实验5:存储管理

实验5:存储管理
实验5:存储管理

一、实验目的

1、理解操作系统存储管理原理

操作系统的发展使得系统完成了大部分的内存管理工作。对于程序员而言,这些内存管理的过程完全透明不可见。因此,程序员开发时从不关心系统如何为自己分配内存,而且永远认为系统可以分配给程序所需要的内存。在程序开发时,程序员真正需要做的就是:申请内存、使用内存、释放内存,其他一概无需过问。

2、研读Linux 内存管理所用到的文件include/linux/mm.h,主要包括两个数据结构:mem_map、free_area

3、在Linux 下,用malloc()函数实现cat或copy命令。

二、实验指导

1、相关函数

1)内存动态分配函数

#include

void *malloc(size_t size)

该函数分配指定大小size个字节的内存空间,成功时返回分配内存的指针(即所分配内存的地址)。该内存区域没有清空。

2) void free(void * addr);

该函数释放由malloc()分配的内存,addr是要释放内存空间的起始地址,并且addr必须是被以前malloc( )调用返回的。

2、参考程序

例程1:申请内存、使用内存以及释放一块内存

#include

#include

#include

int main(void)

{

char * str;

if ((str=(char*)malloc(10))==NULL)

{

printf("not enough memory to allocate buffer\\n");

exit(1);

}

strcpy(str,"hello");

printf("string is %s\\n",str);

free(str);

return 0;

}

(要求:1、以自己的学号命名C程序;2、能够输出内存空间无法分配的信息)

例程2:在打开文件后,通过fstat()获得文件长度,然后通过malloc()系统调用申请响应大小的内存空间,通过read()将文件内容完全读入该内存空间,并显示出来。

#include

#include

#include

#include

#include

main()

{

int fd,len;

void *tp;

struct stat ps;

fd=open(“/home/jf03/try”,0);

fstat(fd,&ps);

len=ps.st_size;

tp=malloc(len);

read(fd,tp,len);

printf(“%s\\n”,tp);

close(fd);

}

(要求:1、以自己的姓名拼音命名C程序;2、能够输出你所要打开的文件大小)三、实验步骤(附操作截图)

实验1:

实验2:

四、运行结果及其结果分析(附结果截图)实验1:

实验2:

五、思考题

1、为什么需要动态存储分配?

1,不会造成浪费,基本上都是有多少用多少。

2,能够随时增加,减少,程序的灵活性更高,也不会出现分配不足的问题。

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

实验三存储管理实验

实验三存储管理实验 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

实验三存储管理实验 一. 目的要求: 1、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。 2、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.实验内容: 1、设计一个固定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。 可以假定每个作业都是批处理作业,并且不允许动态申请内存。为实现分区的分配和回收,可以设定一个分区说明表,按照表中的有关信息进行分配,并根据分区的分配和回收情况修改该表。 算法描述: 本算法将内存的用户区分成大小相等的四个的分区,设一张分区说明表用来记录分区,其中分区的表项有分区的大小、起始地址和分区的状态,当系统为某个作业分配主存空间时,根据所需要的内存容量,在分区表中找到一个足够大的空闲分区分配给它,然后将此作业装入内存。如果找不到足够大的空闲分区,则这个作业暂时无法分配内存空间,系统将调度另一个作业。当一个作业运行结束时,系统将回收改作业所占据的分区并将该分区改为空闲。 算法原程序 #include "" #include "" #include <>

#include <> #define PCB_NUM 5 行程序."); printf("\n\t\t\t0.退出程序."); scanf("%d",&m); switch(m) { case1: break; case0: system("cls"); menu(); break; default: system("cls"); break; } } void paixu(struct MemInf* ComMem,int n) { int i,j,t; for(j=0; jComMem[i+1].size) { t=ComMem[i].size; ComMem[i].size=ComMem[i+1].size; ComMem[i+1].size=t; } } void paixu2() { int i,j,t; for(j=0; j<4; j++) for(i=0; i<4-j; i++) if(pcbList[i].size>pcbList[i+1].size) { t=pcbList[i].size; pcbList[i].size=pcbList[i+1].size; pcbList[i+1].size=t; } } void main() { DD: menu();

实验三:存储管理

实验三:存储管理 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

一、实验名称 实验三:存储管理 [1]Windows Server 2003内存结构 [2] Windows Server 2003虚拟内存 二、 [1]实验目的 1)通过实验了解windows Server 2003内存的使用,学习如何在应用程序中管理内存、体会Windows应用程序内存的简单性和自我防护能力。 2)了解windows Server 2003的内存结构和虚拟内存的管理,进而了解进程堆和windows为使用内存而提供的一些扩展功能。 三、 [1]实验内容 四、 [1]实验步骤 Windows提供了一个API即GetSystemInfo() ,以便用户能检查系统中虚拟内存的一些特性。程序5-1显示了如何调用该函数以及显示系统中当前内存的参数。 步骤1:登录进入Windows Server 2003 。 步骤2:在“开始”菜单中单击“程序”-“Microsoft Visual Studio 6.0”–“Microsoft Visual C++ 6.0”命令,进入Visual C++窗口。 步骤3:在工具栏单击“打开”按钮,在“打开”对话框中找到并打开实验源程序。 程序5-1:获取有关系统的内存设置的信息 步骤4:单击“Build”菜单中的“Compile ”命令,并单击“是”按钮确认。系统对进行编译。 步骤5:编译完成后,单击“Build”菜单中的“Build ”命令,建立可执行文件。 操作能否正常进行如果不行,则可能的原因是什么 答:操作能正常进行。 _____________________________________________________ 步骤6:在工具栏单击“Execute Program” (执行程序) 按钮,执行程序。 运行结果 (分行书写。如果运行不成功,则可能的原因是什么?) : 1) 虚拟内存每页容量为: 2) 最小应用地址: 0x00010000 3) 最大应用地址为: 0x7ffeffff 4) 当前可供应用程序使用的内存空间为: 5) 当前计算机的实际内存大小为: 阅读和分析程序5-1,请回答问题:

实验五 存储管理(二)

实验五存储管理(二) 学号:姓名:班级: 实验目的: 1. 了解虚拟存储器。 2. 掌握分页存储管理的原理,熟悉段式存储和段页式存储管理。 3. 掌握常用的页面置换算法。 实验内容: 一、选择: 1.可变分区方式常用的主存分配算法中,()总是找到能满足作业要求的最大空闲区分配 A、最佳适应算法 B、首次适应算法 C、最坏适应算法 D、循环首次适应算法 2.下列()存储方式不能实现虚拟存储器 A、分区 B、页式 C、段式 D、段页式 3.操作系统处理缺页中断时,选择一种好的调度算法对主存和辅存中的信息进行高效调度尽可能地避免() A、碎片 B、CPU空闲 C、多重中断 D、抖动 4.分页式存储管理的主要特点是() A、要求处理缺页中断 B、要求扩充主存容量 C、不要求作业装入到主存的连续区域 D、不要求作业全部同时装人主存 5.LRU页面调度算法淘汰()的页 A、最近最少使用 B、最近最久未使用 C、最先进入主存 D、将来最久使用 6.分区管理要求对每一个作业都分配()的主存单元 A、地址连续 B、若干地址不连续的 C、若干连续的页 D、若干不连续的帧 7.在存储管理中,采用覆盖与交换技术的目的是()

A、节省主存空间 B、物理上扩充主存容量 C、提高CPU的效率 D、实现主存共享 8.分页虚拟存储管理中,缺页中断时,欲调度一页进入主存中,内存己无空闲块,如何决定淘汰已在主存的块时,()的选择是很重要的 A、地址变换 B、页面调度算法 C、对换方式 D、覆盖技术 9.()存储管理兼顾了段式在逻辑上清晰和页式在存储管理上方便的优点 A、分段 B、分页 C、可变分区方式 D、段页式 10.在固定分区分配中,每个分区的大小是() A、随作业长度变化 B、相同 C、可以不同但预先固定 D、可以不同但根据作业长度固定 11.下述()页面置换算法会产生Belady现象 A、最佳置换算法 B、先进先出算法 C、LRU算法 D、Clock算法 12.在一个分页式存储管理系统中,页表的内容为: 若页的大小为4KB,则地址转换机构将相对地址0转换成的物理地址是()。 A.8192 B.4096 C.2048 D.1024 13.采用先进先出页面淘汰算法的系统中,一进程在内存占3块(开始为空),页面访问序列为1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6。运行时会产生()次缺页中断。 A.7 B.8 C.9 D.10 二、填空: 1.在分页式存储管理的页表里,主要应该包含和两个信息。 2.在请求分页式存储管理中,页面淘汰是由于引起的。

实验五 动态分区存储管理

实验五动态分区存储管理 一、实验目的 深入了解采用动态分区存储管理方式的内存分配回收的实现。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,熟悉动态分区存储管理的内存分配和回收。 二、实验内容 编写程序完成动态分区存储管理方式的内存分配回收。 具体包括:确定内存空间分配表; 采用最优适应算法完成内存空间的分配和回收; 编写主函数对所做工作进行测试。 三、设计思路 整体思路: 动态分区管理方式将内存除操作系统占用区域外的空间看成一个大的空闲区。当作业要求装入内存时,根据作业需要内存空间的大小查询内存中的各个空闲区,当从内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空闲区时,选择其中一个空闲区,按作业需求量划出一个分区装人该作业,作业执行完后,其所占的内存分区被收回,成为一个空闲区。如果该空闲区的相邻分区也是空闲区,则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。 设计所采用的算法: 采用最优适应算法,每次为作业分配内存时,总是把既能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。但最优适应算法容易出现找到的一个分区可能只比作业所需求的长度略大一点的情行,这时,空闲区分割后剩下的空闲区就很小以致很难再使用,降低了内存的使用率。为解决此问题,设定一个限值minsize,如果空闲区的大小减去作业需求长度得到的值小于等于minsize,不再将空闲区分成己分分区和空闲区两部分,而是将整个空闲区都分配给作业。 内存分配与回收所使用的结构体: 为便于对内存的分配和回收,建立两张表记录内存的使用情况。一张为记录作业占用分 区的“内存分配表”,内容包括分区起始地址、长度、作业名/标志(为0时作为标志位表示空栏目);一张为记录空闲区的“空闲分区表”,内容包括分区起始地址、长度、标志(0表空栏目,1表未分配)。两张表都采用顺序表形式。

存储管理实验报告.doc

存储管理实验报告

北方工业大学 《计算机操作系统》实验报告 实验名称存储管理实验序号 2 实验日期2013.11.27实验人 一、实验目的和要求 1.请求页式存储管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验目的 是通过请求页式存储管理中页面置换算法的模拟设计,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。 二、相关背景知识 1.随机数产生办法 关于随机数产生办法, Linux 或 UNIX 系统提供函数 srand() 和 rand() ,分 别进行初始化和产生随机数。 三、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: 1.50% 的指令是顺序执行的; 2.25% 的指令是均匀分布在前地址部分; 3.25% 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 1~5,直到执行 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 4 页到 32 页; 3.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 中存放的方式为: 第 0 条至第 9 条指令为第 0 页(对应虚存地址为 [0, 9]); 第 10 条至第 19 条指令为第 1 页(对应虚存地址为 [10, 19]); 第 310 条至第 319 条指令为第 31 页(对应虚存地址为 [310,319]); 按以上方式,用户指令可以组成 32 页。 (3)计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。

实验报告实验二存储管理

实验二存储管理 一.实验目的 存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。 本实验的目的是通过请求页式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。 二.实验内容 (1)通过计算不同算法的命中率比较算法的优劣。同时也考虑了用户内存容量对命中率的影响。 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页面失效次数 命中率?1?页地址流长度中的次数。,用户内存,用户虚存容量为 32k 在本实验中,假定页面大小为1k 32页。容量为4页到320条指令。produce_addstream通过随机数产生一个指令序列,共(2)指令的地址按下述原则生成:A、 的指令是顺序执行的)150% 的指令是均匀分布在前地址部分2)25% 的指令是均匀分布在后地址部分3)25% 体的实施方法是:、具B ;319]的指令地址之间随机选取一起点m)在[0,1 的指令;顺序执行一条指令,即执行地址为m+1)2 该指令的地址为中随机选取一条指令并执行,,m+1]3)在前地址[0 ;m' 的指令'+1)顺序执行一条指令,地址为m4 319]中随机选取一条指令并执行;[m在后地址'+2,5) 320次指令)~5),直到执行6)重复上述步骤1 将指令序列变换称为页地址流C、 条指令条指令排列虚存地址,即320k存放10在用户虚存中,按每在虚存中的存放方式为:;,9])第9条指令为第0页(对应虚存地址为[0第0条~ ;19])条指令为第1页(对应虚存地址为[10,第10条~第19 。。。。。。;,319])[310条~第319条指令为第31页(对应虚存地址为310第页。按以上方式,用户指令可组成32 计算并输出下属算法在不同内存容量下的命中率。)(3 );)先进先出的算法(FIFO1 ;最近最少使用算法(LRU)2) ;OPT)最佳淘汰算法()3 ;)LFR最少访问页面算法()4. 其中3)和4)为选择内容 三.系统框图

实验操作系统存储管理实验报告

实验四操作系统存储管理实验报告 一、实验目的 存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。 本实验的目的是通过请求页式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。 二、实验内容 (1)通过计算不同算法的命中率比较算法的优劣。同时也考虑了用户内存容量对命中率的影响。 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中的次数。 在本实验中,假定页面大小为1k,用户虚存容量为32k,用户内存容量为4页到32页。 (2)produce_addstream通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。 A、指令的地址按下述原则生成: 1)50%的指令是顺序执行的 2)25%的指令是均匀分布在前地址部分 3)25%的指令是均匀分布在后地址部分 B、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,地址为m’+1的指令 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1)~5),直到执行320次指令 C、将指令序列变换称为页地址流

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)计算并输出下属算法在不同内存容量下的命中率。 1)先进先出的算法

网络存储实验报告

湖北文理学院《网络存储》 实验报告 专业班级:计科1211 姓名:*** 学号:*** 任课教师:李学峰 2014年11月16日

实验01 Windows 2003的磁盘阵列技术 一、实验目的 1.掌握在Windows 2003环境下做磁盘阵列的条件和方法。 2.掌握在Windows 2003环境下实现RAID0的方法。 3. 掌握在Windows 2003环境下实现RAID1的方法。 4. 掌握在Windows 2003环境下实现RAID5的方法。 5. 掌握在Windows 2003环境下实现恢复磁盘阵列数据的方法。 二、实验要求 1.在Windows 2003环境下实现RAID0 2.在Windows 2003环境下实现RAID1 3.在Windows 2003环境下实现RAID5 4.在Windows 2003环境下实现恢复磁盘阵列数据 三、实验原理 (一)磁盘阵列RAID技术的概述 RAID是一种磁盘容错技术,由两块以上的硬盘构成冗余,当某一块硬盘出现物理损坏时,换一块同型号的硬盘即可自行恢复数据。RAID有RAID0、RAID1、RAID5等。RAID 技术是要有硬件来支持的,即常说的RAID卡,如果没RAID卡或RAID芯片,还想做RAID,那就要使用软件RAID技术,微软Windows系统只有服务器版本才支持软件RAID技术,如Windows Server 2003等。 (二)带区卷(RAID0) 带区卷是将多个(2-32个)物理磁盘上的容量相同的空余空间组合成一个卷。需要注意的是,带区卷中的所有成员,其容量必须相同,而且是来自不同的物理磁盘。带区卷是Windows 2003所有磁盘管理功能中,运行速度最快的卷,但带区卷不具有扩展容量的功能。它在保存数据时将所有的数据按照64KB分成一块,这些大小为64KB的数据块被分散存放于组成带区卷的各个硬盘中。 (三)镜像卷(RAID1) 镜像卷是单一卷的两份相同的拷贝,每一份在一个硬盘上。它提供容错能力,又称为RAID1技术。 RAID1的原理是在两个硬盘之间建立完全的镜像,即所有数据会被同时存放到两个物理硬盘上,当一个磁盘出现故障时,系统仍然可以使用另一个磁盘内的数据,因此,它具备容错的功能。但它的磁盘利用率不高,只有50%。 四、实验设备 1.一台装有Windows Server 2003系统的虚拟机。 2.虚拟网卡一块,类型为“网桥模式”。 3.虚拟硬盘五块。 五、实验步骤 (一)组建RAID实验的环境 (二)初始化新添加的硬盘 (三)带区卷(RAID0的实现)

实验五动态分区存储管理模拟

实验五动态分区存储管理模拟 一、实验目的 深入了解可变分区存储管理式主存分配回收的实现。 二、实验预备知识 可变分区存储管理式不预先将主存划分成几个区域,而把主存除操作系统占用区域外的空间看作一个大的空闲区。当进程要求装入主存时,根据进程需要主存空间的大小查询主存各个空闲区,当从主存空间找到一个大于或等于该进程大小要求的主存空闲区时,选择其中一个空闲区,按进程需求量划出一个分区装入该进程。进程执行完后,它所占的主存分区被回收,成为一个空闲区。如果该空闲区的相邻分区也是空闲区,则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。 这个实验主要需要考虑三个问题: (1)设计记录主存使用情况的数据表格,用来记录空闲区和进程占用的区域; (2)在设计的数据表格基础上设计主存分配算法; (3)在设计的数据表格基础上设计主存回收算法。 首先,考虑第一个问题:设计记录主存使用情况的数据表格,用来记录空闲区和进程占用的区域。 由于可变分区的大小是由进程需求量决定的,故分区的长度是预先不固定的,且分区的个数也随主存分配和回收而变动。总之,所有分区情况随时可能发生变化,数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同,因此设计的表格应该包括分区在主存中的起始地址和长度。由于分配时空闲区有时会变成两个分区:空闲区和已分分区,回收主存分区时,可能会合并空闲分区,这样如果整个主存采用一表格记录已分分区和空闲区,就会使表格操作繁琐。主存分配

时查找空闲区进行分配,然后填写已分分区表,主要操作在空闲区;某个进程执行完成后,将该分区变成空闲区,并将其与相邻空闲区合并,主要操作也在空闲区。由此可见,主存分配和回收主要是对空闲区的操作。 这样,为了便于对主存空间的分配和回收,就建立两分区表记录主存使用情况,一表格记录进程占用分区的“已分分区表”;一是记录空闲区的“空闲区表”。这两表的实现法一般有两种,一种是链表形式,一种是顺序表形式。在实验中,采用顺序表形式,用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定,所以无论是“已分分区表”还是“空闲区表”都必须事先确定长度。它们的长度必须是系统可能的最大项数,系统运行过程中才不会出错,因而在多数情况下,无论是“已分分区表”还是“空闲区表”都有空闲栏目。已分分区表中除了分区起始地址、长度外,也至少还要有一项“标志”,如果是空闲栏目,容为“空”,如果为某个进程占用分区的登记项,容为该进程的进程名;空闲区表中除了分区起始地址、长度外,也要有一项“标志”,如果是空闲栏目,容为“空”,如果为某个空闲区的登记项,容为“未分配”。在实际系统中,这两个表格的容可能还要更多,实验中仅仅使用上述必须的数据。为此,“已分分区表”和“空闲区表”在实验中有如下的结构定义: 已分分区表的定义: #define n 10 //假定系统允的进程数量最多为n struct { float address; //已分分区起始地址 float length; //已分分区长度,单位为字节

操作系统实验四存储管理

宁德师范学院计算机系 实验报告 (2014—2015学年第二学期) 课程名称操作系统 实验名称实验四存储管理 专业计算机科学与技术(非师)年级2012级 学号B2012102147 姓名王秋指导教师王远帆 实验日期2015-05-20

2) 右键单击任务栏以启动“任务管理器”。 3) 在“Windows任务管理器”对话框中选定“进程”选项卡。 4) 向下滚动在系统上运行的进程列表,查找想要监视的应用程序。 请在表4-3中记录: 表4-3 实验记录 映像名称PID CPU CPU时间内存使用 WINWORD.EXE 5160 00 0:00:10 22772k 图1 word运行情况 “内存使用”列显示了该应用程序的一个实例正在使用的内存数量。 5) 启动应用程序的另一个实例并观察它的内存需求。 请描述使用第二个实例占用的内存与使用第一个实例时的内存对比情况: 第二个实例占用内存22772K,比第一个实例占用的内存大很多 4:未分页合并内存。 估算未分页合并内存大小的最简单方法是使用“任务管理器”。未分页合并内存的估计值显示在“任务管理器”的“性能”选项卡的“核心内存”部分。 总数(K) :________220___________ 分页数:__________167___________ 未分页(K) :_________34__________

图2核心内存 还可以使用“任务管理器”查看一个独立进程正在使用的未分页合并内存数量和分页合并内存数量。操作步骤如下: 1) 单击“Windows任务管理器”的“进程”选项卡,然后从“查看”菜单中选择“选择列”命令,显示“进程”选项卡的可查看选项。 2) 在“选择列”对话框中,选定“页面缓冲池”选项和“非页面缓冲池”选项旁边的复选框,然后单击“确定”按钮。 返回Windows “任务管理器”的“进程”选项卡时,将看到其中增加显示了各个进程占用的分页合并内存数量和未分页合并内存数量。 仍以刚才打开观察的应用程序(例如Word) 为例,请在表4-4中记录: 表4-4 实验记录 映像名称PID 内存使用页面缓冲池非页面缓冲池 WINWORD.EXE 2964 37488 951 42 从性能的角度来看,未分页合并内存越多,可以加载到这个空间的数据就越多。拥有的物理内存越多,未分页合并内存就越多。但未分页合并内存被限制为256MB,因此添加超出这个限制的内存对未分页合并内存没有影响。 5:提高分页性能。 在Windows 2000的安装过程中,将使用连续的磁盘空间自动创建分页文件(pagefile.sys) 。用户可以事先监视变化的内存需求并正确配置分页文件,使得当系统必须借助于分页时的性能达到最高。 虽然分页文件一般都放在系统分区的根目录下面,但这并不总是该文件的最佳位置。要想从分页获得最佳性能,应该首先检查系统的磁盘子系统的配置,以了解它是否有多个物理硬盘驱动器。 1) 在“开始”菜单中单击“设置”–“控制面板”命令,双击“管理工具”图标,再双击“计算机管理”图标。 2) 在“计算机管理”窗口的左格选择“磁盘管理”管理单元来查看系统的磁盘配置。 如果系统只有一个硬盘,那么建议应该尽可能为系统配置额外的驱动器。这是因为:Windows 2000最多可以支持在多个驱动器上分布的16个独立的分页文件。为系统配置多个分页文件可以实现对不同磁盘I/O请求的并行处理,这将大大提高I/O请求的分页文件性能。 请在表4-5中记录: 表4-5 实验记录

实验五动态页式存储管理实现过程的模拟

实验五动态页式存储管理实现过程的模拟 一、实验目的与要求 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。通过本实验帮助学生理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器;掌握物理内存和虚拟内存的基本概念;掌握重定位的基本概念及其要点,理解逻辑地址与绝对地址;掌握动态页式存储管理的基本原理、地址变换和缺页中断、主存空间的分配及分配算法;掌握常用淘汰算法。 二、实验环境 VC++6.0集成开发环境或java程序开发环境。 三、实验内容 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。 四、实验原理 1、地址转换 (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,页表的格式如图10所示: 图10 页表格式 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。 (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11。 图11 地址转换模拟算法 2、用先进先出(FIFO)页面调度算法处理缺页中断。

存储管理实验报告

综合性实验报告 一、实验目的 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,掌握请求页式管理的页面置换算法。 页面置换算法是虚拟存储管理实现的关键,通过本次实验理解内存页面调度的机制,在模拟实现FIFO、LRU、OPT、LFU、NUR几种经典页面置换算法的基础上,比较各种置换算法的效率及优缺点,从而了解虚拟存储实现的过程。 二、总体设计 1、编写函数计算并输出下述各种算法的命中率 ①OPT页面置换算法 OPT所选择被淘汰的页面是已调入内存,且在以后永不使用的,或是在最长时间内不再被访问的页面。因此如何找出这样的页面是该算法 的关键。可为每个页面设置一个步长变量,其初值为一足够大的数,对 于不在内存的页面,将其值重置为零,对于位于内存的页面,其值重置 为当前访问页面与之后首次出现该页面时两者之间的距离,因此该值越 大表示该页是在最长时间内不再被访问的页面,可以选择其作为换出页 面。 ②FIFO页面置换算法 FIFO总是选择最先进入内存的页面予以淘汰,因此可设置一个先进先出的忙页帧队列,新调入内存的页面挂在该队列的尾部,而当无空闲 页帧时,可从该队列首部取下一个页帧作为空闲页帧,进而调入所需页 面。 ③LRU页面置换算法 LRU是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的,它利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似,选择最近最久未使用的页面予以 淘汰。该算法主要借助于页面结构中的访问时间time来实现,time记

录了一个页面上次的访问时间,因此,当须淘汰一个页面时,选择处于 内存的页面中其time值最小的页面,即最近最久未使用的页面予以淘 汰。 ④LFU页面置换算法 LFU要求为每个页面配置一个计数器(即页面结构中的counter),一旦某页被访问,则将其计数器的值加1,在需要选择一页置换时,则 将选择其计数器值最小的页面,即内存中访问次数最少的页面进行淘 汰。 ⑤NUR页面置换算法 NUR要求为每个页面设置一位访问位(该访问位仍可使用页面结构中的counter表示),当某页被访问时,其访问位counter置为1。需要 进行页面置换时,置换算法从替换指针开始(初始时指向第一个页面) 顺序检查处于内存中的各个页面,如果其访问位为0,就选择该页换出, 否则替换指针下移继续向下查找。如果内存中的所有页面扫描完毕未找 到访问位为0的页面,则将替换指针重新指向第一个页面,同时将内存 中所有页面的访问位置0,当开始下一轮扫描时,便一定能找到counter 为0的页面。 2、在主函数中生成要求的指令序列,并将其转换成页地址流;在不同 的内存容量下调用上述函数使其计算并输出相应的命中率。 三、实验步骤(包括主要步骤、代码分析等) 主要步骤: 、通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。其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: A.在[0,319]的指令地址之间随机选区一起点M; 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’+1; E.在后地址[M’+2,319]中随机选取一条指令并执行;

实验四 操作系统存储管理实验报告

实验四 操作系统存储管理实验报告 一、实验目的 存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。 本实验的目的是通过请求页式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。 二、实验内容 (1) 通过计算不同算法的命中率比较算法的优劣。同时也考虑了用户内存容量对命 中率的影响。 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中的次数。 在本实验中,假定页面大小为1k ,用户虚存容量为32k ,用户内存容量为4页到32页。 (2) produce_addstream 通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。 A 、 指令的地址按下述原则生成: 1) 50%的指令是顺序执行的 2)25%的指令是均匀分布在前地址部分 3) 25%的指令是均匀分布在后地址部分 B 、 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,地址为m ’+1的指令 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1)~5),直到执行320次指令 页地址流长度页面失效次数命中率- =1

C、将指令序列变换称为页地址流 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)计算并输出下属算法在不同内存容量下的命中率。 1)先进先出的算法(FIFO); 2)最近最少使用算法(LRU); 3)最佳淘汰算法(OPT); 4)最少访问页面算法(LFR); 其中3)和4)为选择内容

实验二 存储管理

实验二存储管理 一、实验目的与基本要求 1.加深对可变分区的存储管理的理解; 2.提高用C 语言编制大型系统程序的能力,特别是掌握C 语言编程的难点:指针和指针作为函数参数; 3.掌握用指针实现链表和在链表上的基本操作。 二、实验条件 1.硬件:一台微机 2.软件:操作系统和C语言系统或VC++编译系统。 三、实验方法 编写程序,记录、观察显示结果,并分析原因。 四、实验内容 编写一个 C 程序,用char *malloc(unsigned size)函数向系统申请一次内存空间(如size=1000,单位为字节),用循环首次适应法来匹配。 两个模拟申请和释放函数,可以按以下定义addr = (char *)lmalloc(unsigned size) 和lfree(unsigned size,char * addr)模拟UNIX 操作系统的可变分区内存管理,实现对该内存区的分配和释放管理。 五、实验提示 要分配函数lmalloc 的参数size 和释放函数lfree 的参数size、addr 以键盘命令的形式 输入,每次分配和释放后显示自己的空闲存储区表。 空闲存储区表可采用结构数组的形式(最低要求)或双向链接表的形式,建议采用 的数据结构为: struct map { unsigned m_size; char * m_addr; }; struct map { unsigned m_size; char *m_addr; struct map *next, *prior; }; 整个系统的基本框架为

程序结束前将整个存储区归还给系统。 六、实验报告要求 要采用标准的实验报告纸。它包含以下几个方面: 1.题目。 2.算法思想和概要设计和重要模块的详细设计及功能和接口说明。 3.重要数据结构和变量的说明。 4.源程序、注释和结果。注释如在上机时来不及打入,可在写报告时补上。5.测试方法,对测试结果的分析,错误的分析。 6.程序及测试的改进、本次上机经验及体会。

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

《操作系统》存储管理实验报告

____大学____学院实验报告 课程名称:计算机操作系统实验名称:存储管理实验实验日期: 班级:姓名:学号:仪器编号:XX 实验报告要求:1.实验目的 2.实验要求 3.实验步骤 4.程序清单 5.运行情况 6.流程图7.实验体会 1、实验目的 ①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法。 ②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。 2、实验要求 ①设计一个固定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。 可以假定每个作业都是批处理作业,并且不允许动态申请内存。为实现分区的分配和回收,可以设定一个分区说明表,按照表中的有关信息进行分配,并根据分区的分配和回收情况修改该表。 ②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:首次适应算法;最坏适应算法;最佳适应算法。 ③编写并调试一个段页式存储管理的地址转换的模拟程序。 首先设计好段表、页表,然后给出若干个有一定代表性的地址,通过查找段表页表后得到转换的地址。要求打印转换前的地址,相应的段表,页表条款及转换后的地址,以便检查。 3、实验步骤 (1)理解实验要求,联系所学知识;(2)根据要求编写调度算法;(3)编写完整的实验代码并在VC++ 6.0环境下编译运行;(4)调试程序直至得出结果。 4、程序清单 ① #include #include #include #include #define NUM 4 #define alloMemory(type) (type*)malloc(sizeof(type)) struct partiTab { int no; int size; int firstAddr; char state; }parTab[NUM];

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

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