操作系统课程设计：C/C++实现作业、磁盘调度与进程管理

资源摘要信息:"本课程设计是一份详细的计算机操作系统实践项目，它涉及到了C/C++编程语言的应用，以及操作系统内核机制的实现。项目中包含了几个关键的主题：作业调度、磁盘调度、Linux文件系统调用和进程管理。这些主题是操作系统课程的核心内容，本项目通过编写源代码的方式，实现了具体的操作系统功能和行为。 首先，本项目设计了一个作业调度机制，即如何根据一定的规则和算法来处理和安排作业的执行顺序。C/C++代码通过模拟调度算法，使得在多任务环境下，系统能够合理地分配CPU资源给不同的作业。 其次，磁盘调度是操作系统中另一个重要概念，涉及到如何高效地访问磁盘数据。本项目通过编写相应的C/C++代码段，模拟了磁盘调度策略，例如先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描算法(SCAN)等，这些策略用于优化磁盘I/O操作，减少等待和响应时间。 接着，本项目深入到了Linux文件系统调用的实现，C/C++代码演示了如何在Linux环境下通过系统调用来进行文件的创建、打开、读写和关闭等操作。这些操作都是操作系统管理文件系统的基础功能。 最后，进程管理是操作系统最核心的功能之一。本项目通过C/C++代码，演示了如何创建进程、如何进行进程间通信和同步，以及如何终止进程。具体包括了使用系统调用pipe()创建管道，fork()创建子进程，以及signal()和kill()进行信号处理和进程终止。 在描述中提到的源代码实现，父进程使用pipe()系统调用创建管道用于子进程间通信，fork()系统调用创建子进程以模拟多进程环境，子进程通过定时器每隔1秒发送消息到管道，子进程2从管道中读取消息并显示。父进程负责捕获键盘中断信号SIGINT，并在接收到信号后向子进程发送终止信号，最终父进程释放管道资源并终止。 对于标签信息"操作系统 c++ linux 软件/插件"，它们表明本项目紧密贴合操作系统课程的学习目标，C++语言是实现本项目的主要编程工具，Linux环境提供了丰富的系统调用供我们调用，而软件/插件则暗示了本项目成果可以作为其他软件系统的组件或插件。 压缩包子文件名称"Operating-System-Course-Design-main"暗示了这是一个完整的操作系统课程设计项目，其中包含了多个实现操作系统核心概念的源代码文件和相关文档，适合于作为教学演示、实践练习或研究项目。" 知识点详细说明: 1. 作业调度： 作业调度是操作系统中用于控制多个作业（即进程）对CPU的竞争和分配的一种机制。实现作业调度的目的是提高系统的效率和响应速度，合理分配CPU资源给作业，从而达到多个作业有效并发执行的效果。本项目中，作业调度可能通过C/C++实现了某种调度算法，例如短作业优先(SJF)、优先级调度算法等。 2. 磁盘调度： 磁盘调度主要解决如何高效地访问磁盘数据的问题，以减少数据访问时间。磁盘调度算法有多种，例如先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)和扫描算法(SCAN)等。本项目中通过C/C++代码展示了这些算法的实现细节，以及它们在实际磁盘I/O操作中的应用。 3. Linux文件系统调用： Linux文件系统提供了丰富的系统调用供用户程序使用，包括但不限于创建、打开、读取、写入、移动和删除文件等操作。本项目通过C/C++编程实践了这些基本的文件系统调用，加深了对Linux文件系统架构和文件操作的理解。 4. 进程管理： 进程管理是操作系统的核心功能之一，涵盖了进程创建、执行、通信、同步和终止等过程。本项目通过C/C++代码实现了进程的创建（fork()）和销毁（kill()），信号处理（signal()），以及进程间通信（pipe()）。这些操作展示了操作系统进程管理的基础机制。 5. 系统调用： 系统调用是操作系统提供给用户程序的接口，允许用户程序请求操作系统提供的服务。在本项目中，使用到了pipe()、fork()、signal()和kill()等Linux系统调用，这些系统调用让程序能够执行管道通信、进程创建和销毁、信号处理等操作。 6. 多进程通信： 本项目中子进程间通过管道进行通信，展示了Linux下进程间通信的一种机制。管道是一种最基本的IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）机制，允许在一个进程的标准输出和另一个进程的标准输入之间建立一个单向的数据流。 7. 中断处理： 中断处理是指操作系统对来自硬件或软件的中断信号的响应和处理过程。本项目中，父进程通过signal()系统调用捕捉键盘中断信号SIGINT，并通过kill()系统调用向子进程发送信号，子进程随后处理该信号并终止执行。这演示了操作系统的中断机制和进程间的同步。