操作系统可实训可练习的项目

一、本次课程实训的目的和意义
通过学习操作系统的基本原理和算法，初步掌握操作系统组成模块和应用接口的使用方法，模拟、设计或分析操作系统各模块的基本实现以及基本结构，掌握计算机专业常用的信息技术工具、现代仪器、工程工具和仿真软件的使用原理和方法，并理解其局限性。
题目的设计要求：
第一部分操作系统分项设计

1.银行家算法的设计与实现
要求：（1）设计一个小型的死锁避免系统，在系统中体现银行家算法及安全性算法；（2）用户请求及系统当前的资源分配状态从键盘输入或文件输入；（3）输出能够判断当前的系统状态是否是安全的？若安全，给出至少一个安全序列；若不安全，给出原因；（4）某进程提出一个请求，该请求能够满足，但会使系统进入不安全状态；（5）某进程提出一个请求，该请求不能满足。

2.进程管理系统的设计与实现
要求：（1）设计一个完整的进程调度系统，至少包含三种常用的算法（FCFS、SPF、静态优先权、响应比、时间片轮转），系统中至少包含5个进程，并且能够体现进程的动态申请；（2）定义PCB；
（3）结果要能够显示出进程的调度序列及进入系统的时间、运行时间、完成时间、周转时间、带权周转时间、优先权等必要信息；（4）设计的输入数据要能体现算法的思想。

3.基于多级反馈队列的进程管理系统的设计与实现
要求：（1）至少设计三级队列，每一队列至少三个进程；（2）定义PCB；（3）为每一队列设置不同的时间片，后一队列通常是前一队列的2倍，依次类推；（4）结果要能够显示出进程的调度过程；
（5）最后一级队列中体现时间片轮转的调度过程。

4.基于动态分区分配的存储器管理系统的设计与实现
要求：（1）至少体现两种分区分配算法（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）；（2）至少提供4个作业；（3）模拟作业的分配过程；（4）模拟作业的回收过程（四种回收情况，考虑空间的合并）（5）能够显示每一次分配和回收的结果。

5.基本分页和基本分段存储管理系统的设计与实现
要求：（1）分别建立页表和段表；（2）设计地址变换机构，在分页中设计基本的地址变换和引入快表的地址变换；（3）体现变换的过程及结果。

6.SPOOLing系统的设计与实现
要求将SPOOLing输入/输出处理程序编成一个独立的进程模块并与其它请求输入/输出的进程并发运行。SPOOLing进程负责把从输入设备读入的信息送到外存输入井中，或把外存输出井中的信息送到打印机等输出设备上输出
要求：（1）模拟打印机的输出；（2）建立输入井和输出井；（3）至少3个打印任务；

7.进程间通信系统的设计与实现-基于消息队列
特别说明：本设计可以采用模拟来说明通信过程，也可以采用基于Linux内核的真实实现，即调用Linux内核来实现通信过程。
要求：（1）定义消息缓冲区；（2）定义PCB；(3)定义消息缓冲队列；（4）模拟消息发送过程和接收过程

8 . 进程间通信系统的设计与实现-缓冲区通信
特别说明：本设计可以采用模拟来说明通信过程，也可以采用基于Linux内核的真实实现，即调用Linux内核来实现通信过程。
要求：（1）定义缓冲区；（2）定义PCB；(3)模拟数据的发送过程和接收过程

9.基于管道（pipe）的消息传递系统的设计与实现
特别说明：本设计可以采用模拟来说明通信过程，也可以采用基于Linux内核的真实实现，即调用Linux内核来实现通信过程。
要求：（1）定义管道；（2）定义PCB；(3)模拟数据的发送过程和接收过程

10.基于多级文件目录的文件管理系统的设计与实现
特别说明：不能直接调用“建立”“打开”等函数来实现
要求：（1）实现建立文件、打开文件、读文件、写文件、查询目录等基本功能；（2）建立相应的数据结构。

11.请求分页存储管理系统的设计与实现
要求：（1）从置换算法中任选2种（OPT、FIFO、LRU、Clock）；（2）建立页表；（3）设计的输入数据要能体现算法的思想（4）模拟缺页中断过程；（5）求出各置换算法中的缺页次数和置换次数以及依次被换出的页号。

12 . 磁盘调度系统的设计与实现
要求：（1）从键盘输入访盘序列；（2）从键盘控制磁头移动的方向；（3）给出各算法的调度次序及平均寻道长度；（4）至少选择三种磁盘调度算法。

第二部分操作系统整体设计

13.操作系统整体设计
要求：设计一个小型的操作系统，重点关注接口处的设计，主要包括打开文件（文件管理）、为文件分配内存（存储管理，选择任意的内存分配方法）和进程调度（处理机管理，选择任意的调度算法），至少3个进程。

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