操作系统课程设计：进程控制与同步模拟实战

本次课程设计提供了多个富有挑战性的可选题目，涵盖了操作系统的重要概念和实践技能。首先，是关于进程管理和同步的模拟与实现部分： 1. 进程控制模块：学生需模拟和实现进程的生命周期，包括创建、状态转换和终止。这里有两种情况：一种是不涉及挂起状态，如P38图2-5所示；另一种则是引入挂起状态，如P39图2-6所示。这两种情况都需要理解和应用进程管理的基本原理。 2. 进程同步：设计了几个经典的同步问题来练习进程间通信和协调。例如： - 嗜睡的理发师问题：通过信号量机制模拟顾客和理发师之间的交互，确保理发资源的公平分配。 - 吸烟者问题：涉及原料共享和信号传递，展示了生产者消费者问题的典型场景。 - 吃水果问题：爸爸、妈妈和孩子之间的互斥访问，使用wait和signal操作保证资源安全。 - 阅览室读书问题：限制并发访问，用信号量控制阅览室的容量。 - 音乐爱好者问题：复杂的物品交换和依赖关系，通过交替出售物品来实现同步。 3. 设备管理：还涉及到循环缓冲和缓冲池的工作方式模拟，以及设备分配过程，特别是逻辑设备表机制的设计，让学生理解设备独立性在操作系统中的重要性。 4. 磁盘调度算法：四种不同的调度算法——FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（扫描算法）和CSCAN（循环扫描算法），要求学生实现这些算法，了解磁盘I/O性能优化的关键。 5. 文件管理系统：最后，要求设计一个简单的文件管理系统，这涵盖了文件的存储、检索和管理等多个方面，展示了操作系统对数据管理的深入理解。 整个课程设计旨在培养学生的实践能力和理论联系实际的能力，不仅要求掌握操作系统的基础理论，还要能运用这些理论解决实际问题。通过这些项目，学生可以提升并发编程、资源管理和调度算法等多方面的技能。