操作系统课程设计：小型OS的处理机、存储器与虚拟存储器管理

"操作系统(一个小型操作系统的设计与实现)课程设计文档主要涵盖了处理机管理、存储器管理和虚拟存储器的缺页调度这三个核心模块。在处理机管理方面，包括了先来先服务(FIFO)和时间片轮转两种调度算法。在存储器管理中，涉及了可变式分区管理，如首次适应法和最佳适应法。而在虚拟存储器的缺页调度部分，讨论了先进先出(FIFO)和最近最久未使用(LRU)策略。文档还包含了各个算法的流程图以及程序设计的框架和数据结构。" 操作系统是计算机系统的核心，它负责管理计算机的硬件资源，包括处理机、存储器以及输入/输出设备等。在这个课程设计中，学生被要求集成并实现三个关键组件： 1. **处理机管理**：处理机管理的目标是有效地调度进程，以最大化系统效率。文档提到了两种基本的调度算法： - **先来先服务(FIFO)**：这是一种非剥夺式调度算法，按照进程到达的顺序执行，即最早到达的进程最先获得处理机。这种算法简单但可能导致长进程等待时间。 - **时间片轮转(RR)**：通过给每个进程分配固定的时间片来运行，当时间片用完后，进程会被抢占并移至队列末尾，使得每个进程都有机会运行，适用于交互式系统。 2. **存储器管理**：这部分涉及内存的分配和回收策略，以优化内存利用率和系统性能。 - **首次适应法**：在空闲分区列表中，选择第一个满足要求的空闲分区进行分配，避免了“碎片”问题。 - **最佳适应法**：在回收内存时，选择最小的空闲分区来合并，目的是保持最大的连续空闲区，但可能导致频繁的小分区分配，增加碎片。 3. **虚拟存储器的缺页调度**：在虚拟内存系统中，由于物理内存有限，不是所有进程都在内存中完全加载。缺页调度用于决定何时和哪些页面需要从磁盘交换到内存。 - **先进先出(FIFO)**：是最简单的缺页替换策略，最早进入内存的页面优先被替换出去。 - **最近最久未使用(LRU)**：更复杂的策略，替换最近最长时间未使用的页面，假设最不常使用的页面未来也最不常用。 文档还提供了设计的主界面框架，以及如何通过程序实现这些算法，包括使用数据结构如链表（用于进程队列）和进程控制块来跟踪进程状态。测试数据和执行示例帮助验证和理解算法的实际效果。通过这个课程设计，学生能够深入理解操作系统的关键机制，并具备实际操作系统的部分开发能力。