操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(設(shè)備管理)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（設(shè)備管理）　　目錄　　一引言1　　1.1課程設(shè)計(jì)題目1　　1.2課程設(shè)計(jì)的目的1

2、1.3小組人數(shù)1　　1.4編程語言1　　1.5課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1　　1.6界面設(shè)計(jì)如圖1　　二課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)2</

3、b>　　2.2設(shè)計(jì)要求2　　三算法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2　　3.1算法的總體思想（流程）2　　3.2 Equipment模塊3　　3.2.1 功能3<p&

4、gt;　　3.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3　　3.3 cpu模塊4　　3.3.1 功能4　　3.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4　　3.3.3 算法4　　3.4 form1模塊4　　3.4.1 功能

5、4　　3.4.2 算法5　　四程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5　　4.1 程序流程圖5　　4.2 基本思想6　　4.3 定義的公共變量或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)7　　4.4 實(shí)驗(yàn)部分代碼7

6、;　　4.5 運(yùn)行截圖12　　4.6 使用說明15　　五總結(jié)15　　六參考文獻(xiàn)15　　一引言<

7、;p>　　1.1課程設(shè)計(jì)題目　　實(shí)現(xiàn)一個(gè)模擬操作系統(tǒng)。　　1.2課程設(shè)計(jì)的目的　　通過模擬操作系統(tǒng)原理的實(shí)現(xiàn)，加深對(duì)操作系統(tǒng)工作原理理解，進(jìn)一步了解操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，并可練習(xí)合作完成系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)精神和提高程序設(shè)計(jì)能力。<b

8、>　　1.3小組人數(shù)　　建議3~4人一組共同完成模擬系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。　　1.4編程語言　　建議使用VC、VB、C#、Java等Windows環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)語言，以借助這些語言環(huán)境來模擬硬件的一些并行工作。<

9、;b>　　1.5課程設(shè)計(jì)內(nèi)容　　模擬采用多道程序設(shè)計(jì)方法的單用戶操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)包括進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理和用戶接口四部分。　　1.6界面設(shè)計(jì)如圖　　圖1.1<p

10、>　　二課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)　　設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)備管理分配程序，按先來先服務(wù)的算法，對(duì)設(shè)備進(jìn)行分配。　　2.2設(shè)計(jì)要求　　設(shè)備管理主要包括設(shè)備的分配和回收。

11、　　(1)模擬系統(tǒng)中有A、B、C三種獨(dú)占型設(shè)備，A設(shè)備3個(gè)，B設(shè)備2個(gè)，C設(shè)備1個(gè)。　　(2)因?yàn)槟M系統(tǒng)比較小，因此只要設(shè)備表設(shè)計(jì)合理即可。　　(3)采用先來先服務(wù)分配策略，采用設(shè)備的安全分配方式。　　(4)屏幕顯示<p&g

12、t;　　每個(gè)設(shè)備是否被使用，哪個(gè)進(jìn)程在使用該設(shè)備，哪些進(jìn)程在等待使用該設(shè)備。　　三算法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　3.1算法的總體思想（流程）　　設(shè)備管理的功能是按照設(shè)備的類型和系統(tǒng)采用的分配策略，為請(qǐng)求I/O進(jìn)程分配一條傳輸信息的完整通路。合理的控制I/O的控制過程，可最大限度的實(shí)現(xiàn)C

13、PU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的并行工作。　　1.監(jiān)視所有設(shè)備。為了能對(duì)設(shè)備實(shí)施有效的分配和控制，系統(tǒng)能獲取設(shè)備的狀態(tài)。設(shè)備狀態(tài)保存在設(shè)備控制表（DeviceTable）中，并動(dòng)態(tài)的記錄狀態(tài)的變化及有關(guān)信息。　　2.制定分配策略。按先來先服務(wù)的算法，進(jìn)行設(shè)備分配。　　3.設(shè)備的分配。把設(shè)備分配給進(jìn)程。</p&g

14、t;　　4.設(shè)備回收。當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行完畢后，要釋放設(shè)備，則系統(tǒng)必須回收，一邊其他進(jìn)程使用。　　圖3.1　　3.2 Equipment模塊　　3.2.1 功能　　記錄設(shè)備的狀態(tài)及相

15、關(guān)信息　　檢查設(shè)備是否被調(diào)用　　對(duì)設(shè)備進(jìn)行分配　　進(jìn)程結(jié)束對(duì)設(shè)備進(jìn)行回收　　3.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　一個(gè)DeviceTable類、一個(gè)DeviceTabl

16、e函數(shù)。　　DeviceTable是設(shè)備分配表，說明設(shè)備的分配狀況，是否被占用。　　Device類說明了設(shè)備是如何使用的。每個(gè)設(shè)備是否被使用，哪個(gè)進(jìn)程在使用該設(shè)備，哪些進(jìn)程在等待使用該設(shè)備。　　3.3 cpu模塊

17、3.3.1 功能　　進(jìn)程對(duì)設(shè)備的調(diào)用，當(dāng)進(jìn)程使用設(shè)備時(shí)，檢查設(shè)備是否空閑。如果空閑，則調(diào)用該設(shè)備；如果設(shè)備正被使用，則將該進(jìn)程阻塞到該設(shè)備的阻塞隊(duì)列中，等到設(shè)備空閑時(shí)，再被喚醒，調(diào)用設(shè)備。　　3.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　一個(gè)設(shè)備的枚舉類型DeviceType，一個(gè)cpu函數(shù)。

18、　　Cpu函數(shù)中調(diào)用Equipment模塊中的函數(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。如果設(shè)備空閑，就調(diào)用該設(shè)備；如果設(shè)備真在被使用，則該進(jìn)程被阻塞到該設(shè)備的阻塞隊(duì)列中。　　3.3.3 算法　　通過調(diào)用Equipment模塊中的函數(shù)對(duì)設(shè)背進(jìn)行檢測(cè)：如果設(shè)備空閑，則使用該設(shè)備；如果設(shè)備正在工作，則進(jìn)程被阻塞。</

19、p>　　3.4 form1模塊　　3.4.1 功能　　界面管理　　圖3-2　　啟動(dòng)進(jìn)程，如果要使用設(shè)備，按先來先服務(wù)的算法調(diào)用設(shè)備

20、。此模塊中有一個(gè)設(shè)備調(diào)用函數(shù)public int Allocate(DeviceType type)，根據(jù)設(shè)備的物理名調(diào)用設(shè)備，并將信息顯示顯示到界面中。　　3.4.2 算法　　先來先服務(wù)(FCFS, First Come First Service)分配算法：　　每一設(shè)備有

21、一隊(duì)列管理，當(dāng)多個(gè)作業(yè)或任務(wù)對(duì)同一設(shè)備提出I/O請(qǐng)求時(shí)，該算法把請(qǐng)求的先后次序排成一個(gè)等待該設(shè)備的隊(duì)列，設(shè)備分配程序把設(shè)備分配給隊(duì)列中的第一各作業(yè)。　　四程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　　4.1 程序流程圖　　圖4-1</b&g

22、t;　　4.2 基本思想　　進(jìn)程調(diào)用設(shè)備。先調(diào)用A類設(shè)備， A類設(shè)備一共有三個(gè)，如果有空閑的設(shè)備，則進(jìn)程就可調(diào)用；否則將進(jìn)程阻塞到設(shè)備A的阻塞隊(duì)列中，等待設(shè)備，等到A類設(shè)備有空閑設(shè)備時(shí)，就喚醒該進(jìn)程，在斷點(diǎn)處繼續(xù)進(jìn)行程序。再調(diào)用B類設(shè)備， B類設(shè)備一共有兩個(gè)，如果有空閑的設(shè)備，則進(jìn)程就可調(diào)用；否則將進(jìn)程阻塞到設(shè)備B的

23、阻塞隊(duì)列中，等待設(shè)備，等到B類設(shè)備有空閑設(shè)備時(shí)，就喚醒該進(jìn)程，在斷點(diǎn)處繼續(xù)進(jìn)行程序。最后調(diào)用C類設(shè)備， C類設(shè)備只有一個(gè)，C設(shè)備是臨界資源，如果C設(shè)備空閑，則進(jìn)程就可調(diào)用；否則將進(jìn)程阻塞到設(shè)備C的阻塞隊(duì)列中，等待設(shè)備，等到C設(shè)備空閑，就喚醒該進(jìn)程，在斷點(diǎn)處繼續(xù)進(jìn)行程序。　　4.3 定義的公共變量或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　Anum，Bnum，Cnum分別表示設(shè)備A，B

24、，C空閑數(shù)目　　public enum DeviceType 枚舉型的數(shù)據(jù)類型列舉出三種設(shè)備　　public struct DeviceTable 定義一個(gè)設(shè)備表的結(jié)構(gòu)體　　public class Device 設(shè)備類　　public bool J

25、udgeDevice(DeviceType type) 檢查類型為type的設(shè)備是否可用　　public int Allocate(DeviceType type) 分配設(shè)備,返回第幾個(gè)設(shè)備被占用　　public void DeAllocate(DeviceType type, int a) 回收設(shè)備　　4.4

26、實(shí)驗(yàn)部分代碼　　namespace WindowsApplication2　　{ public partial class Form1 : Form　　{ public static int Anum = 3, Bnum = 2, Cnum = 1;　　public

27、enum DeviceType　　{ A,　　B,　　C,　　}　　publ

28、ic struct DeviceTable　　{ public DeviceType deviceType;　　public int total;　　public int[] useState; //0——空閑，1——占用　　public DeviceTab

29、le(DeviceType type, int total) //定義一個(gè)構(gòu)造函數(shù)　　{ this.total = total;　　deviceType = type;　　useState = new int[total];　　for (int i = 0; i

30、 < total; i++) //初始化每個(gè)設(shè)備　　{ useState[i] = 0;　　}　　}　　}</

31、p>　　public class Device　　{ private DeviceTable[] table = new DeviceTable[3]; //三種設(shè)備　　private static Device device = new Device();　　public

32、 Device()　　{ InitDevice();//初始化設(shè)備　　}　　private void InitDevice() //設(shè)備初始化，A設(shè)備3個(gè)，B設(shè)備2個(gè)，C設(shè)備1個(gè)　　{

33、 table[0] = new DeviceTable(DeviceType.A, 3);　　table[1] = new DeviceTable(DeviceType.B, 2);　　table[2] = new DeviceTable(DeviceType.C, 1);　　}</b&g

34、t;　　//　　/////////////////檢查類型為type的設(shè)備是否可用//////////////////////　　//　　public bool JudgeDevice(Devic

35、eType type)　　{ bool str = false;　　switch (type)　　{ case DeviceType.A:　　{ if (table[0].total > 0)　　{ str

36、 = true;　　}　　break;　　}　　case DeviceType.B:　　{ if (table[

37、1].total > 0)　　{ str = true;　　}　　break;　　}　　case Devi

38、ceType.C:　　{ if (table[2].total > 0)　　{ str = true;　　}　　break;

39、　　}　　}　　return str;　　}　　//　　////////////分配設(shè)備,返回第

40、幾個(gè)設(shè)備被占用////////////////////////　　//　　public int Allocate(DeviceType type)　　{ int k = 0;　　switch (type)

41、//使用switch語句選擇分配設(shè)備不同函數(shù)　　{ case DeviceType.A:　　{ table[0].total--;　　for (int i = 0; i < 3; i++)　　{ if (table[0].useState[i] == 0

42、)　　{ table[0].useState[i] = 1;　　k = i;　　break;　　}<b&g

43、t;　　}　　break;　　}　　case DeviceType.B:　　{ table[1].total--;　　for (i

44、nt i = 0; i < 2; i++)　　{　　if (table[0].useState[i] == 0)　　{ table[0].useState[i] = 1;　　k = i;

45、;　　break;　　}　　}　　break;　　}<

46、/b>　　case DeviceType.C:　　{ table[2].total--;　　break;　　}　　}</

47、b>　　return k;　　}　　//　　//////////////////////////回收設(shè)備////////////////////////

48、////　　//　　public void DeAllocate(DeviceType type, int a)　　{ switch (type)　　{ case DeviceType.A:<p

49、>　　{ table[0].total++;　　table[0].useState[a] = 0;　　break;　　}　　case DeviceType.B:&

50、lt;p>　　{ table[1].total++;　　table[1].useState[a] = 0;　　break;　　}　　case DeviceType.C:

51、;　　{ table[2].total++;　　table[2].useState[a] = 0;　　break;　　}　　}<

52、;/p>　　}　　}　　public Form1()　　{ InitializeComponent();　　}</p&g

53、t;　　//　　///////////////////// 分配設(shè)備時(shí)的顏色變化////////////////////　　//　　private void button7_Click(object sender,

54、EventArgs e)　　{ Anum--;　　string result1 = "";　　Device d1 = new Device();　　int m1 = d1.Allocate(DeviceType.A);<

55、;p>　　result1 = Convert.ToString(m1);　　switch (Anum)　　{ case 2:　　this.button1.BackColor = Color.Red;　　break;</

56、p>　　case 1:　　this.button2.BackColor = Color.Red;　　break;　　case 0:

57、　　this.button3.BackColor = Color.Red;　　break;　　default:　　MessageBox.Show("無設(shè)備可分配");<b

58、>　　break;　　}　　}　　private void button8_Click(object sender, EventArgs e)　　{ Bnum--;&

59、lt;/p>　　string result2 = "";　　Device d2 = new Device();　　int m2 = d2.Allocate(DeviceType.B);　　switch (Bnum)　　{

60、 case 1:　　this.button4.BackColor = Color.Red;　　break;　　case 0:　　this.button5.BackColor = Color.Red

61、;　　break;　　default:　　MessageBox.Show("無設(shè)備可分配");　　break;&l

62、t;p>　　}　　result2 = Convert.ToString(m2);　　}　　private void button9_Click(object sender, EventArgs e)<p

63、>　　{ Cnum--;　　string result3 = "";　　Device d1 = new Device();　　int m3 = d1.Allocate(DeviceType.C);　　if (Cnum == 0)</p&

64、gt;　　{ this.button6.BackColor = Color.Red;　　}　　else　　{ MessageBox.Show("無設(shè)備可分配");&

65、lt;p>　　}　　result3 = Convert.ToString(m3);　　}　?。?lt;/b>　　}</p&

66、gt;　　4.5 運(yùn)行截圖　　屏幕顯示　　主存使用情況示意圖，哪些主存塊已分配，哪些主存塊未分配，以不同的顏色表示，灰色表示設(shè)備空閑，紅色表示設(shè)備已分配　　初始化為所有設(shè)備都是空閑狀態(tài)，如下圖所示

67、　　圖4-2　　分配設(shè)備A正常情況下，如圖所示：　　圖4-3　　分配設(shè)備A非正常情況下，例如需要設(shè)備數(shù)超過實(shí)際有的設(shè)備數(shù)時(shí)，如圖所示：　　圖4-4</

68、b>　　3個(gè)設(shè)備A都被分配出去，回收設(shè)備A時(shí)正常情況如下圖所示：　　圖4-5　　4.6 使用說明　　設(shè)備管理主要包括設(shè)備的分配和回收。<b&g

69、t;　　1. 設(shè)備的模擬　　模擬系統(tǒng)中有A、B、C三種獨(dú)占型設(shè)備，A設(shè)備3個(gè)，B設(shè)備2個(gè)，C設(shè)備1個(gè)。　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　因?yàn)槟M系統(tǒng)比較小，因此只要設(shè)備表設(shè)計(jì)合理既可。　　設(shè)備分配

70、;　　采用先來先服務(wù)策略。　　設(shè)備回收　　回收設(shè)備后，要注意喚醒等待設(shè)備的進(jìn)程。　　屏幕顯示　　屏幕顯示要求包括：每個(gè)設(shè)備是否被使用，哪個(gè)進(jìn)程在使用該設(shè)備

71、，哪些進(jìn)程在等待使用該設(shè)備。其中灰色表示設(shè)備空閑，紅色表示設(shè)備已被分配。　　五總結(jié)　　設(shè)備管理主要監(jiān)視所有設(shè)備的狀態(tài)，制定分配策略，完成設(shè)備的分配和回收，合理的控制I/O的控制過程，最大限度的實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的把并行工作。　　通過對(duì)這次操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的親自

72、參與和操作，使我深刻體會(huì)到了：只要你想做只要你想學(xué)沒有弄不懂得事情，工程里面也不能不在乎細(xì)節(jié)，等等。感覺很受益匪淺。懂得了操作系統(tǒng)包括的四部分內(nèi)容：文件管理和用戶接口、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、進(jìn)程管理之間的內(nèi)在聯(lián)系。加深了我對(duì)這門課程的理解。鍛煉了自己在考慮全局也不是細(xì)節(jié)的能力。通過這次實(shí)驗(yàn)，再一次熟悉并深入掌握了程序設(shè)計(jì)語言和界面設(shè)計(jì)。同時(shí)，我也深深體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的重要性，如果沒有同組人的互相鼓勵(lì)和督促我跟本不能很快的完成任務(wù)。一滴水的力量

73、是有限的，但匯聚成溪流將是美麗的。雖然我們每個(gè)人的力量都是有限的，但是激烈的討論、相互的鼓勵(lì)使我們?cè)趯?shí)踐中成長。感謝和我一起面對(duì)的同伴們，因?yàn)橛心銈兾也抛兊们趭^。更感謝給予我們諄諄教導(dǎo)的老師,在我們猶豫困惑時(shí)給予我們指導(dǎo)，謝謝您!　　六參考文獻(xiàn)　　劉振鵬、王煜、張明《操作系統(tǒng)》（第三版）北京：中國鐵道出版社&l

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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