课程设计任务书（操作系统课程设计）

武汉理工大学华夏学院信息工程系

课 程 设 计 任 务 书

课程名称： 操作系统课程设计 指导教师： 杨铭熙 班级名称： 物联网1121 开课系、教研室：通信与物联

一、课程设计目的与任务

本课程是在物联网工程专业的学生学习了《操作系统》课程之后，为了加深和巩固其对所学操作系统理论的理解，同时提高学生利用操作系统知识综合运用的能力和分析问题、解决的问题的能力而开设的一门实践课程。

通过本环节使学生能够充分把学到的知识应用到实际的编程实践中去。 通过算法及其程序控制实现所需的对软件和硬件的控制，或深入利用操作系统的功能进行高水平的应用编程，使学生在系统编程和应用编程两方面都得到切实有效的训练和提高。

二、课程设计的内容与基本要求

本课程设计包含如下两个题目：

1. 在Linux系统中增加一个新的设备驱动程序（通过模块方法） 基本要求：

采用动态模块加载方式加载已完成的设备驱动程序，并通过已编写的应用程序进行

测试。

2. Linux多线程编程（任选一题）

题目一：用多线程同步方法解决生产者－消费者问题

目的：通过研究Linux的线程机制和信号量实现生产者消费者问题的并发控制。 说明：

有界缓冲区内设有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。

要求；

(1) 每个生产者和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、当前指针位置和生产者／消费者线程的标识符。 (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共享对缓冲区进行操作的函数代码。

题目二：用多线程同步方法解决读者写者问题

目的：通过研究Linux的线程机制和信号量实现读者写者问题的并发控制。 说明：

设有20个连续的存储单元，写入/读出的数据项设定为1~20这20个字符。

要求；

(1) (2) (3)

题目三：用多线程同步方法解决哲学家就餐问题

每个读者/写者对该存储区进行操作后，即时显示该存储区的全部内容、当前指针位置和读者/写者线程的标识符。 读者应有3个以上，写者应有有两个以上。

多个读者/写者之间须共享对存储区进行操作的函数代码。

目的：通过研究Linux的线程机制和信号量实现哲学家就餐问题的并发控制。

说明：

为避免死锁，可采用只许4个哲学家入席且桌上有5支筷子的办法。几把椅子可用连续存储单元。

要求；

(1) (2) (3)

每个哲学家取得一双筷子开始用餐后，即时显示“Dining…”和该哲学家的标识符以及餐桌上有几位哲学家及其所坐的位置。 设定共有10个哲学家需用餐。每位用餐耗时10秒钟以上。 多个哲学家须共享操作函数代码。

题目四: 用多线程同步方法解决睡眠理发师问题

目的：通过研究Linux的线程机制和信号量实现睡眠理发师问题的并发控制。 说明：

设有一个理发师，5把椅子（另外还有一把理发椅），几把椅子可用连续存储单元。

要求：

1）为每个理发师／顾客产生一个线程，设计正确的同步算法

2）每个顾客进入理发室后，即时显示“Entered” 及其线程自定义标识，还同时显示理发室共有几名顾客及其所坐的位置。 3）至少有10个顾客，每人理发至少3秒钟。 4）多个顾客须共享操作函数代码。

题目五: 用多线程同步方法解决读者阅览问题 说明：

设阅览室有5把椅子，几把椅子可用连续存储单元。 要求：

1) 每个读者进入阅览室后，即时显示“Entered” 及其线程自定义标识，还同时显示阅览室共有几名顾客及其所坐的位置。 2) 至少有10个读者，每人阅览至少3秒钟。 3) 多个读者须共享操作函数代码。

提示:

(1)有界缓冲区/连续存储区可用数组实现。

(2) 对多线程源程序进行编译的命令使用如下命令： gcc -lpthread -o 目标文件名 源文件名

(3) 多线程编程方法参见电子文档。

三、课程设计步骤及时间进度和场地安排

本课程设计将安排在第19周, 现代教育技术中心241机房。具体安排如下：

本课程设计的时间为一周，学时分配如下表： 序号 1 2 3 4 5 内容 教师讲解第一题；学生查阅资料、准备程序 上机调试、测试第一题程序 教师讲解第二题；学生查阅资料、准备程序 上机调试、测试第二题程序 学生提交课程设计报告及相关文档，教师验收 时间 周一上午 周一下午周二上午 周三上午 周三下午周四上午 周五上午

上机安排如下： 周次 第19周 地点 星期一 第1-4节 现教241 星期二 第1-4节 现教241 星期三 第1-4节 现教241 星期四 第1-4节 现教241 星期五 第1-4节 现教241

四、课程设计考核及评分标准

课程设计考核将综合考虑学生考勤和参与度，系统设计方案正确性，系统设计和开发效果以及课程设计报告书的质量。具体评分标准如下：

设置六个评分点

（1）设计方案正确，具有可行性、创新性； 25分 （2）程序设计结构规范，测试结果正确； 25分 （3）态度认真、刻苦钻研、遵守纪律； 10分 （4）设计报告规范、课程设计报告质量高、参考文献充分 15分 （5）课程设计答辩概念清晰，内容正确 15分 （6）课程设计期间的课堂考勤、答疑与统筹考虑。 10分 按上述六项分别记分后求和，总分按五级记分法记载最后成绩。

优秀（100～90分），良好（80～89分），中等（70～79分），及格（60～69分）， 不及格（0～59分）

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