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操作系统课程设计任务书(2022级计算机、

软件)

2022-2022学年第一学期

「操作系统」课程设计任务书

依照大纲和课程内容实践特点，结合《操作系统》、

《LINUX操作系统》和《嵌入式程序设计》课程主要内容，

课设的具体要求及任务如下：

一、设计成果的要求

课程设计应严格按照要求完成，在系统调试成功后,需

要提供「操作系统」课程设计报告，具体包括：

（1)设计目的（2)设计任务（3）设计准备（理论、技

术）（4)设计过程（设计思想、代码实现）（5)设计结果并分

析（6）系统的结构、原理框图和模块等的详细说明（7)用

户使用说明书和参考资料（8）设计体会。

二、设计任务（两名同学选一题，协作完成）

题目一：进程与线程—Linux进程与线程通讯

1.设计目的

深刻理解线程和进程的概念，掌握线程与进程在组成成

分上的差别以及与其相适应的通讯方式和应用目标。

Linux系统的fork()保持了UNIX的经典语义，被创建

的进程具有独立于父进程的地址空间，二者之间的通讯通常

可采用pipe机制，clone（）是Linux系统特有的系统调用，

可以通过参数确定父子进程之间是否共享存储空间等资源。

在地址空间等资源共享的情况下，clone实质相当于创建了

一个轻进程或线程，这是clone的通常用法。实际在Linux

系统中，fork以及用户级线程pthread都是基于clone实

现的。

2.设计内容

以Linux系统进程和线程机制为背景，掌握fork()和

clone（）系统调用的形式和功能以及与其相适应的高级通

讯方式。由fork派生的子进程之间通过pipe通讯，由clone

创建的线程之间通过共享内存通讯，对于后者需要考虑互斥

问题。

以生产者-消费者问题为例，通过实验理解fork（）和

clone（）两个系统调用的区别。程序要求能够创建4个进

程或线程，其中包括两个生产者和两个消费者，生产者和消

费者之间能够传递数据。

题目二：处理机调度—实时调度算法EDF和RMS

1.设计目的

深入理解处理机调度算法，了解硬实时概念，掌握最早

截止期优先调度算法EDF(EarliestDeadlineFirst)和速率

单调调度算法RMS（RateMonotonicScheduling）的可调度

条件，并能在可调度情况下给出具体调度结果。

2.设计内容

在Linux环境中采用用户级线程模拟实现EDF和RMS两

种实时调度算法。给定一组实时任务，按照EDF算法和RMS

算法分别判断是否可调度。在可调度的情况下，创建一组用

户级线程，分别代表各个实时任务，并按算法所确定的调度

次序安排各个线程运行，运行时在终端上画出其Gantt图。

为避免图形绘制冲淡算法，Gantt图可用字符表示。

题目三：存储管理—动态异长存储资源分配算法

1.设计目的

理解动态异长存储分区资源管理，掌握所需数据结构和

管理程序，了解各种存储分配算法的优点和缺点。

2.设计内容

（1）分析UNIX最先适应（FirstFit,FF）存储分配算

法，即map数据结构、存储分配函数malloc()