Курсовая работа по дисциплине




«ОПЕРАЦИОНННЫЕ СИСТЕМЫ»

 

Тема курсовой работы: Исследование алгоритмов планирования многопоточных вычислительных процессов

 

 

Выполнила: студентка 273 (1) групы

___________________ Иванова А.А.

e-mail адрес: aaaaaa@mail.ru

 

Руководитель: доцент кафедры Математики и информатики ________________ Горелов С.В.

 

 

Москва 2011

Образец задания

 

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет Информационных технологий

Кафедра Математики и информатики

 

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу студенту(ке) 173 группы Ивановой Лидии Александровне

 

Тема курсовой работы: "Исследование алгоритмов планирования многопоточных вычислительных процессов"

 

Целевая установка и исходные данные: На основе анализа предметной области разработать программу, моделирующую многопоточные вычислительные процессы с различными алгоритмами планирования.

Входящий поток - простейший, интенсивность потока - 100-1000 1/с. среднее время обслуживания потока - 10 мс (усеченное нормальное распределение), микропроцессор – двухядерный, алгоритмы планирования - FIFO, кратчайший - первым.

 

Основные вопросы, подлежащие разработке (исследованию):

1. Аначиз предметной области.

2. Постановка задачи моделирования.

3. Определение (уточнение) требований к исходной информации.

4. Определение параметров и переменных модели.

5. Выбор и обоснование показателей и критериев эффективности системы.

6. Разработка содержательного описания модели.

7. Разработка алгоритма модели системы.

8. Разработка программы модели системы.

9. Тестирование программы.

10. Проведение экспериментов с моделью и анапиз полученных результатов

11. Разработка пояснительной записки и презентации для представления результатов работы и их зашиты

 

Ожидаемые результаты и предполагаемая практическая реализация

1. Рекомендации по организации многопоточных вычислительных процессов

2. Предполагается реализовать в учебном процессе кафедры при изучении дисциплины «Операционные системы»

К защите представить (указать объем пояснительной записки, перечень чертежей, схем и т.д.)

1. Пояснительную записку. 15-25 с.

2. Распечатку исходных текстов программ с комментариями

(в приложении к Пояснительной записке).

3. Иллюстративный материал. 10-15 (слайдов)

4. Программу модели и презентацию на носителе информации

5. Другие материалы (по необходимости), например, об использовании выполненной работы на других кафедрах или в других вузах

 

 

Консультанты профессор Сидоров В. А. __________

 

 

Место выполнения курсовой работы Р ГСУ, факультет Информационных технологий

Руководитель доцент кафедры математики и информатики, кандидат технических наук, доцент __________________________________ А. В. Сергеев

 

Задание получил(а) студент(ка) 273 (1) группы Иванова JI.A.

 

 

Литература

 

1. Армстронг (мл.), Джеймс. Секреты Unix: 2-е изд.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2001 -1072 е.: ил. - Парал. тит. англ.

2. Брюс У, Туррот П., Черникофф Д. Microsoft Windows ХР. Средства повышения производительности. /Пер. с англ., - М.: Издательство «СП ЭКОМ», 2003. - 672с.: ил.

3. Гультяев А.К. Виртуальные машины: несколько компьютеров - в одном (+ CD). - СПб.: Питер, 2006. - 224 с.

4. Кэррие Б. Криминалистический анализ файловых систем. - СПб.: Питер, 2007. - 480с.: ил.

5. Мюллер Дж. Оптимизация Windows ХР. - СПб.: Питер, 2006. - 480 с.

6. Мюллер Дж., Чоудри И. Microsoft Windows 2000. Настройка и оптимизация производительности./ Пер. с англ.. - М.: Издательство ЭКОМ, 2001. - 512 с.

7. Назаров С.В. Администрирование локальных сетей Windows NT/2000/.NET. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 480 с.

8. Назаров С.В. Операционные среды, системы и оболочки. Основы структурной и функциональной организации: Учеб. Пособие. - М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2007. - 504 с.

9. Негус Кристофер. Linux. Библия пользователя, 5-е издание.: Пер. с англ. - М.: ООО «И.Д. Вильяме», 2007. -704с.: ил. - Парал. тит. англ.

10. Прайс Д., Гандэрлой М. Visual C#.NET. Полное руководство.: Пер. с англ. - К.: ВЕК+, СПб.: КОРОНА принт, К.: НТИ, М.: Энтроп, 2004. - 960 с.

11. Рихтер Дж. Windows для профессионалов / Пер. с англ. - 4-е изд. - СПб: Питер; М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2003. - 752 с.

12. Русинович М„ Соломон Д. «Внутреннее устройство Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows ХР и Windows 2000. Мастер-класс. / Пер с англ. - 4-е изд. - М.: Издательство «Русская редакция»; СПб.: Питер, 2006. - 992 стр.: ил.

13. Синчак С. Windows ХР. Настройка и разгон (+ CD). - СПб.: Питер, 2006. - 352 с.

14. Смит Д., Наир Р. Архитектура виртуальных машин. - «Открытые системы», № 05- 06, 2005

15. Стахнов А.А. Сетевое администрирование Linux, — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 480с.: ил.

16. Таненбаум Э. Современные операционные системы.: Пер. с англ. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2002. - 1040 с.

17. Чекмарев А.Н., Вишневский А.В., Кокорева О.И. Microsoft Windows Server 2003. Русская версия / Под общ. Ред. А.Н. Чекмарева. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1120 с.

18. Шалин П.А. Реестр Windows ХР. Специальный справочник. - СПб.: Питер, 2006. -

175 с.

19. Шрайбер С. Недокументированные возможности Windows 2000. Библиотека программиста / Пер. с англ. - СПб: Питер, 2002. - 544 с.

Темы курсовых работ

Вариант 1

Исследование алгоритмов (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 2

Исследование алгоритмов (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 3

Исследование алгоритмов (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: Л3 с. 106 - 107, Л7 с. 499 - 503, Л9 с. 115 - 122.

 

 

Вариант 4

Исследование алгоритмов (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 очереди).

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• меню с перечнем всех операций над очередью;

• печать содержимого очереди. Литература: Л7 с. 499 - 503, Л9 с. 115 - 122.

 

 

Вариант 5

Исследование алгоритмов (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 «обедающих 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: Л3 с. 150 - 153, Л6 с. 227 - 239, Л8 с. 150 - 153.

 

 

Вариант 6

Исследование алгоритмов (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: Л3 с. 150 - 153, Л6 с. 227 - 239, Л7 с. 273 - 278, Л8 с. 153 - 154.

 

 

Вариант 7

Исследование алгоритмов (модель) решения проблемы межпроцессного взаимодействия

1. Исходные данные:

• количество процессов, претендующих на обслуживание, произвольное;

• одновременно обслуживается только один процесс;

• число ожидающих процессов не более п;

• 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 8

Исследование алгоритмов (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 9

Исследование алгоритмов (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 10

Исследование алгоритмов (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 11

Исследование алгоритмов (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;

• среднее время поиска файла.

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

 

 

Вариант 12

Исследование алгоритмов (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 - 421,436 - 437, Л8 с. 245 - 257.

 

Вариант 13

Исследование алгоритмов (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 14

Исследование алгоритмов (модель) взаимоисключения процессов

1. Исходные данные:

• процессы имеют критические разделы;

• известно четыре варианта, не дающие полного решения проблемы;

• предлагается алгоритм Петерсона.

2. Результаты работы модели должны включать в себя:

• доказательство правильности алгоритма Петерсона.

3. Литература: Л7 с. 262 - 263, Л8 с. 127 - 132.

 

 

Вариант 15

Анализ свойств и возможностей файловой системы типа FAT

1. Исходные данные:

• известны характеристики магнитных дисков (до 32 Мбайт, 33-64 Мбайт, 65-128Мбайт, 129-255Мбайт, 256-511 Мбайт, 512-1023 Мбайт, 1024-2047 Мбайт, 2048-8192 Мбайт, 8193-16 384 Мбайт, 16 385-32 768 Мбайт, более 32 Гбайт);

• известен минимальный размер кластера - 512 байт;

• характеристики FAT 16 и FAT32.

2. Результаты работы должны включать в себя:

• программу построения таблицы, содержащей для каждого типа диска количество возможных кластеров различного размера, объем адресной информации (абсолютный и в процентах к емкости диска), возможную величину внутренней фрагментации и другие данные по усмотрению исполнителя;

• анализ целесообразности использования FAT 16 или FAT32 в зависимости от ем кости диска.

3. Литература: Л3 с. 279 - 294, Л8 с. 486 - 493.

 

Вариант 16

Анализ свойств и возможностей файловой системы типа NTFS

1. Исходные данные:

• известны характеристики магнитных дисков (до 32 Мбайт, 33-64 Мбай 65-128 Мбайт, 129-255 Мбайт, 256-511 Мбайт, 512-1023 Мбайт, 1024-2047 Мбай 2048-8192 Мбайт, 8193-16 384 Мбайт, 16 385-32 768 Мбайт, более 32 Гбайт),

• известен минимальный размер кластера - 512 байт;

• характеристики NTFS и NTFS 5.0.

2. Результаты работы должны включать в себя:

• программу построения таблицы, содержащей для каждого типа диска количество возможных кластеров различного размера, объем адресной информации (абсолютный и в процентах к емкости диска), возможную величину внутренне фрагментации и другие данные по усмотрению исполнителя;

• анализ целесообразности использования NTFS и NTFS 5.0 в зависимости от емкости диска и других требований.

3. Литература: ЛЗ с. 299 - 307, Л7 с. 638 -642, Л8 с. 914 – 926

 

 

Вариант 17

Анализ свойств и возможностей файловой системы UNIX.

1. Исходные данные:

• известны характеристики магнитных дисков (до 32 Мбайт, 33-64 M6ai 65-128Мбайт, 129-255Мбайт, 256-511 Мбайт, 512-1023 Мбайт, 1024-2047 M6ai 2048-8192 Мбайт, 8193-16 384 Мбайт, 16 385-32 768 Мбайт, более 32 Гбайт);

• известен минимальный размер кластера - 512 байт;

• характеристики s5 и ufs.

2. Результаты работы должны включать в себя:

• программу построения таблицы, содержащей для каждого типа диска количество возможных кластеров различного размера, объем адресной информации (абсолютный и в процентах к емкости диска), возможную величину внутренней фрагментации и др. данные по усмотрению исполнителя;

• анализ целесообразности использования NTFS и NTFS 5.0 в зависимости от емкости диска и других требований.

3. Литература: ЛЗ с. 288 - 290, Л7 с. 634 -637, Л8 с. 493 - 496, 811 -818.

 

 

Вариант 18

Анализ свойств и возможностей кластерных систем

1. Исходные данные:

• известные методы кластеризации;

• общие принципы построения кластерных систем;

• архитектуры кластеров;

• Windows 2000 Cluster Server и Sun Cluster;

• параллельные вычисления в кластерах.

2. Результаты работы должны включать в себя:

• представление набора выполняемых процессов взвешенным графом;

• разрезание графа на подграфы с минимизацией сетевого трафика.

3. Литература: Л6 с. 400 - 440, Л7 с. 670 -682, Л8 с. 602 - 605.

 

 

Вариант 19

Анализ свойств и возможностей кластерных систем

1. Исходные данные:

• известные методы кластеризации;

• общие принципы построения кластерных систем;

• архитектуры кластеров;

• Windows 2000 Cluster Server и Sun Cluster;

• параллельные вычисления в кластерах.

2. Результаты работы должны включать в себя:

• представление набора выполняемых процессов взвешенным графом;

• разрезание графа на подграфы с равными суммами весов вершин.

3. Литература: Л6 с. 400 - 440, Л7 с. 670 -682, Л8 с. 602 - 605.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: