl 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社l 出版日期：2004年11月Windows操作系統(tǒng)是微軟公司開發(fā)的個人電腦操作系統(tǒng)，一經(jīng)推出便以其方便性、易用性征服了廣大用戶，迅速成為應(yīng)用最廣泛的主流操作系統(tǒng)。許多讀者迫切希望了解Windows

37、操作系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和工作原理，以便在Windows操作平臺上進(jìn)行開發(fā)。為了滿足這一需求，2001年8月， Windows操作系統(tǒng)原理的第1版面世，這是國內(nèi)第一本以Windows操作系統(tǒng)為例，全面講述操作系統(tǒng)原理的教程。微軟總裁比爾蓋茨先生親自寫來賀詞，這是比爾蓋茨先生第一次為美國境外出版的圖書寫賀詞。中國科學(xué)院院士楊芙清教授、微軟亞洲研究院前任院長張亞勤先生親自為本書作序，教育部高教司司長、著名的操作系統(tǒng)專家張堯?qū)W教授也給予本書極高的評價。第1版出版以來得到了廣大讀者的好評。時隔三年，Windows操作系統(tǒng)在不斷發(fā)展，本書的內(nèi)容也必須進(jìn)行更新，以反映Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展，于是推出了

38、這本W(wǎng)indows操作系統(tǒng)原理(第2版)。與第1版相比，本書有如下特色：l 內(nèi)容更加全面：第2版以Windows Server2003為實(shí)例詳細(xì)介紹windows操作系統(tǒng)的基本原理，充分反映了windows操作系統(tǒng)的發(fā)展變化。l 作者陣容強(qiáng)大：本書的作者均為國內(nèi)重點(diǎn)大學(xué)操作系統(tǒng)課程的主講教師，具有豐富的專業(yè)知識和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，微軟內(nèi)核開發(fā)組的骨干成員、Windows Server 2003的研發(fā)人員之一的Dave Probert也參與了第2版的編寫工作，有效地保證了第2版的內(nèi)在質(zhì)量。l 資料來源權(quán)威微軟公司和微軟亞洲研究院為本書的編寫提供了許多第一手資料，并第一次在國內(nèi)授權(quán)作者閱讀其最新操作系統(tǒng)W

39、indows Server 2003的源代碼，從而保證了本書的權(quán)威性。本書全面反映計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、概念及發(fā)展趨勢，深入剖析Windows操作系統(tǒng)的基本原理，既可以幫助讀者全面了解Windows操作系統(tǒng)，也對讀者舉一反三地了解其他操作系統(tǒng)有所幫助。本書講述當(dāng)代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的原理，并具體分析操作系統(tǒng)原理在Windows Server2003中的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和方法，將抽象的原理與具體的實(shí)例相結(jié)合，既有設(shè)計(jì)思想精要的提煉，又有具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的分析。UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)(中文版,英文版，有電子書)l 作者：（美）Maurice J. Bachl 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社l 出版日期：2006年9月L

40、inux之父Linus Torvalds曾捧讀的經(jīng)典著作. 本書是一本全面介紹unix系統(tǒng)v內(nèi)核結(jié)構(gòu)的經(jīng)典教材。bach在這本傳世之作中深入分析了unix的內(nèi)核算法、基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它們同上層編程接口的關(guān)系。本書首先對系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡要介紹，然后分章節(jié)描述了文件系統(tǒng)、進(jìn)程調(diào)度和存儲管理，并在此基礎(chǔ)上討論了unix系統(tǒng)的高級問題，如驅(qū)動程序接口、進(jìn)程間通信與網(wǎng)絡(luò)等。.本書雖然以unix系統(tǒng)v為背景，但是介紹的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)卻并沒有專門針對任何一種特定的內(nèi)核，所以直到今日，本書仍然是世界上許多大學(xué)操作系統(tǒng)課程的必讀或推薦教材。讀者如果想要學(xué)習(xí)unix，本書依然是最好的選擇之一。本書的適用范圍非

41、常廣泛。首先，本書可用作高等院校高年級本科生或低年級研究生的操作系統(tǒng)課程教材，學(xué)生使用本書的同時若能參考系統(tǒng)源代碼將獲益匪淺，但也可以獨(dú)立地學(xué)習(xí)本書。其次，系統(tǒng)程序員可將本書作為參考書，從而更好地理解內(nèi)核的工作原理，并將unix系統(tǒng)中采用的算法與其他操作系統(tǒng)的算法加以比較。最后，unix系統(tǒng)程序員也可將本書作為參考書，從而更深入地了解他們的程序是如何與系統(tǒng)相互作用的，進(jìn)而編寫出更有效、更高級的程序。自己動手寫操作系統(tǒng)l 作者：于淵l 出版社：電子工業(yè)出版社l 出版日期：2005年8月本書在詳細(xì)分析操作系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，用豐富的實(shí)例代碼，一步一步地指導(dǎo)讀者用C語言和匯編語言編寫出一個具備操作系統(tǒng)

42、基本功能的操作系統(tǒng)框架。本書不同于其他的理論型書籍，而是提供給讀者一個動手實(shí)踐的路線圖。書中講解了大量在開發(fā)操作系統(tǒng)中需注意的細(xì)節(jié)問題，這些細(xì)節(jié)不僅能使讀者更深刻地認(rèn)識操作系統(tǒng)的核心原理，而且使整個開發(fā)過程少走彎路。本書適合各類程序員、程序開發(fā)愛好者閱讀，也可作為高等院校操作系統(tǒng)課程的實(shí)踐參考書。操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)l 作者：羅宇,褚瑞等l 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社l 出版日期：2005年9月本書設(shè)計(jì)了一組基于linux環(huán)境的操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)讀者由淺入深地實(shí)際體驗(yàn)linux操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。本書不僅僅提供了實(shí)驗(yàn)背景知識、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、解決方案的描述，還系統(tǒng)地描述了linux操作系統(tǒng)的基本實(shí)現(xiàn)原理

43、，同時也給出了應(yīng)用和內(nèi)核編程可能涉及的系統(tǒng)調(diào)用、多線程庫函數(shù)及內(nèi)核函數(shù)。本書適合作為高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的教材，也可以作為linux環(huán)境應(yīng)用及內(nèi)核編程的參考書。Unix程序設(shè)計(jì)藝術(shù)(The art of Unix programming影印版，有電子書)l 作者：Eric Raymond l 出版社：中國電力出版社l 出版日期：2004年4月榮獲美國software development productivity award大獎作品！本書是作者封筆30年后歷時5年創(chuàng)作而成的一部軟件工程方面的佳作。作者首次將哲學(xué)、設(shè)計(jì)模式、工具、文化和傳統(tǒng)結(jié)合在一起，使得unix成為世界上最好且最具創(chuàng)新意義的軟件，并展示了如何將其拓展到linux和當(dāng)今的開源(open-source)運(yùn)動中。通過取自最主要的開源項(xiàng)目中的示例，作者向unix和linux編程人員展示了如何更巧妙地創(chuàng)建軟件，使其更雅致、更靈巧、更具可重用性且具有更長