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系统与算法可视化 · Windows 版已发布

Liss Systems Lab · 系统与算法实验台

修改输入、推进状态,观察分页、资源分配与质数计算怎样得到结果。

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技术方向
系统模拟 / C++ 互操作
设计主张
逐步观察状态,再用结果检验理解。
关键能力
  • 三策略分页对照
  • 安全分配与排队
  • 可取消质数实验

FIFO、LRU 与 OPT 的缺页数、命中率和页框访问时间线同屏比较。

把系统课里的规则变成可操作的实验

由请求分页、设备管理、银行家算法和质数实验组成的桌面工作台。修改输入,逐步推进状态,再用图表、矩阵和实际结果检查自己的理解。

技术构成

C++20 核心
独立计算算法状态与快照,不依赖界面。
C# / .NET 10 / WinForms
原生控件与 GDI+ 绘制时间线、资源图和分布。
P/Invoke / JSON
用经过校验的数组跨边界,复制为独立结果。
后台任务 / 协作取消
质数计算可停止,并明确保留部分区间结果。

设计与实现

请求分页 · 同一序列,三种置换策略

真实槽位的访问时间线

FIFO、LRU 与 OPT 共用输入;逐步查看、定位与播放访问过程,命中与置换对应具体物理页框。

比较结果,也理解前提

缺页数与命中率同屏对照;OPT 读取未来引用,用作理论参照而非实际在线策略。

设备、控制器与通道组成排他资源链,已分配与等待请求各有明确状态。 放大查看
设备、控制器与通道组成排他资源链,已分配与等待请求各有明确状态。

设备管理 · 一条资源链的申请与释放

整条链原子申请

设备、控制器与通道共同参与排他分配,避免仅占有部分资源的中间状态。

等待有明确顺序

申请、排队、取消与释放都反映在资源图与请求表里;资源变化后按请求顺序重新调度。

通过安全检查的请求被提交,已分配、剩余需求、可用资源与安全序列同步变化。 放大查看
通过安全检查的请求被提交,已分配、剩余需求、可用资源与安全序列同步变化。

银行家算法 · 请求之前先看安全性

矩阵可以直接编辑

最大需求、已分配与可用资源构成当前状态,安全检查给出可核对的完成序列。

拒绝不会改变分配

先在临时向量上试分配;只有安全状态才提交,不安全请求保留原矩阵。

百万范围质数计算的统计、等宽区间分布、数值预览与会话记录。 放大查看
百万范围质数计算的统计、等宽区间分布、数值预览与会话记录。

质数实验 · 从数值结果看到计算代价

两种方法同题验证

分段埃氏筛与已知质数试除法生成结果,范围、数量、最大值、实际耗时与分布一起呈现。

长任务仍可控制

后台推进与协作取消保留当前响应;停止的部分区间和完整计算使用不同结果状态。

画面与演示说明

系统模块均为教学模型,不操作真实硬件或系统内存。耗时是当前机器的一次实际运行,不代表跨机器性能排名。

快速开始

完整解压运行

完整解压后运行 Liss.SystemsLab.exe,自带桌面运行时与原生核心,无需另装 SDK 或 Visual Studio。

修改并观察

分页可改序列和页框后重新计算;设备页申请与释放资源;银行家页编辑矩阵再请求资源;质数页选择方法与范围。

打开指定工作区

--showcase 可选择 paging、devices、banker 或 primes。质数工作区的示例会计算一百万以内的质数。

powershell
.\Liss.SystemsLab.exe --showcase banker
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