注射机仿真系统软件设计与开发论文
注射机仿真系统软件设计与开发论文
摘要：文章介绍了注塑机的发展历史，及将注塑系统与虚拟制造技术相结合，采用OpenGL建立图形控制平台，3D数字化技术、多传感交互技术以及高分辨显示的科学可视化技术。通过生成三维逼真的虚拟场景，使用户与场景进行实时交互，感知和操作虚拟的注射机。
一、注塑机综述
（一）注塑机的原理
现以XS—ZY—250A型注塑机液压系统为例介绍注塑机的原理。该注塑机采用了液压—机械式合模机构。合模液压缸通过对称五连杆机构推动模板进行开模和合模。连杆机构具有增力和自锁作用，依靠连杆弹性变形所产生的预紧力来保证所需的合模力。系统通过比例阀对多级压力（指开合模、注射座前移、注射、顶出、螺杆后退时的压力）和速度（指开合模、注射时的速度）的控制，油路简单，使用阀少、效率高，压力及速度变换时冲击小，噪声低，能实现远程控制和程控，也为实现计算机控制创造了条件。注射过程主要分为如下几个过程：合模–注射座前进–注射–保压–预塑–注射座后退–开模–顶出–螺杆后退。
（二）注塑机的发展
从注塑机出现起，大多数的中小型注塑机锁模力只达到1000～5000kN，注射量达到50～2000g。到七十年代末期，工程塑料取得了飞速的发展，特别是在宇航、汽车、机械、船舶以及大型家用电器方面的广泛应用，使大型注塑机的发展取得了巨大的进步，其中美国最为明显。在1980年全美国市场上大约有140多台10000kN以上锁模力的大型注塑机，到了1985年增加到500多台。目前，当今
世界最大的注塑机是由日本名机公司制造的，其锁模力达到12万kN，注射量达到92kg。但是当前国内外尚无注塑机仿真系统软件的
开发与设计，只是单纯的注塑机优化设计，在教学与培训中只能有
昂贵的注塑机实体来进行。在注塑机仿真系统软件开发与设计领域，现在处于一片空白，塑料注射成型过程仿真集成系统是注射成形
CAE软件用来模拟、分析、优化和验证塑料零件和模具设计。所以
此软件的开发与设计具有广阔的前景。
（三）注塑机现状
注塑机是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。由于塑料制品广泛应用于各个邻域，使得注塑机和注塑模具的应用也越来越广泛。注塑加工过程是
一个周期性的生产过程，现代化的注塑机械大都采用计算机控制，
自动化程度高，机械设备费用昂贵，一套精密模具动辄耗费数十万元，而且实际生产中有高温、高压的工作环境，因而对生产线的操
作人员有严格要求。
不恰当的误操作，不仅会损坏机械设备和模具，为企业带来巨大的经济损失，同时也会危害到操作人员的身体健康，因而对注塑机
械的操作人员一定要进行严格的培训。传统的注塑机操作培训必须
在实际机床上进行，这既占有了设备加工时间，又具有风险。因此，要使学生了解注塑成型机的结构、操作流程和工艺过程，到实际的
注塑成型机上实习是不太现实的。
二、注塑机仿真软件的介绍
（一）基本思路及创新点
基本思路：该选题将注塑系统与虚拟制造技术相结合，采用OpenGL建立图形控制平台，采用3D数字化技术、多传感交互技术
以及高分辨显示的科学可视化技术。通过生成三维逼真的虚拟场景，使用户与场景进行实时交互，感知和操作虚拟注射机。
创新点：研制开发出能模拟真实操作环境的虚拟注塑成型系统。该系统将多媒体技术与程序控制技术相结合，运用三维软件建立注
塑机和注塑模具的三维模型，运用动画制作软件制作注塑成型过程
的各个动画，采用程序控制技术，控制三维场景的加载和动画的显示。该系统能使学生与场景进行实时交互、感知和操作注塑机和模具，让学生在虚拟环境中动手去做实验。软件本身具有开放性、可
移植性，操作简单易学，可以为广大高校、培训机构及注塑成型相
关企业所接受。
（二）科学先进性
现有技术中关于注塑机这一领域，只有注塑机实体，尚无注塑机仿真系统软件。本项目基于虚拟现实技术的注射机仿真软件，可用
于注塑机和注塑模具的教学、注塑机操作培训、注塑系统远程培训
等多个方面。
该软件采用OpenGL建立图形控制平台，分别构造了基础数据库、场景数据库、显示驱动库、仿真展示库等模块。系统设计与实现中
将操作面板、逻辑控制器、模型控制器和图形平台分为相对独立的
模块。
该软件可以进行功能演示与模拟操作。功能演示主要以动画播放、声音解说与文字介绍三者结合的形式，介绍卧式螺杆注射机的结构
装置、工作周期、工作原理以及操作过程。操作功能主要进行注射
机合模、注射、射座、顶出、调模整个工作过程的仿真。仿真效果
可以达到比较高的水平，在注射机的仿真过程中，不仅可以实现基
本的图形操作：平移、旋转、缩放和选择，还可以隐藏注射机部分
部件，使学生可以更好地观察注射机的内部构造。运用该软件，学
生不仅可以更加直观清楚地掌握注射机的结构原理及其基本的操作
过程，还可以在软件上进行注射机的'模拟操作，加深对注射机操作
的理解与记忆，方便教师的教学。
三、注塑机仿真软件使用说明及技术特点
（一）使用说明
该软件可以进行功能演示与模拟操作。功能演示主要以动画播放、声音解说与文字介绍三者结合的形式，介绍卧式螺杆注射机的结构
装置、工作周期、工作原理以及操作过程。操作功能主要进行注射
机合模、注射、射座、顶出、调模整个工作过程的仿真。
仿真效果可以达到比较高的水平，在注射机的仿真过程中，不仅可以实现基本的图形操作：平移、旋转、缩放和选择，还可以隐藏
注射机部分部件，使学生可以更好地观察注射机的内部构造。
（二）技术特点
该软件采用OpenGL建立图形控制平台，分别构造了基础数据库、场景数据库、显示驱动库、仿真展示库等模块。系统设计与实现中
将操作面板、逻辑控制器、模型控制器和图形平台分为相对独立的
模块。
四、注塑机仿真软件设计路线
1、首先对现实世界的注射机进行深入的了解，掌握其基本的构
成和工作原理以及其应用方法，为软件的实现打下基础。
2、选取HDX50型卧式注射机通过solidworks进行三维建模，初步模拟其工作状态，并将其转化为STL格式，进行网格优化后作为
之后场景数据库设计的基础。
3、通过需求分析将软件系统进行模块化设计。拟定四大模块：
主界面模块、操作面板模块、控制器模块、展示平台模块。
4、着手软件数据库设计，根据需求进行以下几个方面的设计：
基础数据库、场景数据库、显示驱动库、仿真展示库。其中基础数
据库定义一系列基础数据库，包括颜色类，图形基础类（HsghObject）；场景数据库提供场景的构建，组织场景中的节点，并对其进行操作等功能；显示驱动库主要提供视点处理、显示驱动，材质渲染，图形处理等功能；仿真展示库是一个封装了将场景展方
法的类，实现注射机运动动画仿真。
5、具体设计模块，设计好各模块之间的接口。使各模块的功能
能得以实现。
6、进行软件测试，并针对测试结果对软件进行优化，基本上完
成注射机仿真系统软件的设计与开发。
五、注塑机仿真软件应用前景
由于塑料制品广泛应用于各个邻域，使得注塑机和注塑模具的应用也越来越广泛。注塑加工过程是一个周期性的生产过程，现代化
的注塑机械大都采用计算机控制，自动化程度高，机械设备费用昂贵，一套精密模具动辄耗费数十万元，而且实际生产中有高温、高
压的工作环境，因而对生产线的操作人员有严格要求。不恰当的误
操作，不仅会损坏机械设备和模具，为企业带来巨大的经济损失，
同时也会危害到操作人员的身体健康，因而对注塑机械的操作人员
一定要进行严格的培训。传统的注塑机操作培训必须在实际机床上
进行，这既占有了设备加工时间，又具有风险。因此，要使学生了
解注塑成型机的结构、操作流程和工艺过程，到实际的注塑成型机
上实习是不太现实的。
该软件是基于虚拟现实技术的注射机仿真软件，可用于注塑机和注塑模具的教学、注塑机操作培训、注塑系统远程培训等多个方面。采用计算机虚拟注塑成型系统进行学习和培训，可以建立一个感性
认识和理性认识相统一的实验环境，给学生以逼真的体验，能够在
虚拟环境中动手去做实验，增加感性认识。这样不仅可以大幅度降
低学习或培训的成本，缩短学习时间，还能消除安全隐患，使教学
和培训工作变得安全可靠。因此，这是一个十分重要且具有广阔前
景的研究课题。
参考文献
[1]李德群.模具企业数字制造技术的现状与发展[J].CAD/CAM与
制造业信息化，2003.
[2]刘志坚.基于KBE的冲压工艺设计系统的研究与开发[D].华中科技大学，2005.
[3]李德群.国内外注塑模CAD/CAE/CAM发展概况[J].模具工业，1994，(9).
[4]李德群.现代塑料注射成型的原理、方法与应用[M].上海交通大学出版社，2005.
题目1 连续动态内存管理模拟实现 1.1 题目的主要研究内容及预期达到的目标 （1）针对操作系统中内存管理相关理论进行设计，编写程序并进行测试，该程序管理一块虚拟内存。重点分析三种连续动态内存分配算法，即首次适应算法、循环首次适应算法和最佳适应算法。 （2）实现内存分配和回收功能。 1.2 题目研究的工作基础或实验条件 （1）硬件环境：PC机 （2）软件环境：Windows XP，Visual C++ 6.0 1.3 设计思想 首次适应算法的实现：从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法的目的在于减少查找时间。为适应这种算法，空闲分区表中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。该算法优先使用低址部分空闲区，在低址空间造成许多小的空闲区，在高址空间保留大的空闲区。 循环首次适应算法的实现：在分配内存空间时，不再每次从表头开始查找，而是从上次找到空闲区的下一个空闲开始查找，直到找到第一个能满足要求的的空闲区为止，并从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。该算法能使内存中的空闲区分布得较均匀。 最佳适应算法的实现：从全部空闲区中找到能满足作业要求的、且最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。为适应此算法，空闲分区表中的空闲分区要按从小到大进行排序，从表头开始查找第一个满足要求的自由分配。 1.4 流程图 内存分配流程图，如图1-1所示。
图1-1 内存分配流程图内存回收流程图，如1-2所示。
图1-2 内存回收流程图 1.5 主要程序代码 （1）分配内存 void allocate(char z,float l) { int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i 课程设计报告 2015～2016学年第一学期 操作系统综合实践课程设计 实习类别课程设计 学生姓名李旋 专业软件工程 学号130521105 指导教师崔广才、祝勇 学院计算机科学技术学院 二〇一六年一月 - 1 - - 2 - 一、概述 一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX 的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下： 本次课程设计是要实现一个简单的模拟Linux文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(20MB)作为文件存储器，并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式)，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。 二、设计的基本概念和原理 2.1 设计任务 多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login 用户登录 logout 退出当前用户 dir 列文件目录 creat 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 - 3 - read 读文件 write 写文件 mkdir 创建目录 ch 改变文件目录 rd 删除目录树 format 格式化文件系统 Exit 退出文件系统 2.2设计要求 1) 多用户：usr1,usr2,usr3,……,usr8 (1-8个用户) 2) 多级目录：可有多级子目录； 3) 具有login (用户登录)4) 系统初始化（建文件卷、提供登录模块） 5) 文件的创建：create (用命令行来实现)6) 文件的打开：open 7) 文件的读：read8) 文件的写：write 9) 文件关闭：close10) 删除文件：delete 11) 创建目录（建立子目录）：mkdir12) 改变当前目录：cd 13) 列出文件目录：dir14) 退出：logout 新增加的功能： 15) 删除目录树：rd 16) 格式化文件系统：format 2.3算法的总体思想 - 4 - 第一章知识点 1.说明分布式系统相对于集中式系统的优点和缺点。从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力是什么？ 2.多处理机系统和多计算机系统有什么不同？ 3.真正的分布式操作系统的主要特点是什么？ 4.分布式系统的透明性包括哪几个方面，并解释透明性问题对系统和用户的重要性。 5.在分布式操作系统中，为什么采用微内核技术，通常微内核提供哪些服务？ 第二章知识点 6.客户-服务器模式的主要思想及优点。 7.客户为了发送消息给服务器，它必须知道服务器的地址。试给出服务器进程编址的几种方法，并说明如何定位进程。 8.对于接收消息Receive原语，为什么需要缓存, 缓存的作用是什么? 9.说明在C/S模式下解决消息可靠传输的三种方法? 10.说明RPC的主要思想及RPC调用的主要步骤。（远程过程调用函数sum(4,7)为例说明） 11.在RPC调用时，如果服务器或客户机崩溃了，各有哪些解决方法。 12.RPC信包发送可采用爆发协议，但是会产生超限错误(overrun error)，给出解决办法。 13.一个影响RPC执行时间的问题是消息的拷贝问题，试说明在那些环节需要拷贝，并说明减少拷贝次数的方法。 14.在组通信中，给出组编址的的三种方式。 15.用组通信方式时，举例说明消息顺序的重要性，并说明解决方法说明。 第三章知识点 16.实现分布式系统同步的复杂性表现在哪几个方面？说明先发生关系，并说明在LAMPORT算法中怎样给事件分配时间。 17.有三个进程分别运行在不同的机器上，每个机器都有自己的时钟并以不同且不变的速率工作（进程1的时钟嘀嗒了6下时，进程2的时钟嘀嗒了8下，而进程3的时钟嘀嗒了10下）。举例说明进程之间消息传递中违反先发生关系的情况，并说明如何用Lamport方法解决。 18.说明RICART和AGRAW ALE分布式互斥算法；假定A和B是相互独立的两个临界区，进程0要进入A，进程1要进入B，R-A分布式互斥算法会导致死锁吗？说明理由。 19.许多分布式算法需要一个协调者，叙述欺负选举算法。 20.举例说明用私有工作空间实现事务处理时的基本思想。 21.说明在分布式系统中实现原子性提交的两阶段提交协议的基本思想及其优点。 22.举例说明为什么使用集中式的死锁检测算法会产生假死锁，并给出一种解决办法。 23.举例说明分布式死锁检测方法Chandy-Misra-Has算法的思想以及如何解除死锁。 24.说明wait-die和wound-wait分布式死锁预防方法。事务时间戳为50的进程申请事务时间戳为100的进程占用的资源。按以上两种策略，结果会如何? 第四章. 知识点 25、叙述实现线程包的方法及其优缺点。 26、说明发送者发起的分布式启发算法和接收者发起的分布式启发算法及各自的主要缺点。 27、说明主机后备容错方法的主要思想，在主机崩溃后存在的问题及解决方法。 28、多处理机系统中，fail-silent类型和Byzantine类型处理机错误各需要至少多少个处理机才能满足要求？说明理由。 29、举例说明Lamport等人提出的算法是如何解决Byzantine将军问题的。 一引言 1.1实验的性质、目的和任务 1.1.1性质 操作系统是计算机专业的核心系统，此课程设计用于模拟操作系统的实现。操作系统对计算机系统资源实施管理，是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口，所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。要掌握操作系统的基本概念、基本原理、设计方法和实现技术，具有初步分析实际操作系统的能力，为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础。 1.1.2任务 模拟采用多道程序设计方法的单用户操作系统，该操作系统包括四部分内容：文件管理和用户接口、存储管理、设备管理、进程管理。 1.1.3目的 通过模拟操作系统原理的实现，加深对操作系统工作原理和操作系统实现方法的理解；通过模拟操作系统原理的实现练习编程，进一步了解操作系统的实现方法；练习合作完成系统的团队精神和提高程序设计能力。 1.2实验要求和实验意义 实现对操作系统的模拟，具体是在采用文件分配表的基础上实现单用户的磁盘文件管理部分和用户接口；加深对操作系统的工作原理和实现方式的理解，提高动手实践的能力。 1.3论文结构安排 本论文主要内容：引言、系统分析与设计、系统实现、结束语、参考文献。 二系统分析与设计 2.1系统要求 模拟采用多道程序设计方法的单用户操作系统，该操作系统包括四部分内容：文件管理和用户接口、存储管理、设备管理、进程管理。 2.2主要模块 2.2.1文件模块 2.2.1.1文件模块的定义 文件是在逻辑上具有完整意义的信息组合，它有一个名字做标识符。一个文件必须要有一个文件名，用户利用文件名来访问文件。文件名通常由一串字符构成，名字的长度因系统而异。文件系统具有5大功能：完成文件存储空间的管理，实现文件名到物理地址的映射，实现文件和目录的操作管理，提供文件共享能力和安全可靠措施，文件系统向用户提供了有关文件和目录操作的接口。 2.2.1.2文件的逻辑结构 文件的逻辑结构采用流式结构，流式文件指文件内的数据不再组成记录，只是一串的信息组合，字符是构成文件的基本单位，这种文件常常按长度来读取所需信息。 文件的内容均采用文本文件，系统中有两种文件：一种是存放任意字符的文件；一种是可执行文件：可执行文件的内容就是系统内进程的程序体。 2.2.1.3文件的物理结构 实验中采用显示链接的物理文件结构，把磁盘中每一块的指针部分提出来，组织在一起，形成文件分配表（FAT表）。一个磁盘仅设置一张文件分配表，磁盘有多少块，文件分配表就有多少项，若文件的一个磁盘块号为i，则这个文件的下一个磁盘的块号应该记录在文件分配表的第i项。 2.2.1.4磁盘模拟 用一个文件C模拟磁盘，磁盘的每个盘块64字节，模拟磁盘共有128块。第0，1块存放文件分配表，第2块存放根目录，其余存放子目录和文件。 2.2.1.5目录结构 目录结构采用树形目录结构。 目录项内容（8个字节） 目录名，文件名：2个字节； 扩展名：2个字节（目录没有扩展名）。 浅谈操作系统 摘要 随着科学技术的不断发展与创新，计算机得到了广泛的普及和应用，同时计算机的操作系统也在不断的发展和完善当中。21世纪是信息的时代，最重要的体现就是计算机技术的广泛应用及发展，操作系统作为计算机系统的基础是管理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统，本文主要是通过对操作系统及其发展情况来进行分析，了解计算机操作系统发展的基本情况，阐述未来操作系统的发展趋势，从而促进计算机技术的不断的进步。 关键词：计算机；操作系统；发展； 一、计算机操作系统的发展史 操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。操作系统所处位置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。 原始的操作系统主要是从批次模式开始，然后逐渐的发展到分时机制的模式，后来由于多处理器时代的到来，整个操作系统也逐渐有多处理器的协调功能，继而出现了分布式的系统。操作系统主要发展可分为四个阶段：纯手工操作阶段、批次处理阶段、多道程序系统阶 段及现代操作系统阶段。整个系统的发展主要面临着技术上的难题，主要体现的是计算机硬件技术的发展限制了软件的发展和操作系统的不稳定性。 二、计算机中常用的操作系统 计算机操作系统作为计算机系统的基础是管理电脑软硬件系统的程序。计算机系统的种类多，经常是通过应用领域来划分的，其中应用程序主要是包括桌面、服务器、主机以及嵌入几个应用领域的操作系统。常用的操作系统分类如下。 1.Windows系统 Windows系统作为计算机内较为常见的操作系统，在人们的日常生活和学习中都应用的较为普遍，Windows系统作为现代最为流行的操作系统，其在技术方面也是非常成熟的。目前最新版本的Windows 操作系统为Windows10。 2.UNIX系统 UNIX系统有自身较为统一的实施标准和认证规范，并且利用该规范，还可以对UNXI系统进行程序的移植，并且促进了UNIX的发展及应用程序的开发，UNXI已经开始作为大型机器、网络服务器及工作中的主流操作系统，并且其自身的发展还在一定的程度上推动了Linux等开源UNIX类操作系统的发展。 3.Linux系统 Linux系统是在UNIX的基础上进行发展的，其开源模式的软件环境极其价值越来越受到社会，并且其软件的运行环境及其价值越来 操作系统课程设计报告 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级： 13软件工程1班 提交时间： 2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统： WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 操 作 系 统 发 展 过 程 论 文 操作系统的发展 摘要：现在社会，操作系统进入了社会生活的各个方面, 涉及大型计算机、个人计算机、移动便携设备、其他自动化设备等各个层次的应用领域。操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统的重要组成部分，是一个重要的系统软件，它负责管理计算机系统的硬、软件资源和整个计算机的工作流程，协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。电子计算机诞生以来, 计算机操作系统的研究取得了长足进展。在几十年的发展历程中, 各种操作系统应运而生,面对外国商业软件在中国的事实垄断, 重新审视中国基础软件发展战略、配套政策和实施方法已经到了刻不容缓的地步。 本文主要以计算机操作系统的发展过程为核心地位同时对它的技术变革作出了分析,同时对算机操作系统的功能,发展和分类做了简单的分析和阐述。 关键词：操作系统发展现状问题新技术 引言 操作系统是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。 操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。 目录 （一）、操作系统的简单介绍 （二）、操作系统的发展 （三）、操作系统新技术 （四）、操作系统发展现状 （五）、结语 （一）、操作系统的基本介绍 操作系统的功能： 上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称：编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名：杜志豪.学号： 班级： 2012053班 . 同组姓名：孙嘉轶 课程设计时间：—— 评语： 成绩： 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1．2 使用算法分析： (4) 1． FIFO算法（先进先出淘汰算法） (4) 1． LRU算法（最久未使用淘汰算法） (5) 1. OPT算法（最佳淘汰算法） (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) ．1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27) 六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N 块内存（N 海南大学 毕业论文（设计） 题目：分析linux操作系统与Windows操作系统的区别 学号： 姓名： 年级： 学院： 系别： 专业： 指导教师： 完成日期：年月日 摘要 本文通过对Linux操作系统和Windows操作系统各自的发展特点与发展环境的比较，分析出windows与Linux的本质差别与存在此差别的根本原因。 通过二者内在特点及组成浅述，对两种操作系统做了权限、费用、读取、命令、弹性化与刻板化、安全稳定等方面的差异性对windows与Linux进行比较。 在硬件支持支持、购买能力、安装难易、占用内存、设备驱动、性能、稳定能力、编程、网络、安全、创新等10方面对windows与Linux做了优劣势的简单比较。 通过对windows与Linux更见详细的优劣势比较，以此对Linux与Windows 操作系统的区别做出了详细而具体的分析与论述。 借鉴以上分析结果，对不同人群、领域使用windows与Linux的优势劣势进行阐述，得出windows更适合初学者及工作需求低的人，而Linux更适合计算机高手及计算机专业人士使用。 关键词：Linux、Windows、操作系统、区别、开放源代码、稳定性。 Abstract Based on the Linux operating system and Windows operating system features and development of their own development environment, comparison and analysis of the nature of the differences between windows and Linux and the root cause of this difference exists.By the inherent characteristics and composition of both light above, made on the two operating systems permission, expenses, read, order, flexible and stereotypical, security and stability of the difference compared to the windows and Linux.Support in hardware support, purchasing power, ease of installation, take up memory, device drivers, performance, stability, capacity, programming, networking, security, innovation and other aspects of windows 10 and Linux do a simple comparison of the advantages and disadvantages. Through the windows and Linux even more detailed comparative advantages and disadvantages, in order for Linux and Windows operating systems to make the difference between a detailed and specific analysis and discussion.Learn from the above analysis, the different groups, areas of the advantages of using windows and Linux described disadvantages, more suitable for beginners to come and work windows of low demand, while Linux is more suitable for computer experts and computer professionals. Keywords: Linux; Windows; operating system; different;open source;stability. 姓名：慕永利 班级：软件11-2班 学号：23号 日期：2013年11月1日 摘要 在操作系统中引入线程，能够减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性。 线程是进程的一个实体，是独立调度和分配的基本单位。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看作多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分。 总而言之，线程是进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体。 关键字：OS（操作系统），ＴＣＢ（线程控制块），进程，线程 目录 1 引言 (4) 1.1 线程问题的引入 (4) 1.2 线程和进程的比较 (4) ２线程理论基础 (5) ２.１线程属性 (5) ２.２线程的状态 (5) ２.３线程的创建和终止 (6) ２.４线程之间的同步和通信 (6) ２.５线程的实现方式 (6) ３线程新技术（超线程技术） (6) 参考文献 (7) 1 引言 1.1线程问题的引入 在早期OS中一直以进程作为能拥有资源和独立运行的基本单位，现在可以有比进程更小的独立运行的基本单位线程。可以用它来提高系统内程序并发执行的程度，从而进一步提高系统的吞吐量。由于近年来多处理及系统得到迅猛发张，线程能比进程更好的提高程序的并发执行程度，充分地发挥多处理机的优越性，所以在多处理机OS中引入线程能够改善OS的性能。 1.2 线程和进程的比较 线程具有许多传统进程所具有的特性，所以又称为轻型进程或进程元，相应的把传统进程称为重型进程，传统进程相当于只有一个线程任务。在引入了线程的OS中通常一个进程都拥有若干个线程，至少也有一个线程。下面我们从调度性、并发性、系统开销和拥有资源等方面对线程和进程进行比较：（１）调度 在传统的操作系统中，作为拥有资源的基本单位和独立调度、分派 的基本单位都是进程。而在引入线程的操作系统中，则把线程作为 调度和分派的基本单位，而进程作为资源拥有的基本单位。把传统 进程的俩个属性分开，使线程基本上不拥有资源，这样线程就能轻 装前行，从而显著的提高系统的并发程度。在同一进程中，线程的 切换不会引起进程的切换，但从一个进程中的线程切换到另一个进 程中的线程时，将会引起进程的切换。 （２）并发性 在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且一个进程 的多个线程之间也可以并发执行，使得OS具有更好的并发性，从 而能更加有效的提高系统资源的利用率和系统的吞吐量。 （３）拥有资源 不论是传统的OS，还是引入了线程的OS，进程都可以拥有资源， 是系统中拥有资源的一个基本单位。 （４）系统开销 在创建或撤销进程时，系统都为之创建和回收进程控制块，分配和回收资源，如内存空间和ＩＯ设备等，操作系统所付出的开销明显大于 线程创建和撤销时的开销。就切换而言，进程切换的开销高于线程。此 外，由于一个进程中的多个线程具有相同的地址空间，在同步和通信的 实现方面线程比进程容易。在一些OS中，线程的切换、同步、通信都 无需操作系内核的干预。 东莞理工学院 操作系统课程设计报告学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下： 钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 第七章分式操作系统 一、填空题 １网络拓扑结构主要有三种，它们是（），（），（）· 2．将IP地址和城名对应的协议是（）· 3．OSI参考模型由（）层组成，TCP／IP参考模型由（）组成． 4．在TCP／IP模型的传输层共有两个协议，它们是（），（）· 5．将物理地址和IP转化的协议是（）· 6．使用TCP提供基于Web浏览器的Internet访问服务的是（）服务，它通常使用（）端口． 7．Java中与远程过程调用具有相似特性的方法是（）· 8．Java中将远程对象注册到RMl名称注册表，以便客户端就能够找到这些服务器对象的语句是（）· 9．在分布式系统不能采用诸如信号量，管程等方法来解决进程的互斥和死锁问题，因为这些 10，假设在一个分布式系统中有n个进程，采用分布式算法解决互斥问题时，使用一次所需发送的消息数为（）· 11．在选举的环算法中，当一个进程发现管理员不能工作时，它把包含（）的选举(ELECTION)消息发给它的后继进程． 12．分布式文件系统的设计基于（）模式． 13．命名的透明性分两种：（）和（）· 14．若某分布式系统某一个文件共有6个复制，假设采用的是Gifford方案，那么需满足（），文件才可以读取或者修改． 15．对读取文件有效，但是丝毫不影响写文件的解决缓存一致性问题的算法是（）· 16. Sun公司的NFS实现包括（）层，顶层是（）· 17．分布式系统通信基于（）协议． 18．一个分布式系统是一组通过网络相连的各自独立的计算机的（）。 19．分布式系统提供一种高效而且简便的环境来（）资源． 20．使用分布式系统主要基于以下四点：资源共享，（），可靠性，通信． 21．要使得系统中的计算机联合起来工作，系统中的计算机必须通过（）(比如电缆)的方法连接起来． 22、（）结构是将所有网络上的计算机设备全都连接在一条电缆上． 23．星形网路上各个节点之间的通信都统一由（）控制。 24．环形网络有以下优点（）。 25．网络有两种基本类型：（）· 26．共享式局域网可能有不同的拓扑结构：（） 27．局城网最基本的物理形式是采用某种类型的导线或电缆，把两台或多台计算机连接起来， 以形成这些计算机之间的（）· 28．在大多数广城网中，通信子网一般都包括两部分：（） 徐铭彬 1007505151 医智10（1）班 操作系统综述论文 针对Windows、Unix和Linux这三种操作系统的形成与发展历程，以及它们的各种主要版本的OS的功能、性能、特点，应用场合以及所采用的主要技术等等方面的内容，比较它们的共同点与不同点，来谈谈及自己的理解、体会或者疑惑和讨论你心目中未来的操作系统应该是怎么样的。 UNIX是一个功能强大、性能全面的多用户、多任务操作系统，可以应用从巨型计算机到普通PC机等多种不同的平台上，是应用面最广、影响力最大的操作系统。稳定性在目前使用的操作系统中，UNIX是比较稳定的。提供了非常强大的安全保护机制，防止系统及其数据未经许可而被非法访问。早期UNIX的主要特色是结构简炼、便于移植和功能相对强大，经过30来年的发展和进化，形成了一些极为重要并稳定的特色，其中主要包括：1、技术成熟，可靠性高2.、极强的可伸缩性3.、网络功能强4.、强大的数据库支持能力5.、开发功能强6、开放性好7、标准化。8、移植性好。Unix系统功能主要表现在一下几个方面：1、网络和系统管理。2、高安全性。3、通信。4、可连接性。5、Internet。6、数据安全性。 linux:源码开放，有GNU项目支持，是一套免费的操作系统。方便修改源码，对底层的开发。开发工具比较多，精简短小，功能强大。网络性能比较好。移植性比较好。Linux 最早诞生于微机环境，一系列版本都充分利用了X86CPU 的任务切换能力，使X86CPU的效能发挥得淋淋尽致，而这一点连Windows都没有做到。此外，它可以很好地运行在由各种主流RISC芯片搭建的机器上。Linux是一种外观和性能与UNIX相同或更好的操作系统，UNIX上的绝大多数命令都可以在Linux里找到并有所加强。但，Linux不源于任何版本的UNIX 的源代码，并不是UNIX，而是一个类似于UNIX的产品。是一套遵从POSIX 规范的一个操作系统，它能够在普通PC计算机上实现全部的UNIX特性，具有多任务、多用户的能力。它具有UNIX的全部功能，任何使用UNIX操作系统或想要学习UNIX操作系统的人都可以从Linux中获益。作为自由软件有两个特点：一是它免费提供源码，二是爱好者可以按照自己的需要自由修改、复制和发布程序的源码，并公布在Internet上。这就吸引了世界各地的操作系统高手为Linux编写各种各样的驱动程序和应用软件，使得Linux成为一种不仅只是一个内核，而且包括系统管理工具、完整的开发环境和开发工具、应用软件在内，用户很容易获得的操作系统。 Windows系列是完全的多任务操作系统，使用简单方便。Windows 图形界面良好，拥有良好的集成开发环境，操作简单，适合普通用户，界面友好，安全、快速、易用和人性化。它们支持同样的用户接口、网络和安全性。是专用系统，由开发操作系统的公司控制接口和设计。对程序设计和用户接口设计建立了严格的标准。Windows 的设计主要围绕五个重点——针对笔记本电脑的特有设计；基于应用服务的设计；用户的个性化；视听娱乐的优化；用户易用性 课程设计（100分） 1．分析设计内容，给出解决方案（要说明设计实现的原理，采用的数据结构）。20分 2．画出程序的基本结构框图和流程图。10分 3．对程序的每一部分要有详细的设计分析说明。10分 4．源代码格式规范，符合软件模块化设计思想，数据结构采用得当。20分 5．设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析。10分 6．设计中遇到的问题，设计的心得体会。10分 7．按期提交完整的程序代码、可执行程序和课程设计报告。10分 8. 设计有新意，功能模块完善，有操作界面，运行结果清晰 10分 l 模拟页式存储管理方案中内存空间的管理和分配。1063(05级) l :仿真模拟银行家算法对死锁的避免 0606303030 （专升本） 详细要求:采用银行家算法，编写和调试一个仿真模拟银行家算法避免死锁的程序。设计n 个并发进程共享3类不同的系统资源，即1类资源、2类资源、3类资源。进程可以动态的申请资源，系统按各个进程的申请动态的分配资源。可以添加进程，进程动态的申请资源，系统进行安全性检查，判断是否可以为申请资源的进程分配资源。如果能够找到安全序列，则系统为进程分配资源，否则原先的试探分配资源作废。 l 用多线程同步方法解决生成者与消费者问题 0606303007 (06专升本) 设计目的：通告研究Linux的进程机制和信号量实现生产者和消费者问题的并发控制。 说明：有界缓冲区内设置有20个存储单元，放入/取出的数据项设定为1-20这20个整型数。设计要求：（1）每个生成者/消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的全部内容，当前指针位置和生成者/消费者线程的内容。 （2）生产者和消费者各有两个以上。 （3）多个生产者或多个消费者之间须有共享对缓冲区进行操纵的函数代码。 l 用JAVA模拟仿真“生产者-消费者”问题的解决过程及方法。0606303021 要求： (1)多个缓冲区不是环形循环的，也不要求按顺序访问。生产者可以把产品放到目前某一个空缓冲区中。 (2)消费者只消费指定生产者的产品。 (3)在测试用例文件中指定了所有的生产和消费的需求，只有当共享缓冲区的数据满足了所有关于它的消费需求后，此共享缓冲区才可以作为空闲空间允许新的生产者使用。 (4)在为生产者分配缓冲区时各生产者间必须互斥，此后各个生产者的具体生产活动可以并发。而消费者之间只有在对同一产品进行消费时才需要互斥，同时它们在消费过程结束时需要判断该消费对象是否已经消费完毕并清除该产品。 l 仿真进程管理程序，应考虑，进程状态之间的转换、同步机制与进程通讯1001 l 仿真连续分配存储管理系统，至少包括以下功能：并发分配与回收、查询、多种分配算法的分析比较、拼接和搬家等功能1002 l Linux下进程调度算法模拟实现 1003 ; 一、概述 课程设计目的、意义： 课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法；加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。 主要任务： 模拟文件系统设计是设计和实现一个简单的文件系统。内容包括： 1.建立文件存储介质的管理机制 2.建立目录（采用一级目录结构） 3.文件系统功能（显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写） ~ 4.文件操作接口（显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写） 二、系统设计 课程设计的系统设计： 本系统模拟一个文件管理系统，要完成对文件的基本操作，文件的基本操作有文件、文件夹的打开、新建、删除和读取写入文件，创建更改目录，列出目录内容等信息。系统建立了文件目录树，存储文件系统中的所有文 件。对于用户名下的文件，用文件目录树的分枝来存贮。采用命令行操作界面很直观，也方便用户进行操作，用户只要按照操作界面所显示的命令来操作就行了。 整体设计框架： 系统初始化界面是由创建用户存储空间，管理文件，退出系统三个模块组成。用户创建由创建用户存储空间，进入目录，删除用户存储空间，显示所有用户存储空间，等模块组成。然后各个模块再由一些小模块组成。其中创建文件，打开关闭文件，读写文件等文件操作模块包括在进入目录模块里面。 三、系统实现 课程设计主要内容的实现程序代码： 《 #include <> #include <> #include <> typedef struct file{ char name[10]; struct file *next; }File; typedef struct content{ ! char name[10]; File *file; Linux下基于套接字的简单聊天 程序设计 马鹏举（201341009）王萌（201341018）梁文龙（201341010） （郑州科技学院信息工程学院） 【摘要】Linux作为一种自由和开放源码的类Unix操作系统，已经逐步受到众多编程者的信赖，而通过掌握Linux环境下利用套接字实现进程间高级通信的方法，运用套接字接口，结合多进程技术，实现服务器和客户端之间的一对一聊天或服务器转发实现客户端之间的多对多聊天程序。验证表明，该程序可以实现服务器和客户端之间的一对一的聊天互动功能。 【关键词】Linux;进程；套接字；通信交流 Linux based on the socket of the simple chat program design Ma Pengju (201341009) Wang Meng (201341018) Liang Wenlong (201341010) (Zhengzhou Institute of Science and Technology Information Engineering School) 【Abstract】Linux as a free and open source UNIX like operating system, trust has been subject to a number of programming, and through mastering the Linux environment using socket achieve interprocess advanced communication method, the use of socket interface, with multi thread technology, realization of server and client to a chat or server to forward the client between many to many chat program. The verification shows that the program can realize the chat between the server and the client. 【Keywords】the process; socket; communication操作系统课程设计
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