操作系统课程设计：独占设备分配与安全策略

本份文档是关于操作系统课程设计的项目，主题是“独占设备的分配与回收”。该课程旨在让学生深入了解操作系统中的设备管理，特别是在多进程环境下的资源调度策略。主要目标是设计一个设备分配系统，确保在并发进程中对系统资源的有序访问。 设计的核心内容涉及以下几个方面： 1. **课程设计目的**：系统要求学习者掌握独占设备的分配流程，包括如何通过安全算法来验证设备分配的合理性。这涉及到设计数据结构，如SDT（设备描述表）、DCT（设备控制器表）、COCT（控制器通道表）和CHCT（通道控制器表），这些数据结构用于记录设备、控制器、通道的状态。 2. **系统设计内容与要求**： - **数据结构设计**：学生需要设计合理的数据结构，支持动态管理设备、控制器和通道，包括设备类型、标识符、状态等信息。 - **用户界面**：提供用户界面，允许用户设置独占设备、控制器和通道的数量，以及进程的申请时间与使用时间。此外，系统需要能够读取外部样例数据进行初始化，并动态显示设备状态，如设备和控制器的分配情况、阻塞队列等。 - **功能实现**：系统在运行时处理进程对设备的申请，检查设备可用性，根据进程需求分配或阻塞，同时记录申请时间和使用时间。用户可以动态增加进程申请，暂停操作并查看当前状态。 - **可视化界面**：采用可视化方式展示系统的操作过程，包括主界面、申请进程界面和添加设备界面，清晰直观。 3. **系统分析与设计**： - **信息模型**：系统包含了SDT、DCT、COCT和CHCT四个表，分别用于存储设备、设备与控制器关联、控制器与通道关联等信息。 - **行为逻辑**：当进程申请设备时，系统会依据设备状态、控制器和通道的可用性进行判断，并实时更新显示相关信息，如进程申请的时间和使用时间。 - **界面设计**：主界面提供了基本的操作选项，如初始化、开始运行、添加设备和申请新进程，申请进程界面则要求用户输入进程参数，而添加设备界面则用于设备配置。 通过这个课程设计，学生将不仅了解操作系统中的设备管理机制，还将提升编程技能，尤其是在并发控制和资源分配方面的实践经验。