2018211958-孙淼-计科18-2班-系统软件课程设计报告(操作系统版本号)第1版

简介：
《系统软件综合性设计研究——利用操作系统的资源流分布模型进行静态分析》操作系统是计算机系统的核心部分，主要承担硬件与软件资源的管理与调度任务。在操作系统运行过程中，资源分配图作为一项重要技术手段，能够直观表征各进程对各类资源的需求特性及其占有状态，并为分析系统的死锁现象提供理论依据和防范策略。本设计文档详细阐述了基于课程要求所开展的项目工作，着重介绍了一个用于检测并防止进程死锁的关键技术方案及其实现过程。课程设计的任务是围绕着实现教学目标而设立的，并且需要遵循一定的标准和规范。本任务主要包含两个方面的内容：一是设计并构建资源分配图的数据模型，并支持一系列关键操作；二是创建一个演示系统用于展示资源分配图的状态，并具备死锁检测功能。在设计阶段，必须构建一个专门的资源分配图数据模型，并支持处理节点、边以及存储读取数据的能力。同时，在核心功能中，必须实现一系列辅助函数以执行上述操作，并提供数据持久化功能。此外，还需开发一套完整的死锁检测机制。 开发平台 基于Windows 10操作系统构建了开发环境，该环境中搭载了第7代Intel核心处理器Intel Core i7-8750H。采用Visual Studio Community 2017作为主要的开发工具，并通过搭配Qt 5.12.6框架完成了GUI界面的设计工作。3. 其中涉及的理论基础和运算机制 资源分配图是一种有向图，包含进程节点(P₁,P₂,…Pₙ)和资源节点(r₁,r₂,…rₙ)。申请边表明进程对资源的需求，而分配边则显示资源已由该进程获取。通过对图中的循环进行分析来确定是否发生死锁。如果存在一个循环，其中每个节点都在等待下一个节点的资源，则系统会出现死锁状态。为了检测这种情况，在本设计中，我们采用了循环算法来检查死锁现象。一旦检测出存在死锁情况，则对导致该问题的资源分配流程进行简化处理，并借助图形用户界面展示当前的死锁状况。 该系统的体系架构及其算法设计理念系统的架构由核心组件以及用户交互界面组成。具体而言，核心组件的主要职责是管理资源分配图的数据结构，并支持基本的操作功能包括新增、删除和修改等。此外，它还具备检测死锁状态的功能。而用户界面组件采用图形化的人机交互界面来呈现资源分配信息。在与核心系统的交互过程中，用户能够通过操作按钮、菜单等方式激活相关服务功能，并支持即时刷新功能以及数据统计显示，例如当前已分配的资源数量和总的资源储备。 在设计中，为了应对GUI的实时需求，在设计过程中采用了多线程技术，从而保证了界面运行的连贯性。借助刷新线条函数的操作，实现了在界面不被阻塞时调用绘图功能的功能。此外，在系统内部，我们还增加了多个事件处理模块，这些模块能够及时响应并处理来自用户内核函数的请求。本研究致力于利用资源分配图这一抽象模型，深入探讨操作系统中资源管理与死锁机制的相关问题，并不仅有助于提升实际编程和系统设计的技能，通过实践操作，我们得以深入掌握资源分配图的设计与分析技巧，并在软件开发和用户界面设计方面积累了宝贵经验。