操作系统实验周题目及要求.doc

操作系统课程设计

班级情况表：
班级
人数
班级联系人
电话
09210A01
60
任彬
15135168619
09210A02
59
李骁楠
13753476318

操作系统实验周的目的是：
1、 掌握Linux平台下程序设计的方法；
2、 掌握GCC的使用和调试技术（或其他）；
3、 深入剖析操作系统的内核，模拟实现操作系统的部分功能。

题目如下：
1、 基于Linux的简单shell设计（薛海丽）
2、 基于linux的小型远程FTP服务系统的设计（薛海丽）
3、 基于Linux的模拟存储器管理的设计与实现（康君）
4、 基于Linux的模拟文件系统的设计与实现（康君）
5、 基于Linux的实现进程的信号量互斥申请（贾美丽）
6、 基于Linux的模拟进程调度算法的实现（贾美丽）
-----------------------------------------------（题目具体内容及要求附后）
注意事项：
1、 时间共2周，每组一题。
2、 学生分组：班长按照“班级学生序号mod 15”原则进行分组，4人一组。（“班级学生序号”非“学号”）。每组一题，每组题目号为“min(每组学生序号) mod 6”。每组设组长一名，周一将分组情况、组长与小组题目上交值班教师。
3、 组长注意平衡组内成员分工。
4、 上机安排：每天至少4学时，具体班长安排，并与周一上午将上机安排交给值班教师。上机除安排的上机时间（需签到）之外，可以到软件学院机房空闲机器自由上机，也可以在宿舍或其它自习地方上机。
5、 值班时间及地点：
周一上午8：30-11：30
康君
软件学院215
15034131881
周一下午2：30-5：30
薛海丽
软件学院215
13994208724
周二上午8：30-11：30
贾美丽
软件学院215
13935141133
周二下午2：30-5：30
康君

周三上午8：30-11：30
薛海丽

周三下午2：30-5：30
贾美丽

周四上午8：30-11：30
康君

周四下午2：30-5：30
薛海丽

周五上午8：30-11：30
贾美丽

6、 1.5日上午8：30开始验收答辩，同时打印上交课程设计说明书（每人一份，交验收老师）与任务书（每组一份，内容要注明小组负责人和成员分工）。每个班级必须按规定时间验收，规定时间不到者按缺考处理，每位学生必须按指定机房找指定老师验收，否则按不及格处理（具体地点验收时看二层墙面通知）。
7、 验收时需演示程序，提交打印的实验报告。报告、任务书格式班长周一从值班教师处索取。
8、 验收时以班级为单位分时段验收。验收成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格。对于不及格的学生，需要重修。请大家务必重视。
附：题目具体内容及要求
一、基于Linux的简单shell设计（薛海丽）
1、执行外部程序及命令，支持参数传递；
2、Tab补全，例如输入"gr"然后按Tab，列出$PATH中所有匹配前两个字母为gr的可用程序；
3、历史命令(history)及键盘上下键向前向后搜索历史记录；
3、管道(例如：less tt.log | grep 2009)和I/O重定向(例如：echo “hello world” > /tmp/log)；
4、前后台作业，提供作业控制能力，后台运行(&)，挂起(Ctrl+Z)，终止(CtrlC)，前台恢复(fg)，后台恢复(bg)，列出作业(jobs)；
5、shell脚本执行，能够执行一个文本的脚本文件，并能够传递参数。脚本语言只有顺序结构即可，不需要分支循环，变量定义、赋值、表达式计算不要求；
6、可配置，能够配置提示符样式、各种字符的颜色等，配置文件保存在用户目录下；
7、可以参考其他shell，例如bash、tcsh等。
二、 基于linux的小型远程FTP服务系统的设计（薛海丽）
要求：
1、 掌握对进程、线程、进程互斥、同步、通信、文件系统及网络编程的方法
2、 掌握基于C/S的计算模型，掌握支持并发用户访问的分布式软件系统的设计方法。
设计内容：

1、 该系统要求有服务器端软件和客户端软件两部分组成，服务器端在指定端口接受客户连接请求，根据客户要求执行相应处理，客户端提供系统的交互界面
2、 基于套接字得客户/服务器通信模式
3、 远程登录功能
要求集成linux系统的客户管理功能，对客户信息予以验证，客户发送连接请求时，提供FTP服务器软件在linux主机上的客户名及密码，请求命令格式如下：
Ftps://客户名：密码@FTP服务器IP：port
4、 并发执行及管理功能
采用多线程，客户通过身份请求后创建一个新线程来响应客户请求。
5、 活动客户计数功能
统计当前的活动客户数，通过身份验证+1，断开连接-1
6、 文件管理功能
l 服务器端的文件基本操作包括：mkdir、rmdir、cd、ls
l 客户端执行的基本操作包括：创建及删除目录、切换目录、查看当前目录下的所有文件
l 设定文件传输模式：文本模式和二进制
l 文件传输：upload/download到指定目录。
三、基于Linux的模拟存储器管理的设计与实现（康君）
设计内容：
1、在内存开辟两块存储空间，分别模拟内存和外存，大小分别是8M，25M。
2、给定三个文件A，B，C，大小分别是4.2M，8M和9.8M。模拟其并发执行过程。
3、每个进程在内存中固定分配4个页面，缺页时分别采用四种置换算法（FIFO, LRU, NUR, OPT）进行置换。
4、假定页面大小为512K，进程执行时页面调度顺序要求手动输入。

要求：
要求在屏幕上输出各进程页面置换过程（以图表形式描述）以及每种页面置换算法的缺页率和置换率，并对比各算法的优劣。
四、基于Linux的模拟文件系统的设计与实现（康君）
设计内容：
1、设计一个10个用户的文件系统。每个用户最多可以保存10个文件，一次运行用户可打开多个文件。
2、程序采用二级文件目录。（即设置主目录（MFD）和用户文件目录（UFD））。另外，可打开文件设置指针。
3、为了方便实现，对文件的读写作了简化。在执行读写命令时，只需改读写指针。并不进行实际的读写操作。
4、实现的基本功能主要包括：改变目录（CD），创建目录（MD），显示目录（DIR），删除目录（RD），打开全部文件（openall），打开单个文件（open），建立一个文件（create），删除一个文件（delete），写文件（write），读文件（read），改文件的保护码（change）,退出（exit）等。
要求：
考虑特殊情况如：各个命令对全路径和相对路径的支持、目录不存在时，给出错误信息、不能用cd进入文件、命令之中不能有空格（如 ex it，给出错误提示）、相对路径的解析、路径中的空格剔除、新建目录或文件时的问题、重名问题、目录或文件的名字长度限制、目录或文件的名字中包含不合法字符（注意空格）、删除目录或文件时的问题、删除不存在的文件或目录给出错误提示、删除目录时目录不为空（如果该目录为空，则可删除，否则给出是否做删除提示，删除操作将该目录下的全部文件和子目录都删除）、进入到某个目录下，却要删除本目录或上级目录、不能用delete删除目录、不能用RD删除文件等都要考虑在内。
五、基于Linux的进程同步与通信的模拟实现（贾美丽）
设计内容：
1.创建进程：手动创建几个进程，或者随即创建几个进程，都在界面上完成；要求包括进程的名称（不能重复）、执行时间和申请资源的等待时间等。在此同时刻可能有多个进行在内存申请某资源。 假设创建5个进程
2.3类临界资源的管理，包括申请以及分配等。分别通过信号量实现或者管程实现。
3.银行家算法，判断是否可以进行资源的分配。
设计要求：
要求在屏幕上输出各进程各进程的创建信息，资源的分配信息，进行执行信息，进行动态申请资源信息等。
六、基于Linux的模拟进程调度算法的实现（贾美丽）
设计内容：
1.创建进程：手动创建几个进程，或者随即创建几个进程，都在界面上完成；要求包括进程的名称（不能重复）、创建时间、执行时间等。在此因为某时刻仅一个进程在运行，需要申请的资源都能申请到。
2.完成先来先服务、最短作业优先以及最高响应比优先调度算法。
设计要求：
要求在屏幕上输出各进程不同调度算法的演示过程以及对周转时间以及平均周转时间和平均带权周转时间进行计算，并对比各算法的优劣。