模拟操作系统课程设计

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1、 1 一 引言 1.1 性质 计算机系统是计算机系统中不可缺少的基本系统软件，计算机系统是由硬件和软件两 部分构成的。操作系统实际上是一个计算机系统中硬、软件资源的总指挥部。能有效的组 织和管理计算机系统中的硬件和软件资源、 合理的组织计算机工作流程， 控制程序的执行、 并向用户提供各种服务功能，使得用户能够合理、方便、有效的使用计算机，是整个计算 机系统能高效运行的一组程序模块的集合。操作系统在计算机体系中张非常重要的地位。 本课程设计旨在加深对操作系统的认识和理解。通过对操作系统模拟的实现，掌握操作系 统的工作原理和实现方法。 提高学生分析问题和解决问题的能力， 并提高学生的编程能力。 1

2、.2 教学目的 通过对操作系统模拟的实现，使学生加深对计算机操作系统的认识和理解，掌握操作 系统的工作原理和实现方法。是学生在理论知识应用于实践的过程中，提高学生分析问题 和解决问题的能力。同时也提高学生的编程能力。 1.3 任务和要求 实现操作系统的模拟，此系统为操作系统的模拟，提供命令接口和图形借口。该系统 包括文件管理，实现了磁盘模拟、文件的创建、编辑、移动、复制、删除等功能。单用户 多进程的存储管理、设备管理和进程管理部分。存储管理包括主存分配与回收。设备管理 包括设备的分配与回收。设备分配时采用采用先来先服务策略，设备回收时唤醒等待设备 的进程。进程管理主要包括进程调度，采用时间片轮

3、转法，实现了进程的创建和撤销、进 程的阻塞和唤醒和中断。并且以上过程在屏幕上显示。并提供友好的用户使用页面。 1.4 意义 通过对操作系统模拟的实现，加深对计算机操作系统的认识和理解，提高学生把理论 应用与实际的能力。使学生的缝隙问题和解决问题的能力得到提高。为以后的发展打下基 础。 1.5 论文结构安排 第一章 引言 说明本课程设计的性质、教学目的与任务和要求，意义，以及论文结构 安排。 第二章 系统分析与设计 写出系统要求，分析出包含哪些功能模块、每个模块的计划 采用的实现方法和原理 第三章 系统实现 写出主要模块的实现， 包括全局变量说明和主要功能的实现流程 （按 照模块说） 第四章 结

4、束语 总结课程实际的体会 2 二 系统分析与设计 2.1 文件管理 2.1.1 文件的逻辑结构 文件的逻辑结构采用流式结构，文件的内容均采用文本文件，系统中有两种文件，一 种是存放任意字符的文件(.txt)，一种是可执行文件(.exe)，可执行文件的内容就是系统内进 程的程序体。 可执行文件要包括如下命令： X=?； 给 i赋值一位数 X+； i加 1 X-； i减 1 !?； 第一个？为 A,B,C 中某个设备，第二个？为一位数，表示使用设备的时间 end; 表示文件结束 2.1.2 文件的物理结构 文件的物理结构采用索引文件，每个文件分配一个索引块（用来存放索引的盘块）把 分配给该文件的所

5、有盘块号都记录在该索引块中，按照这种分派方式存储的文件就是索引 文件。由于索引块就是一个存放许多盘块号的盘块，因此，为使系统能找到文件存放的地 址，文件目录项记录该文件索引块的盘块号和文件长度。为一个大文件分配磁盘空间时， 如果所分配除去盘块的盘块号， 已经装满一索引块时， 便需再为该文件分配另一个索引块， 用于将以后继续分配给该文件的盘块号记录其中，以此类推。同时，应为这些索引块再建 立一级索引，即系统再分配一索引块，作为一级索引块的索引块，将第一块、第二块、第 三块、索引块的盘块号写入此索引块中，这样便形成了二级索引的分配方式，如果文 件非常大的时候，还可以用三级、四级索引分配方式。本系统

6、实现二级索引，如图 2-1 所 示： 3 2.1.3 目录结构 目录结构采用树型目录结构。 目录项内容（16 个字节） ： 目录名、文件名：6 个字节； 扩展名：3 个字节（可执行文件扩展名为 exe，目录没有扩展名） ； 目录、文件属性：1 字节； 文件长度：2 字节（目录没有长度，字节数） 。 地址：直接地址项 1 个，一级索引项 1 个，二级索引 1 项，每项 1 个字 节； 预留 1 字节 根目录：根目录位置固定，占用磁盘 2 块，大小固定，共 16 项，占用模拟磁盘 第 1、2 块； 子目录;位置不固定，大小不固定 目录结构如图 2-2 所示： 图 2-1 文件索引分配方式 4 2.1.4 磁盘模拟 磁盘的分配采用混合索引结构的分配方式。系统采用成组链接法记录磁盘空间的使用 情况。 空闲块每组登记 10 个空闲块，专用块占用第 0 块。 索引块中每个盘块号占用 4 字节，登记 32 块。如图 2-3 是空闲块成组链接示意图： uS uS bc E liu yong xing abc u2 uS abc H HT abc J2 Y 根目录 文件 目录 图