Курсовая работа Моделирование файловой системы Типовая курсовая работа представляет собой разработку

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Операционные системы. Курсовая работа

Моделирование файловой системы

Типовая курсовая работа представляет собой разработку системы управления файлами с заданным набором параметров.

1.  

Физический уровень. Распределение носителя:

1.  разделами (блоками переменной размерности)
2.  кластерами (блоками фиксированной размерности)

Структура данных свободных блоков:

1.  Битовая карта
2.  Список свободных кластеров (разделов)
3.  Список с массивом указателей на кластеры (разделы)
4.  Упорядоченный по длине список разделов
5.  Дерево с массивами указателей на кластеры (разделы)
6.  FAT

Базовый уровень. Наличие индексного файла

1.  Индексный файл имеется (содержит дескрипторы файлов, каталогов, файла свободного пространства, индексного файла (самого себя). Начальная запись носителя содержит смещение начала индексного файла.
2.  Индексный файл отсутствует. Начальная запись носителя содержит параметры файла (описания) свободного пространства и корневого каталога.

Размещение файла:

1.  FAT
2.  Список кластеров (разделов)
3.  Список с массивом указателей на кластеры (разделы)
4.  Дерево с массивами указателей на кластеры и их размеры.
5.  Дерево UNIX

Логический уровень. Система каталогов (папок).

1.  Неупорядоченный список имен файлов
2.  Упорядоченный по алфавиту список имен файлов.

Символьный уровень. Спецификация пути файла. Функции open,close,seek,read,write  записей произвольный длины с буферизацией. Функции remove, rename, create_dir, remove_dir для файлов и каталогов.

Прикладной уровень. Утилита управления носителем:

1.  Форматирование (создание файловой структуры). Просмотр каталогов и файлов.
2.  Экспорт/импорт файлов, папок, носителя.
3.  Дефрагментация и сжатие файлов.

Моделирование структур данных операционных систем

Базовый класс объектов ОС. Производные классы объектов ОС –процессов, потоков, семафоров, файлов. Классы драйверов, физических и логических устройств, запросов ввода-вывода, отложенных прерываний (процедур).

1.  Каждый процесс имеет описатель, содержащий двухуровневый динамический массив указателей на связанные с ним объекты ОС (файлы, семафоры и т.п.). Объект идентифицируется 16-разрядным handle. Старший байт handle представляет собой смещение в массиве указателей верхнего уровня, младший байт –нижнего. Свободные handle обозначены NULL-указателями. Функция связывания заданного объекта с процессом с выделением ему handle и функция освобождения объекта по заданному handle. Каждый объект имеет счетчик связей. Если объект ОС не имеет больше связей с процессами, то он уничтожается. main моделирует фиксированную последовательность установления и освобождения связей между объектами и процессами (и производит трассировку текущего состояния системы).
2.  Каждый процесс (поток) может ожидать событий от нескольких объектов одновременно. С каждым объектов может быть связано несколько ожидающих процессов. Смоделировать структуру связей «процессы-объекты» с использованием в каждом процессе динамического массива указателей на объекты и в каждом объекте –динамического массива указателей на ожидающие процессы. Реализовать действия: установить ожидание процессом заданного события, смоделировать наступление события в объекте с деблокированием связанных процессов, для которых это событие –единственное (последнее).
3.  Задание аналогичное предыдущему, каждый процесс содержит заголовок списка объектов, на которых он ожидает событие, каждый объект содержит список ожидающих процессов. Факт «процесс ожидает событие» реализован элементом, имеющим 4 указателя и включенным одновременно в список процесса и в список объекта.
4.  Описатель потока (процесса) представляет собой элемент односвязного списка, содержащего базовый и максимальный приоритеты (в диапазоне 0-255). Диспетчер поддерживает 256 приоритетных очередей (массив указателей на списки процессов). Модель поддерживает также список блокированных (ожидающих) процессов. Каждый процесс имеет две случайные характеристики: количество квантов работы и количество квантов блокировки. Диспетчер моделирует поведение процессов и собственный алгоритм. Если время блокировки процесса истекло, то диспетчер извлекает описатель процесса из очереди ожидающих и помещает его в конец очереди в соответствии с его максимальным приоритетом. Затем ищет очередь с максимальным приоритетом, выбирает из нее первый описатель и «выполняет процесс», после чего переносит его в очередь с более низким приоритетом, если его текущий приоритет выше базового. Если количество квантов работы процесса истекло, он переносится в список блокированных, и для него устанавливаются новые случайные значения квантов.
5.  Задание аналогичное предыдущему, но диспетчер поддерживает единственную общую очередь всех процессов - двусвязный список, из которого извлекается первый процесс с максимальным приоритетом.
6.  Драйвер устройства содержит таблицу функций (в том числе,  инициализация ввода-вывода и обработки прерывания ввода-вывода) и заголовок очереди запросов ввода-вывода. Функция инициализации ввода-вывода устанавливает случайное значение времени работы устройства. main моделирует появление операции ввода-вывода и формирует случайный интервал времени до следующей операции. Диспетчер ввода-вывода создает запрос ввода-вывода и помещает его в очередь драйвера, если она была пуста, вызывает функцию инициализации ввода-вывода в драйвере. Обработчик прерывания в драйвере вызывает функцию завершения ввода-вывода в диспетчере. Диспетчер удаляет запрос из очереди, и, если она не пуста, вызывает функцию инициализации для следующего запроса.  
7.  Система динамического распределения памяти (системный пул), включающая функции _malloc, _free, _realloc. Свободные области –двусвязный список, элемент списка содержит два указателя, размерность и саму выделяемую память. Выделение по принципу: если есть блок, совпадающий по размеру с выделенным –то выделяется он, если есть больший его не более чем на n процентов –выделяется минимальный из таких, иначе «отрезается» от элемента списка максимальной размерности. Функция free «склеивает» рядом стоящие свободные блоки. Функция _realloc пытается расширить существующую область, если вслед за ней есть свободный блок, иначе перераспределяет память через _malloc и _free. Функция _malloc возвращает адрес памяти «вслед за» заголовком элемента списка, функция _free  перемещает указатель с возвращенной области на заголовок.
8.  Модель древовидной структуры именованных объектов в памяти. Базовый класс объектов содержит имя объекта и ссылки в списке. Производный класс объектов –каталогов содержит заголовок списка включенных в него объектов, а также указатель на каталог-предок. Имеются также производные классы объектов –процессы, файлы, семафоры и т.д.. Разработать редактор дерева объектов и функцию поиска объекта по спецификации <имя>/<имя>/<имя>.
9.  Задание аналогичное предыдущему, но объект-каталог использует динамический массив указателей на объекты, включенные в каталог.

Моделирование процессов и обработка прерываний

При решении задач, связанных с обработкой прерывания необходимо разрешить проблемы, связанные с синхронизацией доступа к общим данным. В частности, нужно использовать функции enable() и disable() для разрешения и запрещения прерывания процессора.

1.  Очередь отложенных прерываний реализована в виде односвязного списка. Заголовок списка представляет собой два указателя на первый и последний элементы. Элемент списка содержит указатель на «отложенную» функцию, которую следует выполнить по завершении прерывания на низком приоритете (при разрешенном прерываний). Функция генерации отложенного прерывания создает элемент списка, помещает в него указатель и ставит его в очередь. Если очередь была пуста, то входит в режим обслуживания очереди прерываний на низком приоритете (при разрешенном прерывании). Поведение системы рассмотреть на основе источника отложенных прерываний –таймера, а в сами функции отложенного прерывания внести случайную программную задержку.
2.  Ввод по прерыванию с буферизацией. Имеется список свободных буферов (элементов списка). По прерыванию от таймера генерируется очередное случайное число и записывается в массив (сам массив находится в элементе списка). При заполнении массива  буфер помещается в очередь накопленных данных. main производит периодический опрос очереди (используя случайную задержку –функция delay) , выводит полученные данные и освобождает буфер.
3.  Модель процессов в DOS –функции, запускаемые событиями. Система поддерживает список: элемент списка содержит указатель на запускаемую функцию, ее фактические параметры и значение задержки перед запуском. Опрос клавиатуры и мыши приводят к планированию фиксированных функций. С помощью модели реализовать игровую интерактивную программу. Функция может также рассылать сообщение всем стоящим в очереди функциям.
4.  Модель процессов –классы, обрабатывающие сообщения. Базовый класс программных объектов, обрабатывающих сообщения имеет статический список, в который они включаются конструктором и исключаются деструктором, а также виртуальную функцию обслуживания сообщений и функцию –послать сообщение. Класс сообщений содержит указатель на элемент в списке сообщений и ряд параметров, в том числе –код класс –источник сообщения. Класс «программа» поддерживает очередь сообщений и имеет доступ к очереди объектов. Метод run опрашивает таймер, клавиатуру и мышь и генерирует сообщения от них. Полученные сообщения «пропускает» через все программные объекты. Объект, принимающий сообщение, сообщает об этом, после чего обработка сообщения прекращается.  С помощью модели реализовать игровую интерактивную программу.

Анализ эффективности алгоритмов в использовании ресурсов памяти

1.  Оценить влияние размера рабочего набора физической памяти на эффективность алгоритмов сортировки в виртуальной памяти (вытеснение страниц при замещении). Сортировать массив случайных данных размерностью 1,2,4…1024 Mb, используя алгоритм простой обменной сортировки, Шейкер-сортировки, сортировки выбором и однократным слиянием. Для однократного слияния использовать разбиение линейного массива на части, проанализировать влияние на эффективность количества частей разбиения. Для каждого эксперимента измерить общее время выполнения программы с помощью функции clock.
2.  Оценить эффективность алгоритмов замещения страниц (оптимальный, LRU, FIFO) на имитационной модели. Моделируется программа, имеющая N виртуальных страниц и R физических. Моделируется случайная последовательность обращений к виртуальным страницам (равномерное распределение, равномерное обращение к диапазону из M страниц, со сменой диапазона через S обращений). Структура данных модели содержит для каждой виртуальной страницы номер последнего обращения к ней и признак ее нахождения в памяти (можно использовать значение -1 номера обращения). Для оптимального алгоритма вытеснения необходимо предварительно сгенерировать и запомнить всю последовательность обращений (для выбора страницы с максимальным интервалом обращения «в будущем»). Результат моделирования –процент страничных прерываний для различных значений параметров N,R,S,M.

1. Проблема ритмики Слова о полку Игореве
2. тематических теориях и их приложениях начиная с теории множеств- алгебре и анализе геометрии и топологии те
3. Таможенное дело Понятие задачи и функции уголовного права.html
4. РГР расчет виброизоляции
5. тематичне викладення психічних явищ було зроблено давньогрецьким філософом Арістотелем в його трактаті
6. Service- тонкости индивидуального обслуживания
7. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Київ 2
8. Фредерик Бегбедер.
9. медиалогия Так вот ученые изучавшие роль СМИ в политической жизни пришли к выводу что ни один кандидат в
10. тема электроснабжения СЭС ~ совокупность электроустановок предназначенных для обеспечения потребителей э
11. і. Ваші відповіді на нескладні запитання дадуть змогу дослідити актуальну для науки проблему.
12. Их задача- фильтровать кровь очищать ее от всех вредоносных микробов и токсинов выводить в
13. те их элементы стоимость которых может быть рассчитана по величине минимально необходимых запасов наприм
14. Охрана окружающей среды в Эстонии
15. Лимонов Противительный союз
16. Реферат- Правовое обеспечение игорного бизнеса
17. З-п ' 1500 Грн; Надбавка ' 380; Непрацездатн
18. психологической компетентности людей и оказания психологической помощи как отдельному человеку так и груп
19. Статья- Этнические организации в Санкт-Петербурге
20.  ДП10 12 10 6 3 1 388 32 2

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе