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题目一 模拟操作系统设计设计一个模拟操作系统管理程序,实现下列管理功能:1内存管理功能2文件管理功能3磁盘管理功能题目二 虚拟存储器各页面置换算法的实现与比较内容:设计一个虚拟存储区和内存工作区,通过产生一个随机数的方法得到一个页面序列,假设内存给定的页面数由键盘输入,分别计算使用下述各方法时的内存命中率:先进先出算法(FIFO)、最近最少使用算法(LRU)、最佳淘汰算法(OPT)、最少访问页面算法(LFU)等。题目三 文件系统设计 通过一个简单多用户文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及内部实现。内容:为Linux系统设计一个简单的二级文件系统,以实现下列功能:1可以实现下列几条命令(1) login 用户登录(2) dir 文件目录列表(3) creat 创建文件(4) delete 删除文件(5) open 打开文件(6) close 关闭文件 (7) read 读文件(8) write 写文件2实验提示 (1)首先确定文件系统的数据结构:主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放在磁盘,这样便于查找和修改。 (2)用户创建的文件,可以编号存储于磁盘上。如file0、file1、file2等,并以编号作为物理地址,在目录中进行登记。清华大学操作系统教程 张丽芬编著题目四 设计一个按时间片轮转法进程CPU调度的程序。 提示:(1)假设系统有5个进程,每个进程用一个进程控制块PCB来代表,PCB中包含进程名、链接指针、到达时间、估计运行时间、进程状态表。其中,进程名即为进程进标识。(2)为每一个进程设计一个要示运行时间和到达时间。(3)按照进程到达的先后顺序排成一个循环队列,再设一个队首指针指向第一个到达的进程首址。(4)执行处理机调度时,开始选择队首的第一个进程运行。另外再设一个当前运行进程指针,指向当前正运行的进程。(5)由于本实验是模拟实验,所以对被选中进程并不实际启运运行,只是执行:a.估计驼行时间减1b.输出当前运行进程的名字。用这两个操作来模拟进程的一次运行。(6)进程运行一次后,以后的调度则将当前指针依次下移一个位置,指向下一个进程,即调整当前运行指针指向该进程的链接指针所指进程,以指示应运行进程。同时还尖判断该进程的剩八运行时间是否为零。若不为零,则等待下一轮的运行;若该进程的剩余运行时间为零,则将该进程的状态置为完成态C,并退出循环队列。(7)若就绪 队列不空,则重复上述的(%)和(6)步,直到所有进程都运行完为止。(9) 在所设计的调度程序中,应包含显示或打印语句,以便显示或打印每次选中进程的名称及运行一次后队列的变化情况。题目5 设计一个按先来先服务调度的算法题目5 设计一个按优先级调度的算法题目6 设计一个用银行家算法进程资源分配的程序题目7 模拟内存管理,实现内存块的分配与回收。内存管理方法可以取以下之一: (1)可变分区 (2)页式存储管理内存分配算法可以取以下之一: (1)首次适应算法 (2)最佳适应算法题目8 设计一个SPOOLING假脱机输出的模拟程序题目9 模拟设计MS-DOS操作系统中磁盘文件的存储结构题目10 模拟设计Linux操作系统中磁盘文件的存储结构参考资料题目二 资料虚拟存储器各页面置换算法的实现与比较1实验目的 存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。 本实验的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计,了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换算法。2实验内容(1)通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。指令的地址按下述原则生成:1)50%的指令是顺序执行的;2)25%的指令是均匀分布在前地址部分;3)25%的指令是均匀分布在后地址部分;具体的实施方法是:1)在0,319的指令地址之间随机选取一起点m;2)顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令; 3)在前地址0,m+1中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m;4)顺序执行一条指令,其地址为m+1;5)在后地址m+2,319中随机选取一条指令并执行;6)重复上述步骤1)-5),直到执行320次指令。(2)将指令序列变换成为页地址流设:1)页面大小为1k;2)用户内存容量为4页到32页;3)用户虚存容量为32k;在用户虚存中,按每k存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为:第0条-第9条指令为第0页(对应虚存地址为0,9);第10条-第19条指令为第1页(对应虚存地址为10,19); . . . 第310条-第319条指令为第31页(对应虚存地址为310,319); 按以上方式,用户指令可组成为32页。(3)计算并输出下列各种算法在不同内存容量下的命中率。1)先进先出的算法(FIFO);2)最近最少使用算法(LRR);3)最佳淘汰算法(OPT):先淘汰最不常用的页地址;4)最少访问页面算法(LFR);5)最近最不经常使用算法(NUR)。其中)和)为选择内容。命中率页面失效次数页地址流长度在本实验中,页地址流长度为,页面失效次数为每次访问相应指令时,该指令所对应的页不在内存的次数。随机数产生办法关于随机数产生办法,Linux或Unix系统提供函数srand( )和rand( ),分别进行初始化和产生随机数。例如:srand( );语句可初始化一个随机数;a0=10*rand( )/32767*319+1;a1=10*rand( )/32767*a0;. .语句可用来产生a0与a1中的随机数。提示: 首先用Srand( )和rand( ) 函数定义和产生指令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。 命中率=1-页面失效次数/页地址流长度1、数据结构(1)页面类型typedef struct int pn,pfn,counter,time;pl-type; 其中pn为页号,pfn为页面号,count为一个周期内访问该页面的次数,time为访问时间。(2)页面控制结构pfc_struct int pn,pfn; struct pfc_struct *next; ;typedef struct pfc_struct pfc_type;pfc_type pfctotal_vp,*freepf_head,*busypf_head;pfc_type *busypf_tail;其中,pfctotal_vp定义用户进程虚页控制结构,*freepf_head为空页面头的指针,*busypf_head为忙页面头的指针,*busyf_tail为忙页面尾的指针。2、函数定义(1)Void initialize( ):初始化函数,给每个相关的页面赋值。(2)Void FIFO( ):计算使用FIFO算法时的命中率。(2)Void LRU( ):计算使用FIFO算法时的命中率。(4)VoidOPT( ):计算使用OPT算法时的命中率。(5)Void LFU ( ):计算使用LFU算法时的命中率。(6)Void NUR( ):计算使用NUR算法时的命中率。3、变量定义(1)int atatal_instruction :指令流数据组。(2) int pagetotal_instruction:每条指令所属页号。(3)int offsettotal_instruction:每页装入不敷出0条指令后取模运算页号偏移量。(4)int total_pf:用户进程的内存页面数。(5)int diseffect:页面失效次数。程序清单程序:程序:#include stdio.h#include process.h#include stdlib.h#define TRUE 1#define FALSE 0#define INVALID -1#define null 0#define total_instruction 320 /*指令流长*/#define total_vp 32 /*虚页长*/#define clear_period 50 /*清0周期*/typedef struct int pn,pfn,counter,time; pl_type; pl_type pltotal_vp; /*页面数据结构*/ struct pfc_struct /*页面控制结构*/int pn,pfn; struct pfc_struct *next; ; typedef struct pfc_struct pfc_type; pfc_type pfctotal_vp,*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail; int diseffect,atotal_instruction; int pagetotal_instruction,offsettotal_instruction; void initialize(); void FIFO(); void LRU(); void OPT(); void LFU(); void NUR(); main() int S,i,j; srand(getpid()*10); /*由于每次运行时进程号不同,故可用来作为初始化随机数队 列的种子*/ S=(float)319*rand()/32767+1; for(i=0;itotal_instruction;i+=4) /*产生指令队列*/ ai=S; /*任选一指令访问点*/ ai+1=ai+1; /*顺序执行一条指令*/ ai+2=(float)ai*rand()/32767; /*执行前地址指令*/ ai+3=ai+2+1; /*执行后地址指令*/ for(i=0;itotal_instruction;i+) /*将指令序列变换为页地址流*/ pagei=ai/10; offseti=ai%10; for(i=4;i=32;i+) /*用户内存工作区从4个
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