计算机系统资源管理研究及模拟实现毕业(设计)论文开题报告.doc

毕业（设计）论文开题报告 系（院） 专业 题 目 学 生 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 日 期 年 月 日 题目：计算机系统资源管理研究及模拟实现一、选题的依据及课题的意义由计算机提供的、因应用程序的存在和运行所消耗或占用的物质条件，叫做计算机的资源，例如处理器的时间、内存空间、外部设各等。资源管理是计算机发展的重中之重，而用户不可能去管理计算机资源，操作系统就此产生。操作系统的功能是对系统资源进行管理，了解和实现操作系统的功能就是对系统资源管理的认识。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持，让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口等。操作系统理论在计算机科学中为历史悠久而又活跃的分支，而操作系统的设计与实现则是软件工业的基础与内核。如果不了解操作系统的基本原理，不了解操作系统的内部结构和其向用户提供的很多重要的库函数和系统调用，就不能成功和有效地开发这些软件。利用操作系统内核所提供的强大功能进行大型软件的设计、开发和维护是极其重要的。为了更好的对自己所学知识的巩固和更好的发展自己的专业能力，为以后的编程打下基础，有必要对系统资源管理及操作系统有更深刻的了解和认识，实现相关的资源管理实验积累经验，有助在计算机领域走的更远，有更大的前景。二、研究概况及发展趋势综述操作系统之本意原为提供简单的工作排序能力，后为辅助更新更复杂的硬件设施而渐渐演化。从最早的批次模式开始，分时机制也随之出现，在多处理器时代来临时，操作系统也随之添加多处理器协调功能，甚至是分布式系统的协调功能。其他方面的演变也类似于此。另一方面，在个人电脑上，个人电脑之操作系统因袭大型电脑的成长之路，在硬件越来越复杂、强大时，也逐步实践以往只有大型电脑才有的功能。（1）手工操作阶段。在这个阶段的计算机,主要元器件是电子管,运算速度慢,没有任何软件,更没有操作系统。用户直接使用机器语言编写程序,上机时完全手工操作,首先将预先准备好的程序纸带装入输入机,然后启动输入机把程序和数据送入计算机,接着通过开关启动程序运行,计算完成后,打印机输出结果。用户必须是非常专业的技术人员才能实现对计算机的控制。 (2)批处理阶段。由于20世纪50年代中期,计算机的主要元器件由晶体管取代,运行速度有了很大的提高,这时软件也开始迅速发展,出现了早期的操作系统,这就是早期的对用户提交的程序进行管理的监控程序和批处理软件。(3) 多道程序系统阶段。随着中、小规模的集成电路在计算机系统中的广泛应用,CPU的运动速度大大提高,为了提高CPU的利用率,引入了多道程序设计技术,并出现了专门支持多道程序的硬件机构,这一时期,为了进一步提高CPU的利用效率,出现了多道批处理系统、分时系统等等,从而产生了更加强大的监管程序,并迅速发展成为计算机科学中的一个重要分支,就是操作系统。统称为传统操作系统。(4)现代操作系统阶段。大规模、超大规模集成电路急速的迅速发展,出现了微处理器,使得计算机的体系结构更加优化,计算机的运行速度进一步提高,而体积却大大减少,面向个人的计算机和便携式计算机出现并普及。它的最大优点是结构清晰、功能全面、可以适应多种用途的需要并且操作使用方面。从操作系统新技术的角度看，它主要包括操作系统结构设计的微内核技术和操作系统软件设计的面向对象技术。现代操作系统设计中的一个突出思想是把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次（即用户模式）中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核（Microkernel)技术。面向对象操作系统是指基于对象模型的操作系统。目前，已有许多操作系统采用了面向对象技术，如Windows NT等。面向对象已成为新一代操作系统的一个重要标志。面向对象的基本思想是把要构造的系统表示成一系列对象的集合。其中的对象是指把一组数据和该数据的一些基本操作封装在一起所形成的一个实体。操作系统的主要功能是资源管理，程序控制和人机交互等。计算机系统的资源可分为设备资源和信息资源两大类。设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等。信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如文件，程序库，知识库，系统软件和应用软件等。 操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。以现代观点而言，一个标准个人电脑的OS应该提供以下的功能： 进程管理（Processing management） 记忆空间管理（Memory management） 文件系统（File system） 网络通讯（Networking） 安全机制（Security） 使用者界面（User interface） 驱动程序（Device drivers） 在现代的计算机通信系统中，软件开发工作占了相当大的比重，而与通信系统有关的软件一般十分庞大，也相当复杂。这些软件还要大量地与操作系统内核作深层次的交互，以进行信息的传输、控制和实现各种通信协议。 三、研究内容及实验方案使用red hat Linux，对操作系统的算法进行运用，以了解系统资源管理和操作系统对资源的管理及其运行的方式。在Linux的系统上实验了解计算机如何管理系统资源。在虚拟机上，用高级语言编写和调试一个进程调度，并分析进程竞争资源现象；调试一个银行家算法，体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法；实现请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，运用请求页式存储管理中页面置换算法；通过文件操作算法模拟设计，了解文件的存储；模拟实现磁盘调度算法。 先了解相关知识原理，然后在虚拟机上实现。1、 根据需求分析，选择合适的开发工具，建立相应的数据库、系统功能结构图，业务流程图，编写具体的程序代码。 2、优化界面，使界面美观。另外设计实践模拟页面，以便让用户容易使用。 3、准备各种数据进行调试，不断完善系统，达到预期目标。4、完成系统开发，根据设计过程写出论文。四、目标、主要特色及工作进度1、目标 实现对计算机系统资源管理的初步实现，了解操作系统如何对资源的调度，通过实验中了解操作系统的资源调度。2、特色在虚拟机上实现一些计算机资源调度的相关程序和方法，通过虚拟机实现对系统资源的调度，从实际角度了解计算机对系统资源的管理。实现对计算机系统资源的管理及对操作系统更深层次的了解。3、工作进度2016年1月4日至2016年1月17日：查询资料，熟悉开发环境。2016年2月 29日至2016年3月13日：完成系统概要设计工作2016年3月14日至3月2