四川大学 操作系统上机实验 实验五 Windows虚拟存储器管理

四川大学 操作系统上机实验 实验五 Windows虚拟存储器管理
四川大学 操作系统上机实验 实验五 Windows虚拟存储器管理

实验报告

实验名称:Windows虚拟存储器管理

实验时间:2013年5月27日

实验人员:____郑笑凡___(姓名)__1143041243__(学号)____2011____(年级)

实验目的:1、了解Windows 2000/XP的内存管理机制,掌握页式虚拟存储技术。

2、理解内存分配原理,特别是以页面为单位的虚拟内存分配方法。

3、学会使用Windows 2000/XP下内存管理的基本API函数

实验环境:windows xp

实验步骤:

1、下载virtumem.cpp;

2、建立工程,将virtumen.cpp加入;

3、编译工程,观察结果,确信六种状态都出现至少一次,必要时可改程

序,方便观察结果;

4、看懂程序,按要求另写一段小程序;

5、编译,执行,观察结果。

6,总结。

实验陈述:

1、基础知识:

pagefile.sys文件的位置在:__安装的系统盘根目录下____________________________________此文件的作用:____实现物理内存的扩展__________________________________________________ 改变此文件大小的方法:右击”我的电脑”,依次选择”属性”—“高级”—“性能选项”—

“更改”_______________________________________

虚拟地址空间中的页面分为:提交页面,保留页面,空闲页面

页面的操作可以分为:保留、提交、回收、释放、加锁

2、编程准备.

页面属性是在结构体MEMORY_BASIC_INFORMATION_的字段AllocationProtect 和字段中Protect体现出来的。

简述VirtualFree,VirtualPtotect,VirtualLock,VirtualUnlock,VirtualQuery的作用:_

VirtualFree:__释放虚存___________________________________________________

VirtualPtotect:_保留虚存_________________________________________________

VirtualLock:___加锁虚存_________________________________________________

VirtualUnlock:_解锁虚存________________________________________________

VirtualQuery:____查询虚存_______________________________________________

3、编程

1)将virtumem.cpp加入工程,编译,执行。

是否能编译成功?是

请描述运行结果:

请通过运行结果描述六种虚拟操作后虚拟存储空间和系统存储资源的变化:

__根据监控线程给出的虚拟活动和变化的信息,可知随机的不同的虚拟活动导致了程序虚拟空间和系统

包括物理内存使用量和页面文件使用情况等。在此拿虚存的保留与提交的虚拟活动来说明一下,虚拟内存的工作情况。先看两个图:

__由上可以明显看出两个相同的模拟活动中的变化,在物理内存、页面文件总数、虚拟空间总数不变的

可用虚拟空间数都多于图2中的虚拟提交后的统计数。这是因为在图1 的活动中的进程数少或者进程占用空间少,在物理内存中占用少,在虚拟内存上也如此。而图2的活动中在各个存储空间上进程都占用了较大的空间,或者进程数大,从而导致了各个可用存储空间变小。还有假如程序在进行一次虚存提交过后,显示的可用物理存储反而变多了,这是因为Windows的内存管理发现某个进程在一段时间没有运行后,会将它的部分页面转移到页面文件中,此时可用页面文件总数会减少。

______________________________________________________________________________

2)编写小程序得到当前系统的

附源程序:

#include

#include

int main(int argc, char* argv[])

{

MEMORYSTATUS Vmeminfo;

GlobalMemoryStatus(&Vmeminfo);

printf("当前整体存储统计如下\n");

printf("物理内存总数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwTotalPhys);

printf("可用物理内存:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwAvailPhys);

printf("页面文件总数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwTotalPageFile);

printf("可用页面文件数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwAvailPageFile);

printf("虚存空间总数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwTotalVirtual);

printf("可用虚存空间数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwAvailVirtual);

getchar();

return 0;

}

实验总结:

经过这次实验我大概了解了Windows 2000/XP的内存管理机制和内存分配原理以及内存分配的内容。但是实验过程中还有很多不明白的地方,需要进一步的了解和学习。

操作系统文件管理实验报告

操作系统实验报告实验名称:文件管理 专业班级:网络工程1301 学号: 姓名: 2015 年6 月16 日

实验一文件管理 一、实验目的 文件管理是操作系统的一个非常重要的组成部分。学生应独立用高级语言编写和调试一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质容和执行过程有比较深入的了解,掌握它们的实施方法,加深理解课堂上讲授过的知识。 二、预备知识 1.VS2010的使用 2.C#的学习 3.文件主目录与子目录的理解 三、实验容与步骤 用高级语言编写和调试一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程。要求设计一个10 个用户的文件系统,每次用户可保存10 个文件,一次运行用户可以打开5 个文件。系统能够检查打入命令的正确性,出错时能显示出错原因。对文件必须设置保护措施,例如只能执行,允许读等。在每次打开文件时,根据本次打开的要求,在此设置保护级别,即有二级保护。文件的操作至少有Create、delete、open、close、read、write 等命令。 所编写的程序应采用二级文件目录,即设置主文件目录和用户文件目录。前者应包含文件主及它们的目录区指针;后者应给出每个文件占有的文件目录,即文件名,保护码,文件长度以及它们存放的位置等。另外为打开文件设置运行文件目录(AFD),在文件打开时应填入打开文件号,本次打开保护码和读写指针等。 程序流程图:

逻辑设计: 使用线性数组表表示MFD,泛型数组表示UFD,每个元素包括用户ID、保存的文件数、再使用线性表表示文件信息,每个元素包括文件名,文件属性(保护码),文件的状态等信息。 物理设计: //主目录 private FileUser[] mfd; //当前用户 private FileUser currentuser; ///

/// 文件 /// public class FileObject { public string filename; public int size=20; public int read=0; public int write = 0; public string author; } /// /// 文件系统用户 /// public class FileUser { public string username;

四川大学 操作系统上机实验 实验五 Windows虚拟存储器管理

实验报告 实验名称:Windows虚拟存储器管理 实验时间:2013年5月27日 实验人员:____郑笑凡___(姓名)__1143041243__(学号)____2011____(年级) 实验目的:1、了解Windows 2000/XP的内存管理机制,掌握页式虚拟存储技术。 2、理解内存分配原理,特别是以页面为单位的虚拟内存分配方法。 3、学会使用Windows 2000/XP下内存管理的基本API函数 实验环境:windows xp 实验步骤: 1、下载virtumem.cpp; 2、建立工程,将virtumen.cpp加入; 3、编译工程,观察结果,确信六种状态都出现至少一次,必要时可改程 序,方便观察结果; 4、看懂程序,按要求另写一段小程序; 5、编译,执行,观察结果。 6,总结。 实验陈述: 1、基础知识: pagefile.sys文件的位置在:__安装的系统盘根目录下____________________________________此文件的作用:____实现物理内存的扩展__________________________________________________ 改变此文件大小的方法:右击”我的电脑”,依次选择”属性”—“高级”—“性能选项”— “更改”_______________________________________ 虚拟地址空间中的页面分为:提交页面,保留页面,空闲页面 页面的操作可以分为:保留、提交、回收、释放、加锁 2、编程准备. 页面属性是在结构体MEMORY_BASIC_INFORMATION_的字段AllocationProtect 和字段中Protect体现出来的。 简述VirtualFree,VirtualPtotect,VirtualLock,VirtualUnlock,VirtualQuery的作用:_ VirtualFree:__释放虚存___________________________________________________ VirtualPtotect:_保留虚存_________________________________________________ VirtualLock:___加锁虚存_________________________________________________ VirtualUnlock:_解锁虚存________________________________________________ VirtualQuery:____查询虚存_______________________________________________ 3、编程 1)将virtumem.cpp加入工程,编译,执行。 是否能编译成功?是 请描述运行结果:

操作系统课程设计文件系统管理)

操作系统课程设计Array文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能,了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看,加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程,从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统,实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create,open,read,write,close,delete等文件命令,对文件进行操作。 以下报告主要包括: 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计

4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解,但是经过本学期的三次实验的练习,可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关,可以不考虑。(零花费,零收益) 3.法律可行性 自己编写的程序,仅为练习,不作其他用途,与外界没什么联系,可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统,主要有以下几点要求: 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点,可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD(User File Directory)。这些文件目录可以具有相似的结构,它由用户所有文件的文件控制块组成。此外,在系统中再建立一个主文件目录MFD (Master File Directory);在主文件目录中,每个用户目录文件都占有一个目

操作系统实验5文件系统:Linux文件管理

实验5 文件系统:Linux文件管理 1.实验目的 (1)掌握Linux提供的文件系统调用的使用方法; (2)熟悉文件和目录操作的系统调用用户接口; (3)了解操作系统文件系统的工作原理和工作方式。 2.实验内容 (1)利用Linux有关系统调用函数编写一个文件工具filetools,要求具有下列功能:*********** 0. 退出 1. 创建新文件 2. 写文件 3. 读文件 4. 复制文件 5. 修改文件权限 6. 查看文件权限 7. 创建子目录 8. 删除子目录 9. 改变当前目录到指定目录 10. 链接操作 *********** 代码: #include #include #include #include #include #include #include #include void menu(void); void openfile(void); void writefile(void); void readfile(void); void copyfile(void); void chmd(void); void ckqx(void); void cjml(void); void scml(void); void ggml(void); void ylj(void); int main() { int choose; int suliangjin=1;

menu(); scanf("%d",&choose); while(choose!=0) { switch(choose) { case 1:openfile();break; case 2:writefile();break; case 3:readfile();break; case 4:copyfile();break; case 5:chmd();break; case 6:ckqx();break; case 7:cjml();break; case 8:scml();break; case 9:ggml();break; case 10:ylj();break; } menu(); scanf("%d",&choose); } return 0; } void menu(void) { printf("文件系统\n"); printf("1.创建新文件\n"); printf("2.写文件\n"); printf("3.读文件\n"); printf("4.复制文件\n"); printf("5.修改文件权限\n"); printf("6.查看文件权限\n"); printf("7.创建子目录\n"); printf("8.删除子目录\n"); printf("9.改变目前目录到指定目录\n"); printf("10.链接操作\n"); printf("0.退出\n"); printf("请输入您的选择...\n"); } void openfile(void) { int fd; if((fd=open("/tmp/hello.c",O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR,0666))<0) perror("open");

虚拟存储器管理 页面置换算法模拟实验

淮海工学院计算机工程学院实验报告书 课程名:《操作系统原理A 》 题目:虚拟存储器管理 页面置换算法模拟实验 班级:软件*** 学号:20**1228** 姓名:****

一、实验目的与要求 1.目的: 请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之一。通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟,有助于理解虚拟存储技术的特点,并加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。 2.要求: 本实验要求使用C语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行、并在缺页中断发生时分别使用FIFO和LRU算法进行页面置换的情形。其中虚页的个数可以事先给定(例如10个),对这些虚页访问的页地址流(其长度可以事先给定,例如20次虚页访问)可以由程序随机产生,也可以事先保存在文件中。要求程序运行时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。程序应允许通过为该进程分配不同的实页数,来比较两种置换算法的稳定性。 二、实验说明 1.设计中虚页和实页的表示 本设计利用C语言的结构体来描述虚页和实页的结构。 在虚页结构中,pn代表虚页号,因为共10个虚页,所以pn的取值范围是0—9。pfn代表实 页号,当一虚页未装入实页时,此项值为-1;当该虚页已装入某一实页时,此项值为所装入的实页 的实页号pfn。time项在FIFO算法中不使用,在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。 在实页结构中中,pn代表虚页号,表示pn所代表的虚页目前正放在此实页中。pfn代表实页号, 取值范围(0—n-1)由动态指派的实页数n所决定。next是一个指向实页结构体的指针,用于多个实页以链表形式组织起来,关于实页链表的组织详见下面第4点。 2.关于缺页次数的统计 为计算命中率,需要统计在20次的虚页访问中命中的次数。为此,程序应设置一个计数器count,来统计虚页命中发生的次数。每当所访问的虚页的pfn项值不为-1,表示此虚页已被装入某实页内,此虚页被命中,count加1。最终命中率=count/20*100%。 3.LRU算法中“最近最久未用”页面的确定

存储管理实验报告

实验三、存储管理 一、实验目的: ? 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器,而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请存储器空间时,存储管理必须根据申请者的要求,按一定的策略分析主存空间的使用情况,找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时,则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现虽与主存储器的管理方式有关的,通过本实验理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 在计算机系统中,为了提高主存利用率,往往把辅助存储器(如磁盘)作为主存储器的扩充,使多道运行的作业的全部逻辑地址空间总和可以超出主存的绝对地址空间。用这种办法扩充的主存储器称为虚拟存储器。通过本实验理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器。 在本实验中,通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解。熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。 二、实验题目: 设计一个可变式分区分配的存储管理方案。并模拟实现分区的分配和回收过程。 对分区的管理法可以是下面三种算法之一:(任选一种算法实现) 首次适应算法 循环首次适应算法 最佳适应算法 三.实验源程序文件名:cunchuguanli.c

执行文件名:cunchuguanli.exe 四、实验分析: 1)本实验采用可变分区管理,使用首次适应算法实现主存的分配和回收 1、可变分区管理是指在处理作业过程中建立分区,使分区大小正好适合作业的需求,并 且分区个数是可以调整的。当要装入一个作业时,根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间,若有,则按需要量分割一个分区分配给该作业;若无,则作业不能装入,作业等待。随着作业的装入、完成,主存空间被分成许多大大小小的分区,有的分区被作业占用,而有的分区是空闲的。 为了说明那些分区是空闲的,可以用来装入新作业,必须有一张空闲说明表 ? 空闲区说明表格式如下:? 第一栏 第二栏 其中,起址——指出一个空闲区的主存起始地址,长度指出空闲区的大小。 长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。 状态——有两种状态,一种是“未分配”状态,指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区;另一种是“空表目”状态,表示表中对应的登记项目是空白(无效),可用来登记新的空闲区(例如,作业完成后,它所占的区域就成了空闲区,应找一个“空表目”栏登记归还区的起址和长度且修改状态)。由于分区的个数不定,所以空闲区说明表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目,否则造成表格“溢出”无法登记。 2、当有一个新作业要求装入主存时,必须查空闲区说明表,从中找出一个足够大的空闲区。 有时找到的空闲区可能大于作业需要量,这时应把原来的空闲区变成两部分:一部分分

操作系统实验五虚拟存储器管理

操作系统实验 实验五虚拟存储器管理 学号1115102015 姓名方茹 班级11 电子A 华侨大学电子工程系

实验五虚拟存储器管理 实验目的 1、理解虚拟存储器概念。 2、掌握分页式存储管理地址转换盒缺页中断。 实验内容与基本要求 1、模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。 分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上,当作业被选中时,可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此,在为作业建立页表时,应说 明哪些页已在主存,哪些页尚未装入主存。作业执行 时,指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号,硬件的地址转 换机构按页号查页表,若该页对应标志为“ 1”,则表示该页 已在主存,这时根据关系式“绝对地址 =块号×块长 +单元号”计算出欲访问的主 存单元地址。如果块长为 2 的幂次,则可把块号作为高地址部分,把单元号作为低 地址部分,两者拼接而成绝对地址。若访问的页对 应标志为“ 0”,则表示该页不在主存,这时硬件发“缺页中断”信号, 有操作系统按该页在磁盘上的位置,把该页信息从磁盘读出装入主存后 再重新执行这条指令。设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转 换工作。当访问的页在主存时,则形成绝对地址,但不去模拟指令的执 行,而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主 存时,则输出“ * 该页页号”,表示产生了一次缺页中断。 2、用先进先出页面调度算法处理缺页中断。 FIFO 页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页,因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。假定作业被选中时, 把开始的 m 个页面装入主存,则数组的元素可定为m 个。 实验报告内容 1、分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理。 分页式存储管理的基本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定

南京中医药大学虚拟存储器管理实验

实验三虚拟存储管理 实验性质:验证 建议学时:3 实验目的: 存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计,了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换方法。 预习内容: 阅读教材《计算机操作系统》第四章,掌握存储器管理相关概念和原理。 实验内容: (1)通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。指令的地址按下述原则生成: ①50%的指令是顺序执行的; ②25%的指令是均匀分布在前地址部分; ③25%的指令是均匀分布在后地址部分。 具体的实施方法是: ①在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m; ②顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令; ③在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m’; ④顺序执行一条指令,其地址为m’+1; ⑤在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行; ⑥重复上述步骤,直至执行320次指令。 (2)将指令序列变换成页地址流。 设:①页面大小为1K; ②用户内存容量为10块到32块; ③用户虚存容量为32K; 在用户虚存中,按每页存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为: 第0条~第9条指令为第0页(对应的虚存地址为[0,9]); 第10条~第19条指令为第1页(对应的虚存地址为[10,19]); …… 第310条~第319条指令为第31页(对应的虚存地址为[310,319]); 按以上方式,用户指令可组成32页。 (3)计算并输出下述各种算法在不同的内存容量下的缺页率。 ①先进先出的算法(FIFO); ②最近最少使用算法(LRU); ③最佳淘汰法(OPT):先淘汰最不常用的页地址; ④最少访问页面算法(LFU)。 缺页率=(页面失效次数)/(页地址流长度)= 缺页中断次数/ 320 在本实验中,页地址流的长度为320,页面失效次数为每次访问相应指令时,该指令所对应的页不在内存的次数。

OS实验指导四——虚拟存储器管理

OS实验指导四——虚拟存储器管理

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 2

《操作系统》实验指导四 开课实验室:A207、A209 2015/11/23 、2015/11/24 实验类型设计 实验项目(四)虚拟存储器管理实验 实验学时 4 一、实验目的 设计一个请求页式存储管理方案,并编写模拟程序实现。 二、设备与环境 1. 硬件设备:PC机一台 2. 软件环境:安装Windows操作系统或者Linux操作系统,并安装相关的程序开发 环境,如C \C++\Java 等编程语言环境。 三、实验要求 1) 上机前认真复习页面置换算法,熟悉FIFO算法和LRU页面分配和置换算法的过程; 2) 上机时独立编程、调试程序; 3) 根据具体实验要求,完成好实验报告(包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行 结果截图)。 四、实验内容 1、问题描述: 设计程序模拟FIFO和LRU页面置换算法的工作过程。假设内存中分配给每个进程的最小物理块数为m,在进程运行过程中要访问的页面个数为n,页面访问序列为P1, … ,Pn,分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列,给出页面访问序列的置换过程,并计算每种算法缺页次数和缺页率。 2、程序具体要求如下: 编写程序用来模拟虚拟页式存储管理中的页面置换 要求: 1)快表页面固定为4块 2)从键盘输入N个页面号 3)输出每次物理块中的页面号和缺页次数,缺页率 4)实现算法选择

3、程序流程图 3、源程序参考: (1)FIFO 算法部分 #include "stdio.h" #define n 12 #define m 4 void main() { int ym[n],i,j,q,mem[m]={0},table[m][n]; char flag,f[n]; printf("请输入页面访问序列\n "); for(i =0;i

操作系统实验文件管理C 代码

#include #include #include #include #include using namespace std; #define BLKSIZE 512 // 数据块的大小 #define BLKNUM 512 // 数据块的块数 #define INODESIZE 32 // i节点的大小 #define INODENUM 32 // i节点的数目 #define FILENUM 8 // 打开文件表的数目//用户 typedef struct { char user_name[10]; // 用户名 char password[10]; // 密码 } User; //i节点 typedef struct { short inum; // 文件i节点号 char file_name[10]; // 文件名

char type; // 文件类型 char user_name[10]; // 文件所有者 short iparent; // 父目录的i节点号 short length; // 文件长度 short address[2]; // 存放文件的地址 } Inode; //打开文件表 typedef struct { short inum; // i节点号 char file_name[10]; // 文件名 short mode; // 读写模式(1:read, 2:write, // 3:read and write) } File_table; // 申明函数 void login(void); void init(void); int analyse(char *); void save_inode(int); int get_blknum(void); void read_blk(int); void write_blk(int);

实验四 虚拟存储器管理实验

实验四虚拟存储器管理实验 ◆实验名称:存储器管理实验 ◆仪器、设备:计算机 ◆参考资料:操作系统实验指导书 ◆实验目的: 设计一个请求页式存储管理方案,并编写模拟程序实现。 ◆实验内容: 编写程序用来模拟虚拟页式存储管理中的页面置换 要求: 1.快表页面固定为4块 2.从键盘输入N个页面号 3.输出每次物理块中的页面号和缺页次数,缺页率 ◆实验原理、数据(程序)记录: #define PAGES 4 /* 物理块数*/ #define N 16 /*最多输入的页面号*/ int pages[PAGES][2]; /*page[i][0]保存页面号,page[i][1]保存页面存留时间*/ int queue[N]; /*页面号数组*/ void initialise(void) /*------------初始化:快表和页面号数组++++++++++++++*/ { int i; for(i=0;i

实验四 虚拟存储器管理

实验四虚拟存储器管理 一、实验目的 1、为了更好的配合《操作系统》有关虚拟存储器管理章节的教学。 2、加深和巩固学生对于请求页式存储管理的了解和掌握。 3、提高学生的上机和编程过程中处理具体问题的能力。 二、实验内容 请求页式存储管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计,了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换算法。 1.通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。 指令的地址按下述原则生成: a.50%的指令是顺序执行的。 b.25%的指令是均匀分布在前地址部分。 c.25%的指令是均匀分布在后地址部分。 具体的实施方法是: a.在[0,319]指令地址之间随机选取一起点; b.顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令; c.在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m’; d.顺序执行一条指令,其地址为m’; e.在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行; f.重复上述步骤a~e,直到执行320次指令。 2.将指令序列变换成为页地址流 设: a.页面大小为1K; b.用户内存容量为4到32页; c.用户虚存容量为32K。 在用户虚存中,按每K存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为: 第0条~第9条指令为第0页,对应虚存地址为[0,9];

第10条~第19条指令为第1页,对应虚存地址为[10,19] . . 第310条~第319条指令为第31页,对应虚存地址为[310,319]。 按以上方式,用户指令可组成32页。 3、输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 a.先进先出的算法; b.最近最少访问算法; c.最近最不经常使用算法。 其中:命中率=1-页面失效次数/页地址流长度 页地址流长度为320,页面失效次数为每次访问相同指令时,该指令所对应的页不在内存的次数。 三、实验要求 实验课时4学时。要求画出利用各种算法置换时的置换图,并可以分析说明。编程可分 为几个部分完成:指令的分页,算法的选择,算法的实现,命中率的输出。编写程序前可先 阅读Linux源代码页面换入: static int do_swap_page(struct mm_struct * mm, struct vm_area_struct * vma,unsigned long address, pte_t * page_table,swp_entry_t entry,int write_access) { struct page *page = lookup_swap_cache(entry); pte-t pte; if (!pgae){ lock_kernel( ); swapin_readahead(entry); page = read_swap_cache(entry); unlock_kernel( ); if (!page) return -1;

计算机操作系统实验-文件管理

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 实验报告 课程名称:操作系统 课程类型:必修 实验项目名称:文件管理 实验题目:设计一个多用户的文件系统 班级:实验学院一班 学号:6040310110 姓名:张元竞 设计成绩报告成绩指导老师

一、实验目的 随着社会信息量的极大增长,要求计算机处理的信息与日俱增,涉及到社会生活的各个方面。因此,文件管理是操作系统的一个非常重要的组成部分。学生应独立用高级语言编写和调试一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解,掌握它们的实施方法,加深理解课堂上讲授过的知识。 二、实验要求及实验环境 用高级语言编写和调试一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程。要求设计一个10个用户的文件系统,每次用户可保存10个文件,一次运行用户可以打开5个文件。系统能够检查打入命令的正确性,出错时能显示出错原因。对文件必须设置保护措施,例如只能执行,允许读等。在每次打开文件时,根据本次打开的要求,在此设置保护级别,即有二级保护。文件的操作至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。 所编写的程序应采用二级文件目录,即设置主文件目录和用户文件目录。前者应包含文件主及它们的目录区指针;后者应给出每个文件占有的文件目录,即文件名,保护码,文件长度以及它们存放的位置等。另外为打开文件设置运行文件目录(AFD),在文件打开时应填入打开文件号,本次打开保护码和读写指针等。 三、设计思想(本程序中的用到的所有数据类型的定义,主程序的流程图及各程序模块之间的调用关系)

虚拟存储器管理实验报告

淮海工学院计算机科学系实验报告书 课程名:《操作系统》 题目:虚拟存储器管理 页面置换算法模拟实验 班级: 学号: 姓名:

一、实验目的与要求 1.目的: 请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之一。通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟,有助于理解虚拟存储技术的特点,并加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。 2.要求: 本实验要求使用C语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行、并在缺页中断发生时分别使用FIFO和LRU算法进行页面置换的情形。其中虚页的个数可以事先给定(例如10个),对这些虚页访问的页地址流(其长度可以事先给定,例如20次虚页访问)可以由程序随机产生,也可以事先保存在文件中。要求程序运行时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。程序应允许通过为该进程分配不同的实页数,来比较两种置换算法的稳定性。 二、实验说明 1.设计中虚页和实页的表示 本设计利用C语言的结构体来描述虚页和实页的结构。 在虚页结构中,pn代表虚页号,因为共10个虚页,所以pn的取值范围是0—9。pfn代表实页号,当一虚页未装入实页时,此项值为-1;当该虚页已装入某一实页时,此项值为所装入的实页的实页号pfn。time项在FIFO算法中不使用,在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。 在实页结构中中,pn代表虚页号,表示pn所代表的虚页目前正放在此实页中。pfn代表实页号,取值范围(0—n-1)由动态指派的实页数n所决定。next是一个指向实页结构体的指针,用于多个实页以链表形式组织起来,关于实页链表的组织详见下面第4点。 2.关于缺页次数的统计 为计算命中率,需要统计在20次的虚页访问中命中的次数。为此,程序应设置一个计数器count,来统计虚页命中发生的次数。每当所访问的虚页的pfn项值不为-1,表示此虚页已被装入某实页内, 此虚页被命中,count加1。最终命中率=count/20*100%。 3.LRU算法中“最近最久未用”页面的确定 为了能找到“最近最久未用”的虚页面,程序中可引入一个时间计数器countime,每当要访问 一个虚页面时,countime的值加1,然后将所要访问的虚页的time项值设置为增值后的当前

兰州大学操作系统实验七存储管理题目和答案

实验七实验报告 实验名称:7 存储管理 实验目的: 1.观察系统存储器使用情况 2.观察进程使用存储器的情况 3.掌握通过内存映像文件提高性能的方法 4.掌握动态内存分配技术 实验时间 3学时 预备知识: 1.存储相关的命令 free 显示系统使用和未被使用的内存数量(可以实时执行) 输出包含的标题有 3 行信息: Mem。此行包含了有关物理内存的信息。包括以下详细内容: total。该项显示可用的物理内存总量,单位为KB。该数字小于安装的物理内存的 容量,是因为内核本身也要使用一小部分的内存。 used。该项显示了用于应用程序超速缓存数据的内存容量。 free。该项显示了此时未使用且有效的内存容量。 Shared/buffers 缓冲区/cached。这些列显示了有关内存如何使用的更为详细的信息。 -/+ buffers/cache。Linux 系统中的部分内存用来为应用程序或设备高速缓存数据。这部分内存在需要用于其他目的时可以释放。 free列显示了调整的缓冲区行,显示释放缓冲区或高速缓存时可以使用的内存容量。 Swap。该行显示有关交换内存利用率的信息。该信息包含全部、已使用和释放的可用内存容量。 vmstat 报告进程、内存、分页、IO等多类信息(使用手册页) size 列出目标文件段大小和总大小(使用手册页)

2./proc文件系统(使用手册页man 5 proc) /proc/meminfo 内存状态信息 /proc/stat 包含内存页、内存对换等信息。 /proc/$pid/stat 某个进程的信息(包含内存使用信息) /proc/$pid/maps某个进程的内存映射区信息,包括地址范围、权限、偏移量以及主次设备号和映射文件的索引节点。 /proc/$pid/statm 某个进程的内存使用信息,包括内存总大小、驻留集大小、共享页面数、文本页面数、堆栈页面数和脏页面数。 3.内存映像文件 内存映像文件是指把一个磁盘文件映像到内存中,二者存在逐字节的对应关系。这样做可以加速I/O操作,并可以共享数据。 3.1 mmap(建立内存映射) 表头文件#include #include 定义函数void *mmap(void *start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offsize); 函数说明mmap()用来将某个文件内容映射到内存中,对该内存区域的存取即是直接对该文件内容的读写。参数start指向欲对应的内存起始地址,通常设为NULL,代表让系统自动选定地址,对应成功后该地址会返回。参数length代表将文件中多大的部分对应到内存。 参数prot代表映射区域的保护方式有下列组合 PROT_EXEC 映射区域可被执行 PROT_READ 映射区域可被读取 PROT_WRITE 映射区域可被写入 PROT_NONE 映射区域不能存取 参数flags会影响映射区域的各种特性 MAP_FIXED 如果参数start所指的地址无法成功建立映射时,则放弃映射,不 对地址做修正。通常不鼓励用此旗标。 MAP_SHARED对映射区域的写入数据会复制回文件内,而且允许其他映射该 文件的进程共享。 MAP_PRIV A TE 对映射区域的写入操作会产生一个映射文件的复制,即私人的

实习五虚拟存储器实验报告

实习五虚拟存储器 一、实习内容 模拟分页式虚拟存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,以及选择页面调度算法处理缺页中断。 二、实习目的 在计算机系统中,为了提高主存利用率,往往把辅助存储器(如磁盘)作为主存储器的扩充,使多道运行的作业的全部逻辑地址空间总和可以超出主存的绝对地址空间。用这种办法扩充的主存储器称为虚拟存储器。通过本实习帮助同学理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器。 三、实习题目 本实习有三个题,其中第一题必做,第二、第三题中可任选一个。 第一题:模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。 [提示]: (1) 分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上,当作业被选中时,可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此,在为作业建立页表时,应说明哪些页已在主存,哪些页尚未装入主存,页表的格式为: 其中,标志——用来表示对应页是否已经装入主存,标志位=1,则表示该页已经在主存,标志位=0,则表示该页尚未装入主存。 主存块号——用来表示已经装入主存的页所占的块号。 在磁盘上的位置——用来指出作业副本的每一页被存放在磁盘上的位置。 (2) 作业执行时,指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作数存放的页号和单元号,硬件的地址转换机构按页号查页表,若该页对应标志为“1”,则表示该页已在主存,这时根据关系式: 绝对地址=块号 块长+单元号 计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2的幂次,则可把块号作为高地址部分,把单元号作为低地址部分,两者拼接而成绝对地址。按计算出的绝对地址可以取到操作数,完成一条指令的执行。若访问的页对应标志为“0”,则表示该页不在主存,这时硬件发“缺页中断”信号,由操作系统按该页在磁盘上的位置,把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。 (3) 设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时,则形成绝对地址,但不去模拟指令的执行,而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时,则输出“*该页页号”,表示产生了一次缺页中断。该模拟程序的算法如图5-1。 (4) 假定主存的每块长度为128个字节;现有一个共七页的作业,其中第0页至第3

操作系统精髓与设计原理-第12章-文件管理

第12章文件管理 复习题: 12.1、域和记录有什么不同? 答:域(field)是基本数据单位。一个域包含一个值。记录(record)是一组相关的域的集合,它可以看做是应用程序的一个单元。 12.2、文件和数据库有什么不同? 答:文件(file)是一组相似记录的集合,它被用户和应用程序看做是一个实体,并可以通过名字访问。数据库(database)是一组相关的数据集合,它的本质 特征是数据元素间存在着明确的关系,并且可供不同的应用程序使用。 12.3、什么是文件管理系统? 答:文件管理系统是一组系统软件,为使用文件的用户和应用程序提供服务。12.4、选择文件组织时的重要原则是什么? 答:访问快速,易于修改,节约存储空间,维护简单,可靠性。 12.5、列出并简单定义五种文件组织。 答:堆是最简单的文件组织形式。数据按它们到达的顺序被采集,每个记录由一串数据组成。顺序文件是最常用的文件组织形式。在这类文件中,每个记录 都使用一种固定的格式。所有记录都具有相同的长度,并且由相同数目、长度 固定的域按特定的顺序组成。由于每个域的长度和位置已知,因此只需要保存 各个域的值,每个域的域名和长度是该文件结构的属性。索引顺序文件保留 了顺序文件的关键特征:记录按照关键域的顺序组织起来。但它还增加了两个 特征:用于支持随机访问的文件索引和溢出文件。索引提供了快速接近目标记 录的查找能力。溢出文件类似于顺序文件中使用的日志文件,但是溢出文件中 的记录可以根据它前面记录的指针进行定位。索引文件:只能通过索引来访 问记录。其结果是对记录的放置位置不再有限制,只要至少有一个索引的指针 指向这条记录即可。此外,还可以使用长度可变的记录。直接文件或散列 文件:直接文件使用基于关键字的散列。 12.6、为什么在索引顺序文件中查找一个记录的平均搜索时间小于在顺序文件中的平均 搜索时间? 答:在顺序文件中,查找一个记录是按顺序检测每一个记录直到有一个包含符合条件的关键域值的记录被找到。索引顺序文件提供一个执行最小穷举搜索的索引 结构。 12.7、对目录执行的典型操作有哪些? 答:搜索,创建文件,删除文件,显示目录,修改目录。 12.8、路径名和工作目录有什么关系? 答:路径名是由一系列从根目录或主目录向下到各个分支,最后直到该文件的路径 中的目录名和最后到达的文件名组成。工作目录是一个这样的目录,它是含有用 户正在使用的当前目录的树形结构。 12.9、可以授予或拒绝的某个特定用户对某个特定文件的访问权限通常有哪些? 答:无(none),知道(knowledge),执行(execution),读(reading),追加(appending), 更新(updating),改变保护(changing protection),删除(deletion)。 12.10、列出并简单定义三种组块方式。 答:固定组块(fixed blocking):使用固定长度的记录,并且若干条完整的记录被保存在一个块中。在每个块的末尾可能会有一些未使用的空间,称为内部碎片。

操作系统文件管理系统模拟实验

文件管理系统模拟 1.实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及内部实现 2.实验内容 为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点: (1)可以实现下列几条命令(至少4条) login 用户登录 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 (2)列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度; (3)源文件可以进行读写保护。 3.实验提示 (1)首先应确定文件系统的数据结构:主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘,这样便于查找和修改。 (2)用户创建的文件,可以编号存储于磁盘上。入file0,file1,file2…并以编号作为物理地址,在目录中进行登记。 4.源代码 #include #include #include #define MEM_D_SIZE 1024*1024 //总磁盘空间为1M #define DISKSIZE 1024 //磁盘块的大小1K #define DISK_NUM 1024 //磁盘块数目1K #define FATSIZE DISK_NUM*sizeof(struct fatitem) //FAT表大小 #define ROOT_DISK_NO FATSIZE/DISKSIZE+1 //根目录起始盘块号 #define ROOT_DISK_SIZE sizeof(struct direct) //根

相关文档
最新文档