2011180016_Linux操作系统_课程设计报告_基于Linux的进程调度模拟程序
河南中医学院《Linux操作系统》课程设计报告
题目：基于Linux的进程调度模拟程序
所在院系：信息技术学院
专业年级： 2011级计算机科学与技术
完成学生： 2011180016 朱晨
指导教师：阮晓龙
完成日期： 2014 年 06 月 22 日
目录
1. 课程设计题目概述 (3)
2. 研究内容与目的 (4)
3. 研究方法 (5)
4. 研究报告 (6)
5. 测试报告/实验报告 (16)
6. 课题研究结论 (17)
7. 总结 (18)
1. 课程设计题目概述
无论是在批处理系统还是分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。另外，系统进程也同样需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程，以使之执行。
本文将基于linux的进程调度进行研究，包括CPU的利用率评价、进程在就绪队列中的等待时间与执行时间之比等。但是由于进程进入就绪队列的随机模型很难确定，而且进程上下文切换等也将影响进程的执行效率，所以在此我们用进程调度的模拟程序并测试系统响应时间的方法来评价进程调度的性能。
关键词：进程调度，并行执行，优先数优先的调度算法，先来先服务算法，优先数，进程控制块。
2. 研究内容与目的
要求：写出课题的研究内容和研究目的。
2.1 研究内容
2.1.1最高优先数优先的调度算法
对就绪队列中的每个进程采用静态优先数，即首先安某种原则定义一个优先数来表示它，处理机调度时，每次选择就绪队列中优先数最大者（也可规定优先数愈小，其优先权愈高），让它占用处理机运行。且本文研究的是非抢占式的最高优先数优先的调度算法。
2.1.2 先来先服务算法
早就绪的进程排在就绪队列的前面，迟就绪的进程排在就绪队列的后面，先来先服务(FCFS: first come first service)总是把当前处于就绪队列之首的那个进程调度到运行状态。也就说，它只考虑进程进入就绪队列的先后，而不考虑它的下一个CPU 周期的长短及其他因素。
2.1.3 两种调度算法的对比分析
通过C语言编写分别编写最高优先数优先的调度算法和先来先服务算法的程序，在CactiFans系统下进行分别执行两个程序，然后对执行结果进行分析。
2.2 研究目的
通过对两种调度算法的执行，实现对进程调度进行模拟实验，并对比分析出两种算法的优缺点。
3. 研究方法
3.1研究方法
3.1.1 文献研究法（查找文献法）
通过在网上查阅相关文献资料先对本课题有个大致的了解，明确重点要做的方向，并根据文献中已有的研究，决定自己对课题的研究方法。
3.1.2 实证研究法
通过已经规划好的研究方向和研究内容及步骤，对课题进行实验性的研究，后得出结论。
3.1.3 归纳总结法
通过实验中遇到的问题，及实验结果的具体情况，进行归纳分析。
3.2实验方法
3.2.1 模拟实验
先编写可多进程并发执行的先来先服务算法和最高优先数优先算法程序，然后通过虚拟机安装CentOS并配置C程序运行环境，运行这两个程序来模拟linux 进程调度。
3.2.2 比较法
对两个程序在虚拟机系统CactiFans下运行的结果进行对比，分析实验结果，并综合出两个算法的优缺点。
3.3可行性分析
3.3.1 程序是否可以运行
可以直接选择Eclipse CDT，Source Insight或者VIM等作为C的开发环境，但是也可事先写好c程序，然后通过u盘传输到CactiFans系统中，先挂载u盘，然后将U盘中的c程序找出来拷贝到系统中。接下来是下载GCC编译软件（不过在CactiFans中已经集成过了），然后通过gcc对c程序进行编译，后即可执行。
4. 研究报告
4.1 CactiFans系统安装与配置
4.1.1 在VMware Workstation上安装CactiFans，并设置系统的上网模式为NAT。
4.1.2在CactiFans上安装VMware Tools
（1）在虚拟机界面，点击虚拟机——安装vmware tools
（2）打开系统，vmware tools的安装文件就会自动加载到CactiFans的虚拟光盘中。
（3）使用 mount /dev/cdrom /mnt 挂载虚拟光盘
（4）ls /mnt查看发现VMwareTools-9.6.0-1294478.tar.gz
（5）将文件拷贝出来，cp /mnt/VMwareTools-9.6.0-1294478.tar.gz /tmp .
(6) cd /tmp 进入/tmp 目录，解压文件tar zxvf VMwareTools-9.6.0-1294478.tar.gz ,解压完成。
（7）cd vmware-tools-distrib 转到该目录下，运行./vmware-install.pl 即可。
4.1.3 安装GCC编译环境
通过whereis gcc 可知CactiFans中已经集成过了gcc，所以这里就不用安装了。否则用yum gcc安装。
4.2 编写最高优先数优先调度算法
4.2.1 设计思想
对每个进程确定一个优先数，该算法总是让优先数最高的进程先使用处理器。系统常以任务的紧迫性和系统效率等因素确定进程的优先数。进程的优先数可以固定的，也可随进程执行过程动态变化。这里选择手动输入一个静态优先数。一个高优先数的进程占用处理器后，系统处理该进程时采用"非抢占式"。此进程占用处理器后一直运行到结束。
4.2.2 程序实现
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
struct pcb { /* 定义进程控制块PCB */
char name[10];
char state;
int super;
int ntime;
int rtime;
struct pcb* next;
}*ready=NULL,*p;
typedef struct pcb PCB;
void sort(PCB *a) /* 建立对进程进行优先级排列函数*/
{
PCB *first, *second;
int insert=0;
if((ready==NULL)||((a->super)>(ready->super))) /*优先级最大者,插入队首*/ {
a->next=ready;
ready=a;
}
else /* 进程比较优先级,插入适当的位置中*/
{
first=ready;
second=first->next;
while(second!=NULL)
{
if((a->super)>(second->super))
{ /*若插入进程比当前进程优先数大,插入到当前进程前面*/ a->next=second;
first->next=a;
second=NULL;
insert=1;
}
else /* 插入进程优先数最低,则插入到队尾*/
{
first=first->next;
second=second->next;
}
}
if(insert==0) first->next=a;
}
}
void createpcb() /* 建立进程控制块函数*/
{
int i,num;
printf("*----------------------------------------------------------*\n");
printf("|*****************最高优先权优先调度算法模拟***************|\n"); printf("*----------------------------------------------------------*\n");
printf("\n 请输入进程数目:");
scanf("%d",&num);
for(i=0;i { p=getpch(PCB); printf("\n 输入第%d个进程的名字、优先数及该进程要求服务的时间:",i); scanf("%s%d%d",p->name,&p->super,&p->ntime); p->rtime=0; p->state='w'; p->next=NULL; sort(p); } } /* int space() { int l=0; PCB* pr=ready; while(pr!=NULL) { l++; pr=pr->next; } return(l); } */ void display1() /*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/ { printf("\n进程名状态优先数要求服务的时间已运行时间\n"); } void display2(PCB * pr) { printf("%3.5s %7c %6d %12d %10d",pr->name,pr->state,pr->super,pr->ntime,pr->rtime); printf("\n"); } void check() /* 建立进程查看函数*/ { PCB *pr; printf("\n------------------------------------------------------"); printf("\n **** 当前正在运行的进程是%s,它的状态如下：",p->name); /*显示当前运行进程*/ display1(); display2(p); pr=ready; printf("\n ****当前就绪队列中进程的状态如下:\n"); /*显示就绪队列状态*/ if(pr==NULL) printf(" ****就绪队列为空!"); else { display1(); while(pr!=NULL) { //printf("%s",pr->name); display2(pr); pr=pr->next; } } } void destroy() /*建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/ { printf("\n 进程[%s] 已完成.\n",p->name); free(p); } void running() /* 建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态*/ { (p->rtime)++; if(p->rtime==p->ntime) destroy(); /* 调用destroy函数*/ else { (p->super)--; p->state='w'; sort(p); /*调用sort函数*/ } } void main() { //int len,h=0; char ch; createpcb(); printf("\n 初始时就绪队列的状态如下:"); display1(); p=ready; while(p!=NULL) { //printf("%s",pr->name); display2(p); p=p->next; } printf("\n 开始运行:.............."); //len=space(); while(/*(len!=0)&&*/ready!=NULL) { ch=getchar(); //h++; //printf("\n The execute number:%d \n",h); p=ready; ready=p->next; p->next=NULL; p->state='R'; check(); running(); printf("\n 按任一键继续......"); ch=getchar(); } printf("\n 进程已经完成.\n"); //ch=getchar(); } 4.3 编写先来先服务算法 4.3.1 设计思想 按进程进入就绪队列的先后次序选择可以占用处理器的进程。 4.3.2 程序实现 #include"stdio.h" #include"stdlib.h" typedef struct PCB //定义进程控制块 { char ID[3]; //进程号 char name[10]; //进程名 char state; //运行状态 int arrivetime; //到达时间 int starttime; //进程开始时间 int finishtime; //进程结束时间 int servicetime; //服务时间 float turnaroundtime;//周转时间 float weightedturnaroundtime;//带权周转时间 struct PCB *next; //指向下个进程 }pcb; int time; //计时器 int n; //进程个数 pcb *head=NULL,*p,*q; //进程链表指针 void run_fcfs(pcb *p1) //运行未完成的进程 { time = p1->arrivetime > time? p1->arrivetime:time; p1->starttime=time; printf("\n现在时间是%d,开始运行作业%s\n",time,p1->name); time+=p1->servicetime; p1->state='T'; p1->finishtime=time; p1->turnaroundtime=p1->finishtime-p1->arrivetime; p1->weightedturnaroundtime=p1->turnaroundtime/p1->servicetime; printf("ID 到达时间开始时间服务时间完成时间周转时间带权周转时间 \n"); printf(""%s%6d%10d%10d%8d%10.1f%10.2f\n"",p1->ID,p1->arrivetime,p1->starttime,p1->servi cetime,p1->finishtime, p1->turnaroundtime, p1->weightedturnaroundtime); } void fcfs() //找到当前未完成的进程 { int i,j; p=head; for(i=0;i { if(p->state=='F') { q=p; //标记当前未完成的进程 run_fcfs(q); } p=p->next; } } void getInfo() //获得进程信息并创建进程 { int num; printf("\n作业个数:"); scanf("%d",&n); for(num=0;num { p=(pcb *)malloc(sizeof(pcb)); printf("依次输入：\nID 进程名到达时间服务时间\n"); scanf("%s\t%s\t%d\t%d",&p->ID,&p->name,&p->arrivetime,&p->servicetime); if(head==NULL) { head=p;q=p;time=p->arrivetime; } if(p->arrivetime < time) time=p->arrivetime; q->next=p; p->starttime=0; p->finishtime=0; p->turnaroundtime=0; p->weightedturnaroundtime=0; p->next=NULL; p->state='F'; q=p; } } void main() { printf("先来先服务算法模拟"); getInfo(); p=head; fcfs(); } 要求：介绍课题研究的详细过程，并撰写研究报告。 5. 测试报告/实验报告 正文： 4.1 还未测试 4.1.1 要求：对课题研究过程中开展的测试工作、实验工作的过程进行详细描述，此部分的内容属于研究资料，通过研究资料可以帮助老师更好的了解课题研究的过程。 6. 课题研究结论 正文： 要求：对课题的研究形成结论。 7. 总结 正文： 要求：语言简洁、字数不少于1000字。 备注： 1、研究报告必须真实，测试和实验数据真实可信。 2、课程设计报告总字数原则上不得低于8000字。 3、内容的截图应该大小适中，以每行可以放置两张图片为基本原则。 4、所有页面上下边距均为3.0cm，左边距为3.0cm，右边距为2.5cm。 课程设计报告 2015～2016学年第一学期 操作系统综合实践课程设计 实习类别课程设计 学生姓名李旋 专业软件工程 学号130521105 指导教师崔广才、祝勇 学院计算机科学技术学院 二〇一六年一月 - 1 - - 2 - 一、概述 一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX 的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下： 本次课程设计是要实现一个简单的模拟Linux文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(20MB)作为文件存储器，并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式)，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。 二、设计的基本概念和原理 2.1 设计任务 多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login 用户登录 logout 退出当前用户 dir 列文件目录 creat 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 - 3 - read 读文件 write 写文件 mkdir 创建目录 ch 改变文件目录 rd 删除目录树 format 格式化文件系统 Exit 退出文件系统 2.2设计要求 1) 多用户：usr1,usr2,usr3,……,usr8 (1-8个用户) 2) 多级目录：可有多级子目录； 3) 具有login (用户登录)4) 系统初始化（建文件卷、提供登录模块） 5) 文件的创建：create (用命令行来实现)6) 文件的打开：open 7) 文件的读：read8) 文件的写：write 9) 文件关闭：close10) 删除文件：delete 11) 创建目录（建立子目录）：mkdir12) 改变当前目录：cd 13) 列出文件目录：dir14) 退出：logout 新增加的功能： 15) 删除目录树：rd 16) 格式化文件系统：format 2.3算法的总体思想 - 4 - Linux 系统课程设计报告 专业班级： 学号： 姓名： 同组成员： 2016年6月2日星期四 序论实验要求 实验目的 了解Linux内核源代码的目录结构及各目录的相关内容。 了解Linux内核各配置选项内容和作用。 掌握Linux内核配置文件的作用。 掌握Linux内核的编译过程。 掌握将新增内核代码加入到Linux内核结构中的方法。 实验指引 尽管目前Linux 2.6版本内核已经增加了很多对ARM体系甚至是S3C2440 CPU 的支持，但仍然需要对内核作一些小的修改来适应我们的开发板，并且需要重新配置、编译和重新生成新的内核映像。本实验从软硬件准备到下载到开发板等一系列连贯的操作来进行嵌入式Linux内核的移植。本实验的内核版本为2.6.29.1。 第一章Linux内核基础知识 1.1Linux版本 Linux主要的版本定义为“[主].[次].[发布].[修改]”的样式，次版本为奇数表示此版本为开发中版本，次版本为偶数表示此版本为稳定版本。 Linux内核的版本号可以从源代码的顶层目录下的Makefile中看到，比如2.6.29.1内核的Makefile中： VERSION = 2 PATCHLEVEL = 6 SUBLEVEL = 29 EXTRA VERSION = .1 其中的“VERSION”和“PATCHLEVEL”组成主版本号，比如 2.4、2.5、2.6等，稳定版本的德主版本号用偶数表示(比如2.6的内核)，开发中的版本号用奇数表示(比如2.5)，它是下一个稳定版本内核的前身。“SUBLEVEL”称为次版本号，它不分奇偶，顺序递增，每隔1~2个月发布一个稳定版本。“EXTRAVERSION”称为扩展版本号，它不分奇偶，顺序递增，每周发布几次扩展本版号。 1.2什么是标准内核 按照资料上的习惯说法，标准内核(或称基础内核)就是指主要在https://www.wendangku.net/doc/c712619227.html,/维护和获取的内核，实际上它也有平台属性的。这些linux 题目1 连续动态内存管理模拟实现 1.1 题目的主要研究内容及预期达到的目标 （1）针对操作系统中内存管理相关理论进行设计，编写程序并进行测试，该程序管理一块虚拟内存。重点分析三种连续动态内存分配算法，即首次适应算法、循环首次适应算法和最佳适应算法。 （2）实现内存分配和回收功能。 1.2 题目研究的工作基础或实验条件 （1）硬件环境：PC机 （2）软件环境：Windows XP，Visual C++ 6.0 1.3 设计思想 首次适应算法的实现：从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法的目的在于减少查找时间。为适应这种算法，空闲分区表中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。该算法优先使用低址部分空闲区，在低址空间造成许多小的空闲区，在高址空间保留大的空闲区。 循环首次适应算法的实现：在分配内存空间时，不再每次从表头开始查找，而是从上次找到空闲区的下一个空闲开始查找，直到找到第一个能满足要求的的空闲区为止，并从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。该算法能使内存中的空闲区分布得较均匀。 最佳适应算法的实现：从全部空闲区中找到能满足作业要求的、且最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。为适应此算法，空闲分区表中的空闲分区要按从小到大进行排序，从表头开始查找第一个满足要求的自由分配。 1.4 流程图 内存分配流程图，如图1-1所示。 图1-1 内存分配流程图内存回收流程图，如1-2所示。 图1-2 内存回收流程图 1.5 主要程序代码 （1）分配内存 void allocate(char z,float l) { int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i 《Linux网络编程》 课程设计 班级： 姓名： 指导老师： 一、设计背景 Linux操作系统作为一个开源的操作系统被越来越多的人所应用，它的好处在于操作系统源代码的公开化！只要是基于GNU公约的软件你都可以任意使用并修改它的源代码。通过这次课程设计能更好的学习网络编程知识和掌握LINUX平台上应用程序设计开发的过程，将大学四年所学知识综合运用，为未来的工作学习打下基础。 二、设计目的 1、学习epoll 跟FTP被动模式 2、掌握linux基本命令，例如ls、cd、login； 3、学会如何编译、运行 三、环境要求 1、centos 64位操作系统 2、gcc编译器 四、设计原理 4．1客户端 客户端程序的主要任务有以下3个： （1）、分析用户输入的命令。 （2）、根据命令向服务器发出请求 （3）、接受服务器返回请求的结果 客户端为用户提供了3种命令：（1）、get:从服务器下载文件（2）、list:列出客户端当前目录的内容（3）、quit离开 4.2 服务器端 （1）、分析请求代码。 （2）、根据请求代码做相应的处理 （3）、等待返回结果或者应答信息 五、软件测试结果 六、部分主代码 #include "ftserve.h" int main(int argc, char *argv[]) { int sock_listen, sock_control, port, pid; if (argc != 2) { printf("usage: ./ftserve port\n"); exit(0); } port = atoi(argv[1]); // create socket if ((sock_listen = socket_create(port)) < 0 ) { perror("Error creating socket"); exit(1); } while(1) { // wait for client request 操作系统课程设计报告 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级： 13软件工程1班 提交时间： 2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统： WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 操作系统课程设计LRU页面调度算法 学号： 姓名： 学院： 专业： 班级： 指导老师： 日期： 目录 一、实验题目 (1) 二、课程设计的目的 (1) 三、设计内容 (1) 四、设计要求 (1) 五、设计思想 (1) 六、主要数据结构及其说明 (2) 七、硬件支持 (3) 八、源程序文件 (3) 九、程序运行结果 (7) 十、实验体会 (8) 一实验题目 LRU页面调度算法 二课程设计的目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合一起，独立分析和解决实际问题的机会。 1.进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 2. 培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 3.提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 4.提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。 三设计内容 程序应模拟实现LRU算法思想，对n个页面实现模拟调度。 四设计要求 1．不同的功能使用不同的函数实现（模块化），对每个函数的功能和调用接口要注释清楚。对程序其它部分也进行必要的注释。 2．对系统进行功能模块分析、画出总流程图和各模块流程图。 3．用户界面要求使用方便、简洁明了、美观大方、格式统一。所有功能可以反复使用，最好使用菜单。 4．通过命令行相应选项能直接进入某个相应菜单选项的功能模块。 5．所有程序需调试通过。 五设计思想 最近最久未使用（LRU）页调度算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。 算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间，当所要访问的页面在内存块中时，就不淘汰页面，否则，淘汰页面中时间最长的，即淘汰最近最久未使用的页面。 上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称：编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名：杜志豪.学号： 班级： 2012053班 . 同组姓名：孙嘉轶 课程设计时间：—— 评语： 成绩： 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1．2 使用算法分析： (4) 1． FIFO算法（先进先出淘汰算法） (4) 1． LRU算法（最久未使用淘汰算法） (5) 1. OPT算法（最佳淘汰算法） (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) ．1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27) 六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N 块内存（N 《Linux课程设计》 设计题目：shell 编程实现用户信息管理专业：软件工程 指导教师：蔡照鹏王斌斌 班级： 学号： 姓名： 同组人： 计算机科学与工程学院 Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中。Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux 内核，但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于天才程序员林纳斯·托瓦兹。 Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统，它诞生于1991 年的10 月5 日（这是第一次正式向外公布的时间）。以后借助于Internet网络，并通过全世界各地计算机爱好者的共同努力，已成为今天世界上使用最多的一种UNIX 类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX 和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux 继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。 课程设计说明书 设计题目：操作系统课程设计 班级：信息学管理与信息系统2011级 学号： 2 姓名：克乾 山东科技大学2013年12 月11 日 课程设计任务书 学院信息科学与工程专业信息学管理与信息系统班级2011-2 克乾 一、课程设计题目：操作系统课程设计 二、课程设计主要参考资料 （1）Abraham Silberschatz & Peter Baer Galvin & Greg Gagne. Operating System Concepts（第七版影印版）. 高等教育. 2007.3. （2）c++面向对象程序设计电子工业 （3）计算机操作系统（第三版）电子科技大学 三、课程设计应解决的主要问题： （1）CPU调度算法的模拟实现 （2）死锁相关算法的实现 （3）磁盘调度算法的实现 四、课程设计相关附件（如：图纸、软件等）： （1）程序源代码 （2） 五、任务发出日期：2013-10-1 课程设计完成日期：2014-1-1 指导教师签字： 指导教师对课程设计的评语成绩： 指导教师签字： 年月日 设计1 CPU调度算法的模拟实现一、设计目的 利用C++编写CPU调度算法，实现先来先服务调度算法FCFS、优先级调度算法PS、短作业优先调度算法SJF、时间片轮转调度算法RR的运行过程和实现的结果，针对模拟进程，利用编写的CPU调度算法对需要运行的进程进行调度。进行算法评价，计算平均周转时间和平均等待时间。 二、设计要求 针对模拟进程，利用CPU调度算法进行调度，最后要进行算法评价，计算平均周转时间和平均等待时间，并且输出调度结果和输出算法评价指标。 调度所需的进程参数由输入产生（手工输入或者随机数产生）。 三、设计说明 时间片轮转算法需要输入相应的时间片，所以独立编写一个程序，系统主体结构如下： 河南中医学院 《linux操作系统》课程设计报告 题目：基于Linux的进程调度模拟程序 所在院系：信息技术学院 专业年级：2011级计算机科学与技术完成学生：2011180021 郭姗 指导教师：阮晓龙 完成日期：201X 年06 月22 日 目录 1. 课程设计题目概述3 2. 研究内容与目的4 3. 研究方法5 4. 研究报告6 5. 测试报告/实验报告7 6. 课题研究结论8 7. 总结9 1、课程设计题目概述 随着Linux系统的逐渐推广，它被越来越多的计算机用户所了解和应用. Linux是一个多任务的操作系统，也就是说，在同一个时间内，可以有多个进程同时执行。如果读者对计算机硬件体系有一定了解的话，会知道我们大家常用的单CPU计算机实际上在一个时间片断内只能执行一条指令，那么Linux是如何实现多进程同时执行的呢？原来Linux使用了一种称为"进程调度（process scheduling）"的手段，首先，为每个进程指派一定的运行时间，这个时间通常很短，短到以毫秒为单位，然后依照某种规则，从众多进程中挑选一个投入运行，其他的进程暂时等待，当正在运行的那个进程时间耗尽，或执行完毕退出，或因某种原因暂停，Linux就会重新进行调度，挑选下一个进程投入运行。因为每个进程占用的时间片都很短，在我们使用者的角度来看，就好像多个进程同时运行一样了。本文就是对进程调度进行研究、实验的。 本文首先对Linux系统进行了简要的介绍, 然后介绍了进程管理的相关理论知识。其次，又介绍最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）、先来先服务算法的相关知识，并对进程调度进行最高优先数优先的调度算法和先来先服务算法模拟实验，并对比分析两种算法的优缺点，从而加深对进程概念和进程调度过程/算法的理解 设计目的：在多道程序和多任务系统中，系统内同时处于就绪状态的进程可能有若干个。也就是说能运行的进程数大于处理机个数。为了使系统中的进程能有条不紊地工作，必须选用某种调度策略，选择某一进程占用处理机。使得系统中的进程能够有条不紊的运行，同时提高处理机的利用率以及系统的性能。所以设计模拟进程调度算法（最高优先数优先的调度算法、先来先服务算法），以巩固和加深处理进程的概念，并且分析这两种算法的优缺点。关键词：linux 进程调度调度算法 东莞理工学院 操作系统课程设计报告学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下： 钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 湖南科技大学计算机科学与工程学院 操作系统课程设计报告 ******** *** 目录 实验一 Windows 进程管理 实验二 Linux 进程管理 实验三 互斥与同步 实验四 银行家算法的模拟与实现 实验五 内存管理 指导老师： *** 完成时间： **** ** ** 实验六磁盘调度 实验七进程间通信 实验一 Windows进程管理 一、实验目的 1 ）学会使用VC编写基本的Win3 2 Consol Application （控制台应用程序）。 2）2）通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟 悉操作系统的进程概念，理解Windows进程的"一生”。 3）3）通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程、终止进程以及父子进程同步 的基本程序设计方法。 二、实验内容和步骤 （1）编写基本的 Win32 Consol Application 步骤1：登录进入 Windows系统，启动VC++ 6.0。 步骤2:在“ FILE”菜单中单击“ NEW”子菜单，在“ projects ”选项卡中选择 “Win32 ConsolApplication ”，然后在“ Project name 处输入工程名，在“Location ”处输入工程目录。创建一个新的控制台应用程序工程。 步骤3:在“ FILE”菜单中单击“ NEW”子菜单，在“ Files ”选项卡中选择“ C++ Source File ” ,然后在“ File ”处输入C/C++源程序的文件名。 步骤4：将清单1-1所示的程序清单复制到新创建的C/C++源程序中。编译成可执行文件。 步骤5 :在“开始”菜单中单击“程序” -“附件”-“命令提示符”命令，进入Windows“命令提示符”窗口，然后进入工程目录中的 debug子目录，执行编译好的可执行程序，列出运行结果（如果运行不成功，则可能的原因是什么？） 如果运行不成功可能是路径有问题或者没有通过编译。 《Linux课程设计》 设计题目： shell 编程实现用户信息管理专业：软件工程 指导教师：蔡照鹏王斌斌 班级： 学号： 姓名： 同组人： 计算机科学与工程学院 Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中。Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Linux操作系统。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux核，但实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于天才程序员林纳斯·托瓦兹。 Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统，它诞生于1991 年的10 月5 日（这是第一次正式向外公布的时间）。以后借助于Internet 网络，并通过全世界各地计算机爱好者的共同努力，已成为今天世界上使用最多的一种UNIX 类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。 Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix 以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 南通大学计算机科学与技术学院操作系统课程设计报告 专业： 学生姓名： 学号： 时间： 操作系统模拟算法课程设计报告 设计要求 将本学期三次的实验集成实现： A.处理机管理； B.存储器管理； C.虚拟存储器的缺页调度。 设计流程图 主流程图 开始的图形界面 处理机管理存储器管理缺页调度 先来先服务时 间 片 轮 转 首 次 适 应 法 最 佳 适 应 法 先 进 先 出 L R U 算 法 A.处理机调度 1)先来先服务FCFS N Y 先来先服务算法流程 开始 初始化进程控制块，让进程控制块按进程到达先后顺序让进程排队 调度数组中首个进程，并让数组中的下一位移到首位 计算并打印进程的完成时刻、周转时间、带权周转时间 其中：周转时间 = 完成时间 - 到达时间 带权周转时间=周转时间/服务时间 更改计时器的当前时间,即下一刻进程的开始时间 当前时间=前一进程的完成时间+其服务时间 数组为空 结束 2)时间片轮转法 开始 输入进程总数 指针所指的进程是 否结束 输入各进程信息 输出为就绪状态的进程的信息 更改正在运行的进程的已运行时间 跳过已结束的程序 结束 N 指向下一个进程 Y 如果存在下一个进程的话 Y N 输出此时为就绪状态的进程的信息 时间片轮转算法流程图 B.存储器管理(可变式分区管理） 1)首次适应法 分配流程图 申请xkb内存 由链头找到第一个空闲区 分区大小≥xkb？ 大于 分区大小=分区大小-xkb，修改下一个空闲区的后向指针内容为（后向指针）+xkb;修改上一个空闲区的前向指针为（前向指针）+xkb 将该空闲区从链中摘除：修改下一个空闲区的后向地址=该空闲区后向地址，修改上一个空闲区的前向指针为该空闲区的前向指针 等于 小于延链查找下 一个空闲区 到链尾 了？ 作业等待 返回是 否 登记已分配表 返回分配给进程的内存首地址 开始 一、课程设计目的 Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用，但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序，特别是由于工程应用中的灵活性，其驱动程序更是难以统一，这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。对用户而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。 通过这次课程设计可以了解linux的模块机制，懂得如何加载模块和卸载模块，进一步熟悉模块的相关操作。加深对驱动程序定义和设计的了解，了解linux驱动的编写过程，提高自己的动手能力。 二、课程设计内容与要求 字符设备驱动程序 1、设计目的：掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法，了解设备文件的创建，并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作 2、设计要求： 1) 编写一个简单的字符设备驱动程序，该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。 2) 编写一个测试程序，测试字符设备驱动程序的正确性。 3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。 三、系统分析与设计 1、系统分析 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能: 1、对设备初始化和释放； 2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4、检测和处理设备出现的错误。 字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口，主要包括op e n、clo s e（或r ele as e）、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。在系统中添加一个字符设备驱动程序，实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备，L i n u x内核对这些操作进行了统一的抽象，把它们定义在结构体fi le_operations中。 2、系统设计： 、模块设计： 操作系统课程设计实验报告 实验名称：进程控制 姓名/学号： 一、实验目的 学习、理解和掌握Linux与windows的进行控制系统调用的功能，熟悉主要的几个系统调用命令的格式和如何利用系统调用命令进行编程。通过学习，理解如何创建一个进程、改变进程执行的程序、进程和线程终止以及父子进程的同步等，从而提高对进程和线程控制系统调用的编程能力。 二、实验内容 设计并实现Unix的“time”命令。“mytime”命令通过命令行参数接受要运行的程序，创建一个独立的进程来运行该程序，并记录程序运行的时间。 三、实验环境 CPU: Inter ×2 2.10GHz RAM: 3.00GB Windows 7 旗舰版 Linux Ubuntu 10.04 编译: VS2010 四、程序设计与实现 4.1进程控制系统的调用 4.1.1 windows进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 SYSTEMTIME starttime,endtime; //进程开始时间和结束时间 PROCESS_INFORMATION pi //该结构返回有关新进程及 //其主线程的信息 STARTUPINFO si //该结构用于指定新进程的主窗口特性4.1.2 linux进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 struct timeval starttime,endtime //进程开始时间和结束时间 pid_t pid //进程标志符 4.2 程序流程图 图1 windows进程控制调用图2 linux进程控制调用程序运行流程图程序运行流程图 五、实验结果和分析 5.1 windows实验结果和分析 计算机科学技术学院 操作系统原理课程设计报告 题目：进程管理系统 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 年月日 《操作系统原理》课程设计任务书 一、课程设计题目（任选一个题目） 1.模拟进程管理 2.模拟处理机调度 3.模拟存储器管理 4.模拟文件系统 5.模拟磁盘调度 二、设计目的和要求 1.设计目的 《操作系统原理》课程设计是网络工程专业实践性环节之一，是学习完《操作系统原理》课程后进行的一次较全面的综合练习。其目的在于加深对操作系统的理论、方法和基础知识的理解，掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，培养学生的系统设计能力，并了解操作系统的发展动向和趋势。 2.基本要求： (1)选择课程设计题目中的一个课题，独立完成。 (2)良好的沟通和合作能力 (3)充分运用前序课所学的软件工程、程序设计、数据结构等相关知识 (4)充分运用调试和排错技术 (5)简单测试驱动模块和桩模块的编写 (6)查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。 (7)课题完成后必须按要求提交课程设计报告，格式规范，内容详实。 三、设计内容及步骤 1.根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么。 2.根据实现的功能，划分出合理的模块，明确模块间的关系。 3.编程实现所设计的模块。 4.程序调试与测试。采用自底向上，分模块进行，即先调试低层函数。能够熟练掌握调试工具的各种功能，设计测试数据确定疑点，通过修改程序来证实它或绕过它。调试正确后，认真整理源程序及其注释，形成格式和风格良好的源程序清单和结果； 5.结果分析。程序运行结果包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。 6.编写课程设计报告； 设计报告要求：A4纸，详细设计部分主要叙述本人的工作内容 设计报告的格式： (1)封面（题目、指导教师、专业、班级、姓名、学号） (2)设计任务书 (3)目录 (4)需求分析 (5)概要设计 (6)详细设计（含主要代码） (7)调试分析、测试结果 (8)用户使用说明 (9)附录或参考资料 四、进度安排 设计在学期的第15、16周进行，时间安排如下： 广西大学计算机与电子信息学院 课程设计报告 ( 2015——2016年度第一学期) 名称： UNIX程序设计课程设计 题目： UNIX程序设计课程设计 院系：计算机与电子信息学院 班级：计科132班 学号： 58 学生姓名：郭江达 指导教师：葛志辉 设计周数： 2周 成绩： 日期： 2015年 12月 27日 目录 1. 设计任务 (1) 2. 设计步骤 (1) 开发环境配置 (1) 开发工具 (2) 3. 程序开发步骤 (4) 4. 遇到的问题及相应解决办法 (12) 5. 个人体会及建议 (13) 参考文献 (13) 1. 设计任务 设计题目、任务及完成情况的大致说明，让老师能够了解你所做工作的大体情况。（每个人都要独立完成下面三个题目，不要相互抄袭！切记！） 1、完成Linux下的shell编程，要利用shell编程实现某一个具体的功能。 2、完成Linux下的C语言编程，要求至少包括两个文件，比如一个,，中包含了中的声明，分别利用gcc和makefile进行编译。 3、完成Linux下PHP+MySQL的编程，能够完成一个简单的具有数据库存储功能的网站。 2. 设计步骤 开发环境配置 Shell编程的开发环境 Shell编程的开发环境不需要什么配置，只需在Linux系统的终端进行即可。 C语言编程的开发环境 C语言在Linux系统下编程，需要dev安装包，用于编译C语言。 在终端下输入“sudo apt-get install libc6-dev”进行下载，在下载之前需要输入登录密码，之前已经下载好了，如下图所示： 下载好后，系统会自动安装，安装完成便可在终端编译C语言程序了。 Linux下PHP+MySQL编程的开发环境 这是在ubuntu上搭建LAMP，需要安装“php5”，“mysql”，“apache2”和“phpmyadmin”，如下图所示： 开发工具 VMware Workstation 12 虚拟机 VMware Workstation 12 虚拟机简介：著名的虚拟机软件。不需要分区或重开机就能在同一台PC上使用两种以上的操作系统，完全隔离并且保护不同OS的操作环境以及所有安装在OS上面的应用软件和资料，不同的OS之间还能互动操作，包括网络、周边、文件分享以及复制贴上功能等。 安装方法： 1.下载虚拟机可执行文件点击运行，按照安装教程安装即可。 使用方法： 打开虚拟机，在“文件”菜单中选择“新建虚拟机”，然后弹出“新建虚拟机操作系统课程设计
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