操作系统课程设计任务书(3)

先进先出的算法（FIFO）

最佳置换算法（OPT）

近期最久未使用算法（LRU）

近期最少使用算法（LFU）

CLOCK置换算法

2) 内存物理块数固定为15个，对多个作业采用固定分配局部置换的策略分配物理块

3) 作业数量与作业大小（10-20页）可在界面进行设置

4) 所有作业按RR算法进行调度，时间片长度为1秒

5) 可为每个作业随机产生引用的页面串，也可以人工输入引用的页面串，页面串长度

50---100，要求必须包括作业所有的页面，可作为样例数据保存

6) 可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行作业数量、作业大小、页面串长度

的初始化

7) 要求对每种算法采用可视化界面，模拟内存分配和使用情况图，可在运行过程中随

时暂停，查看当前内存物理块使用情况。

8) 有性能比较功能，可比较同一组数据在不同页面置换算法下的命中率

选题十六：通用动态分区分配存储管理系统演示

1、设计目的：用高级语言编写和调试一个动态分区内存分配程序，加深对内存连续分配算法的理解。

2、设计要求：

1) 演示实现下列三种动态分区分配算法

循环首次适应算法

最佳适应算法

最坏适应算法

2) 内存中有0-100M的空间为用户程序空间，最开始用户空间是空闲的

3) 作业数量、作业大小、进入内存时间、运行时间需要通过界面进行输入

4) 可读取样例数据（要求存放在外部文件中）进行作业数量、作业大小、进入内存时

间、运行时间的初始化

5) 根据作业进入内存的时间，采用简单的先进先出原则进行从外存到内存的调度，作

业具有等待（从外存进入内存执行）、装入（在内存可执行）、结束（运行结束，退出内存）三种状态。（为了简化，不考虑CPU的调度与切换，运行时间为作业在内存中驻留的时间）

6) 能够自动进行内存分配与回收，可根据需要自动进行紧凑与拼接操作，所有过程均

有动态图形变化的显示

7) 采用可视化界面，可随时暂停显示当前内存分配和使用情况图。

选题十七：设计内核同步原语

1、设计目的：掌握操作系统中信号量signal（）与wait（）的工作原理，和在Linux内核中增加系统调用函数的方法，了解对Linux内核重新进行编译、连接的过程。

2、 设计要求：

1) 要求设计三个原语实现操作系统中信号量signal（）与wait（）功能：Request（）、

Release（）和Broadcast（）

2) Request（）类似wait（）操作，该原语允许多个进程因一个事件而阻塞，每次产生

阻塞时均会发出一个消息，“有多少个进程处于阻塞状态。”

3) Release（）类似signal（）操作，当一个进程产生这个事件的信号时，该原语会唤

醒处于阻塞队列中的第一个进程，并发出一个消息“进程XX解除了阻塞状态，尚有XX个进程处于阻塞状态。”；如果在信号产生时，没有进程因为这个事件阻塞，那么这个信号无效，不产生任何消息。

4) Broadcast（）是类似一个广播操作，当一个进程产生这个事件的信号时，该原语会

唤醒处于阻塞队列中的所有进程，并发出一个消息“广播，所有进程解除了阻塞状态。”；如果在信号产生时，没有进程因为这个事件阻塞，那么这个信号无效，不产生任何消息。

5) 编写一个测试程序，验证原语的正确性。

6) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与编译过程

选题十八：交通信号灯模拟

1、 目的：了解信号量机制，了解并掌握进程同步和互斥机制，熟悉信号量的操作函数，利

用信号量实现对共享资源的控制。

2、 设计要求：编程模拟交通信号灯的控制。

1) 问题描述：一个十字路口，共有四组红绿灯，每个路口的车辆都遵循“红灯停，绿

灯行”的原则，假设将每一台汽车都作为一个进程，请设计良好的机制，展示出合理的“十字路口交通管理”情况。

2) 车辆通行设定：路口宽度不限，对一个路口而言，只有当一辆车通过路口（越过对

面路口的交通灯后），其后续车辆才能继续通过交通灯，车辆通过路口的时间可以固定，可以自行计算。

3) 进程的互斥：交通灯进程实际上是互斥的，即不能同时为红或者同时为绿。

4) 进程的消息通信或其通信方式：对车辆进程而言，每一个车辆在通过路口前，必须

确认前面的车辆已经通过了路口。

5) 进程的调度：停留在一个路口的车辆，决定其前进或等候的因素是交通灯和前面车

辆的状态，需要设计一个良好的进程调度机制来控制所有车辆的通行。

说明：

可以根据题目的基本要求进行丰富的创意和想象。

没有特别指定，可以采用Windows环境也可采用Linux环境，选用Windows环境的必须为图形界面，Linux环境的可以采用文本界面。

开发语言不限，但软件代码必需有详细中文注释：每个方法要功能说明，关键算法要加注释说明。

六、课程设计考核方式

最后一次课程设计时间检查验收，主要检查程序能否运行，要求的功能是否全部实现。 课程设计成绩评定的依据有设计文档资料、具体实现设计方案的程序及课程设计考勤登记表，其中平时成绩占总成绩的20%。

优：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确，其中有总体设计思想的论述；程序完全实现设计方案，设计方案先进，软件可靠性好；

良：有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确；有完全实现设计方案的软件，设计方案较先进；

中：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案正确；

及格：有完整的符合标准的文档，有基本实现设计方案的软件，设计方案基本正确； 不及格：没有完整的符合标准的文档，软件没有基本实现设计方案，设计方案不正确。 提交的电子文档和软件必须是由学生自己独立完成，发现相同题目文档雷同者，教师有权视其情况扣分或记零分。

七、提交的资料

1、文档

纸质课程设计报告

2、软件

软件需提供加注释的源程序，并能正常运行。按照学号后5位_姓名且组长在第一个的文件名保存并上传。