Содержание отчета:

1. Титульный лист.

2. Оглавление.

3. Введение.

4. Рабочее задание.

5. Ответы на контрольные вопросы

6. Ответы на тестовые вопросы

7. Заключение.

2. Курсовая работа Задание на курсовое проектирование.

Разработать приложение в соответствии с выданным вариантом.

Выбор варианта курсовой работы:

Вариант выбирается по двум последним цифрам зачетной книжки.

	Последняя цифра
Предпоследняя цифра		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	2	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	3	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
	4	41	42	24	1	30	36	7	23	13	19
	5	19	15	25	2	31	37	8	27	14	28
	6	20	17	26	3	32	38	9	30	15	38
	7	21	20	27	4	33	39	10	33	16	41
	8	22	24	28	5	34	40	11	36	17	40
	9	23	28	29	6	35	41	12	39	18	42

При выполнении курсового проекта на указанную тему должны быть представлены:

Отчет о выполненной курсовой работе представляется в форме пояснительной записки и презентации и должен содержать материалы о сути решаемой задачи, в том числе краткую постановку задачи к ее решению, конкретное место использования результатов решения задачи в структурной организации операционной системы, компьютера, его блока или устройства. В пояснительной записке и презентации (не менее 15-20 слайдов) должны быть отражены следующие материалы выполненного задания:

• постановка задачи и ее формализация;

• известные подходы (алгоритмы) решения задачи с пояснениями;

• предложенный (разработанный) или выбранный автором работы алгоритм (подход, метод) решения задачи;

• программа с комментариями на отдельном носителе (CD, дискета);

• результаты эксперимента, представленные графиками и таблицами.

Вариант 1

Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес

1. Исходные данные:

• организация виртуальной памяти – страничная;

• разрядность виртуального адреса - 32 бита;

• размер физической страницы - 2 Кбайт;

• максимальное число работающих процессов не более восьми;

• количество физических страниц в таблице страниц процесса не более четырех;

• объем оперативной памяти - 32 физических страницы;

• заполнение таблицы страниц - с использованием датчика случайных чисел;

• виртуальный адрес вводится с клавиатуры.

2. Результаты работы модели, отображаемые на дисплее должны включать в себя:

• виртуальный адрес;

• номер процесса;

• содержимое таблицы страниц данного процесса;

• физический адрес.

3. Литература: Л2 с. 151 - 168, ЛЗ с. 175 - 183, Л7 с. 397 - 408, Л8 с. 232 – 240.

Вариант 2

Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес

1. Исходные данные:

• организация виртуальной памяти - двухуровневая страничная;

• разрядность виртуального адреса - 28 бит;

• размер физической страницы - 4 Кбайт;

• количество физических страниц в таблице страниц второго уровня – 256;

• объем оперативной памяти - 64 физических страницы;

• заполнение таблицы страниц - с использованием датчика случайных чисел;

• виртуальный адрес вводится с клавиатуры.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• виртуальный адрес;

• физический адрес;

• содержимое таблиц страниц первого и второго уровней.

3. Литература: Л2 с. 151 - 168, ЛЗ с. 175 - 183, Л7 с. 397 - 408, Л8 с. 232 - 240.

Вариант 3

Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес

1. Исходные данные:

• организация виртуальной памяти - страничная с TLB (буфером быстрой переадресации);

• емкость TLB - 16 записей;

• разрядность виртуального адреса - 32;

• размер физической страницы - 4 Кбайт;

• объем оперативной памяти - 256 физических страниц;

• количество физических страниц в таблице страниц процесса – не более 32;

• заполнение таблицы страниц и TLB - датчиком случайных чисел;

• виртуальный адрес вводится с клавиатуры.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• виртуальный адрес;

• физический адрес;

• содержимое таблицы страниц и TLB.

3. Литература: Л2 с. 151 - 168, ЛЗ с. 175 - 183, Л7 с. 397 – 408, Л8 с. 232 - 240.

Вариант 4

Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес

1. Исходные данные:

• организация виртуальной памяти - сегментная;

• число сегментов процесса - четыре;

• разрядность виртуального адреса - 32;

• объем оперативной памяти - 1 Гбайт;

• заполнение таблицы сегментов с клавиатуры;

• виртуальный адрес вводится с клавиатуры.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• виртуальный адрес;

• физический адрес;

• содержимое таблицы сегментов.

3. Литература: Л2 с. 169 - 178, ЛЗ с. 178 - 191, Л7 с. 397 - 411, Л8 с. 232 - 240.

Вариант 5

Модель преобразования виртуального адреса в физический адрес

1. Исходные данные:

• организация виртуальной памяти - сегментно-страничная, принятая в процес­соре Pentium;

• разрядность виртуального адреса - 32;

• количество сегментов не более 16;

• размер физической страницы - 4 Кбайт;

• объем оперативной памяти - 256 физических страниц;

• количество физических страниц в таблице страниц процесса - не более 32;

• виртуальный адрес вводится с клавиатуры.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• виртуальный адрес;

• физический адрес;

• содержание таблицы сегментов и таблицы страниц.

3. Литература: Л2 с. 429 - 439, ЛЗ с. 225 - 235, Л7 с. 397 - 411, Л8 с. 232 - 240.

Вариант 6

Модель распределения памяти фиксированными разделами

1. Исходные данные:

• объем оперативной памяти – 256 Мбайт;

• количество разделов 10;

• размер разделов выбирается исполнителем;

• очередь задач - общая;

• размер задачи - случайный - от 30 до 100 Мбайт;

• количество задач в очереди до 20.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

состояние памяти после поступления очередной задачи.

3. Литература: Л2 с. 145 - 148, ЛЗ с. 170 - 175, Л7 с. 363 - 371, Л8 с. 219 – 221.

Вариант 7

Модель распределения памяти динамическими разделами

1. Исходные данные:

• объем оперативной памяти - 512 Мбайт;

• количество разделов - до 15;

• очередь задач - общая;

• размер задачи - случайный - от 30 до 100 Мбайт;

• количество задач в очереди до 20.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

состояние памяти после поступления очередной задачи.

3. Литература: ЛЗ с. 170 - 175, Л7 с. 363 - 371, Л8 с. 219 - 221.

Вариант 8

Модель распределения памяти перемещаемыми разделами

1. Исходные данные:

• объем оперативной памяти - 256 Мбайт;

• количество разделов - до 10;

• очередь задач - общая;

• размер задачи - случайный - от 30 до 100 Мбайт;

• количество задач в очереди -20.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

состояние памяти после поступления очередной задачи.

3. Литература: ЛЗ с. 170 - 175, Л7 с. 363 - 371, Л8 с. 219 - 221.

Вариант 9

Модель алгоритма замены страниц

1. Исходные данные:

• объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) - 5 страниц;

• количество различных страниц - 16;

• последовательность обращения к страницам - задана;

• алгоритм замены - дольше всех неиспользовавшаяся страница (LRU).

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• состояние памяти после поступления очередной страницы;

• число страничных прерываний.

3. Литература: Л2 с. 163 - 166, ЛЗ с. 178 - 196, Л7 с. 415 - 421, Л8 с. 245 - 257.

Вариант 10

Модель алгоритма замены страниц

1. Исходные данные:

• объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) - 4 страницы;

• количество различных страниц - 16;

• последовательность обращения к страницам - задана;

• алгоритм замены - «первым вошел - первым вышел» (FIFO).

2. Результат работы модели должны включать в себя:

• состояние памяти после поступления очередной страницы;

• число страничных прерываний.

3. Литература: Л2 с. 163- 166, ЛЗ с. 178 - 196, Л7 с. 415 - 421, Л8 с. 245-257.

Вариант 11

Модель алгоритма замены страниц

1. Исходные данные:

• объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) - 4 страницы;

• количество различных страниц – 16;

• последовательность обращения к страницам – задана;

• алгоритм замены - «часовой».

2. Результаты работы модели должны включать:

• состояние памяти после поступления очередной страницы;

• число страничных прерываний решаемой задачи в структурной организации операционной системы.

3. Литература: Л2 с. 163 - 166, ЛЗ с. 178 - 196, Л7 с. 415 - 421, Л8 с. 245 - 257.

Вариант 12

Модель алгоритма замены страниц

1. Исходные данные:

• объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) - 4 страницы;

• количество различных страниц - 16;

• последовательность обращения к страницам - задана;

• алгоритм замены - «вторая попытка».

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• состояние памяти после поступления очередной страницы;

• число страничных прерываний.

3. Литература: Л2 с. 163- 166, ЛЗ с. 178- 196, Л7 с. 415 - 421, Л8 с. 245 – 257.

Вариант 13

Модель алгоритма замены страниц

1. Исходные данные:

• объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) – 3 страницы;

• количество различных страниц - 16;

• последовательность обращения к страницам - задана;

• алгоритм замены - «не использовавшаяся в последнее время» (NRU).

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• состояние памяти после поступления очередной страницы;

• число страничных прерываний.

3. Литература: Л2 с. 163 - 166, ЛЗ с. 178 - 196, Л7 с. 415 - 421, Л8 с. 245 - 257.

Вариант 14

Модель алгоритма планирования потоков, основанного на квантования

1. Исходные данные:

• две фиксированные очереди потоков разного приоритета с заданным временем выполнения;

• фиксированная величина кванта процессорного времени;

• количество процессоров - 1;

• циклическое выделение квантов потокам с учетом приоритета.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

среднее время выполнения потоков каждого приоритета.

3. Литература: Л2 с. 93 - 100, ЛЗ с. 110 - 113, Л7 с. 465 - 475, 499- 505, Л8 с. 157 – 170.

Вариант 15

Модель алгоритма планирования потоков, основанного на квантовании

1. Исходные данные:

• фиксированная единая очередь потоков с заданным временем выполнения;

• фиксированная величина кванта процессорного времени;

• количество процессоров - 1;

• кратчайшая задача - первая.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

среднее время выполнения коротких и длинных потоков.

3. Литература: Л2 с. 93 - 100, ЛЗ с. 110 - 113, Л7 с. 465 - 475, 499 - 503, Л8 с. 157 - 170.

Вариант 16

Модель алгоритма планирования потоков, основанного на квантовании

1. Исходные данные:

• фиксированная единая очередь потоков с заданным временем выполнения;

• фиксированная величина кванта процессорного времени;

• количество процессоров - 2;

• циклическое выделение квантов потокам (круговое планирование).

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

среднее время выполнения потоков.

3. Литература: Л2 с. 93 - 100, ЛЗ с. 110 - 113, Л7 с. 465 - 475, 499 - 503, Л8 с. 157 - 170.

Вариант 17

Модель алгоритма планирования потоков, основанного на квантовании

1. Исходные данные:

• две фиксированных очереди потоков с заданным временем выполнения и раз­ного приоритета;

• фиксированная величина кванта процессорного времени;

• количество процессоров - 2;

• первыми обрабатываются задачи высшего приоритета;

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

среднее время выполнения потоков разного приоритета.

3. Литература: Л2 с. 93 - 100, ЛЗ с. 110 - 113, Л7 с. 465 - 475, 499 - 503, Л8 с. 157 - 170.

Вариант 18

Модель синхронизации потоков

1. Исходные данные:

• две программы, работающие с файлом в режиме разделения;

• первая программа записывает в файл произвольную информацию (по выбору исполнителя) в определенном количестве записей, после чего разрешает к файлу второй программе;

• вторая программа удаляет записи, после чего разрешает доступ к файлу первой программе.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

печать содержимого файла обеими программами с временными отметками.

4. Литература: ЛЗ с. 148 - 150, Л4 с. 369 - 381, Л7 с. 267 – 279, Л8 с. 127-132.

Вариант 19

Модель графа ресурсов и процессов

1. Исходные данные:

• в системе имеется N типов единичных ресурсов (N <= 10);

• количество процессов, претендующих на ресурсы, - М (М <= 10);

• исходное состояние характеризуется некоторым распределением и запросами на ресурсы.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• граф текущего состояния ресурсов и процессов;

• выделение цикла в графе, если он есть.

3. Литература: Л2 с. 118 - 120, Л7 с. 328 - 334, Л8 с. 193 - 196, Л9 с. 400 - 408.

Вариант 20

Модель обнаружения блокировок при наличии нескольких ресурсов каждого типа

1. Исходные данные:

• в системе имеется М типов разделяемых ресурсов (М <= 10);

• количество процессов, претендующих на ресурсы, N (N <= 10);

• исходное состояние характеризуется некоторым распределением и запросами на ресурсы.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• матрицу текущего распределения ресурсов;

• матрицу текущих запросов процессов на ресурсы;

• решение для текущего состояния (есть ту пик или нет, запускать новый процесс или нет).

3. Литература: ЛЗ с. 150 - 153, Л7 с. 328 - 334, Л8 с. 196 - 199.

Вариант 21

Модель стека

1. Исходные данные:

• стек списковой структуры;

• перечень операций со стеком: создание, включение элемента, выборка элемента, извлечение данных, уничтожение.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• меню с перечнем всех операций над стеком;

• печать содержимого стека решаемой задачи в структурной организации операционной системы.

3. Литература: Л7 с. 76 - 78, Л9 с. 89 - 96.

Вариант 22

Модель стека

1. Исходные данные:

• стек векторной структуры;

• перечень операций со стеком: создание, включение элемента, выборка элемента, извлечение данных, уничтожение.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• меню с перечнем всех операций над стеком;

• печать содержимого стека.

3. Литература: Л7 с. 76 - 78, Л9 с. 89 - 96.

Вариант 23

Модель очереди

1. Исходные данные:

• очередь векторной структуры;

• перечень операций с очередью: создание и освобождение, включение в очередь нового элемента, выборка элемента из очереди;

• дисциплина очереди - FIFO (добавление в конец очереди, выборка из головы очереди).

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• меню с перечнем всех операций над очередью;

• печать содержимого очереди.

3. Литература: Л7 с. 499 - 503, Л9 с. 115 - 122.

Вариант 24

Модель очереди

1. Исходные данные:

• очередь списковой структуры;

• перечень операций с очередью: создание и освобождение, включение в очередь нового элемента, выборка элемента из очереди;

• дисциплина очереди - FIFO (добавление в конец очереди, выборка из головы очереди).

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• меню с перечнем всех операций над очередью;

• печать содержимого очереди.

3. Литература: ЛЗ с. 106 - 107, Л7 с. 499 - 503, Л9 с. 115 - 122.

Вариант 25

Модель очереди

1. Исходные данные:

• очередь векторной структуры с динамической памятью;

• перечень операций с очередью: создание и освобождение, включение в очередь нового элемента, выборка элемента из очереди;

• дисциплина очереди - FIFO (добавление в конец очереди, выборка из головы).

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• меню с перечнем всех операций над очередью;

• печать содержимого очереди.

3. Литература: Л7 с. 499 - 503, Л9 с. 115 - 122.

Вариант 26

Модель решения проблемы блокировок для произвольного числа процессов

1. Исходные данные:

• в системе имеется М типов ресурсов;

• количество процессов, претендующих на ресурсы, также равно М;

• для работы процесса необходимо два определенных ресурса;

• проблема синхронизации представляется классической проблемой философов».

2. Результаты работы модели должны показать:

• беступиковое выполнение процессов путем анализа программы;

• решение для текущего состояния (есть тупик или нет, запускать новый процесс или нет).

3. Литература: ЛЗ с. 150 - 153, Л6 с. 227 - 239, Л8 с. 150 - 153.

Вариант 27

Модель решения проблемы блокировок при доступе к базе данных

1. Исходные данные:

• количество процессов, претендующих на ресурсы, равно М;

• разрешается одновременное чтение всем процессам;

• разрешается запись только для одного процесса;

• при записи доступ для остальных процессов должен быть прекращен;

• проблема синхронизации представляется классической проблемой «читателей и писателей».

2. Результаты работы модели должны показать:

• беступиковое выполнение процессов путем анализа программы;

• решение для текущего состояния (есть тупик или нет, запускать новый процесс или нет).

3. Литература: ЛЗ с. 150 - 153, Л6 с. 227 - 239, Л7 с. 273 - 278, Л8 с. 153 - 154.

Вариант 28

Модель решения проблемы межпроцессного взаимодействия

1. Исходные данные:

• количество процессов, претендующих на обслуживание, произвольное;

• одновременно обслуживается только один процесс;

• число ожидающих процессов не более n;

• проблема синхронизации представляется классической проблемой «спящего брадобрея».

2. Результаты работы модели должны показать:

• бесконфликтное выполнение процессов путем анализа программы решаемой задачи в структурной организации операционной системы,

3. Литература: Л8 с. 155 - 157, Л6 с. 227 - 239.

Вариант 29

Модель дискового планирования № 1

1. Исходные данные:

• количество цилиндров диска - 1024;

• стартовый цилиндр - 500;

• поступление запросов к дорожкам - случайное (генерировать датчиком случайных чисел)

• среднее время поиска цилиндра - 10 мс;

• скорость вращения - 7200 об/мин;

• дорожка имеет 500 секторов;

• производится чтение файла размером 1 Мбайт;

• дисциплина обслуживания запросов - FIFO.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• график перемещения головок по цилиндрам;

• количество пересеченных дорожек;

• среднее время чтения файла;

• среднее время поиска файла.

3. Литература: Л7 с. 560 - 568, Л8 с. 357 - 360.

Вариант 30

Модель дискового планирования № 2

1. Исходные данные:

• количество цилиндров диска - 1024;

• стартовый цилиндр - 500;

• поступление запросов к дорожкам - случайное (генерировать датчиком случайных чисел);

• среднее время поиска цилиндра - 10 мс;

• скорость вращения - 7200 об/мин;

• дорожка имеет 500 секторов;

• производится чтение файла размером 1 Мбайт;

• дисциплина обслуживания запросов - LIFO.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• график перемещения головок по цилиндрам;

• количество пересеченных дорожек;

• среднее время чтения файла;

• средняя продолжительность поиска файла.

3. Литература: Л7 с. 560 - 568, Л8 с. 357 - 360.

Вариант 31

Модель дискового планирования № 3

1. Исходные данные:

• количество цилиндров диска - 1024;

• стартовый цилиндр - 500;

• поступление запросов к дорожкам - случайное (генерировать датчиком случайных чисел)

• среднее время поиска цилиндра - 10 мс;

• скорость вращения - 7200 об/мин;

• дорожка имеет 500 секторов;

• производится чтение файла размером 1 Мбайт;

• дисциплина обслуживания запросов - RSS.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• график перемещения головок по цилиндрам;

• количество пересеченных дорожек;

• среднее время чтения файла;

• среднее время поиска файла.

3. Литература: Л7 с. 560 - 568, Л8 с. 357 - 360.

Вариант 32

Модель дискового планирования № 4

1. Исходные данные:

• количество цилиндров диска - 1024;

• стартовый цилиндр - 500;

• поступление запросов к дорожкам - случайное (генерировать датчиком случайных чисел);

• среднее время поиска цилиндра - 10 мс;

• скорость вращения - 7200 об/мин;

• дорожка имеет 500 секторов;

• производится чтение файла размером 1 Мбайт;

• дисциплина обслуживания запросов - PRI.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• график перемещения головок по цилиндрам;

• количество пересеченных дорожек;

• среднее время чтения файла;

• средняя продолжительность поиска файла.

3. Литература: Л7 с. 560 - 568, Л8 с. 357 - 360.

Вариант 33

Модель алгоритма замены страниц

1. Исходные данные:

• объем области замещения оперативной памяти (резидентное множество) - 4 страницы;

• количество различных страниц - 6;

• последовательность обращения к страницам - задана;

• алгоритм замены - «часовой с двумя стрелками».

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• состояние памяти после поступления очередной страницы;

• число страничных прерываний.

3. Литература: ЛЗ с. 178 - 196, Л7 с. 415 - 421,-136 137, Л8 с. 245 – 257.

Вариант 34

Модель взаимоисключения для двух процессов

1. Исходные данные:

• процессы имеют критические разделы;

• известно четыре варианта, не дающие полного решения проблемы;

• предлагается алгоритм Деккера.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• доказательство правильности алгоритма Деккера.

3. Литература: Л7 с. 257 - 262, Л8 с. 127 - 132.

Вариант 35

Модель взаимоисключения процессов