操作系统-存储器管理-实验报告

操作系统-存储器管理-实验报告
操作系统-存储器管理-实验报告

实验二、存储器管理

一、实验目的

理解各类置换算法的原理和虚拟存储器管理的方法。

二、实验内容

编程实现LRU算法或CLOCK/改进算法等置换算法(二选一),模拟实现虚拟存储器的地址变换过程。

实验步骤:

理解LRU或CLOCK改进算法等置换算法;

设计与算法相关的数据结构,如:LRU的堆栈或CLOCK改进算法中的循环结构;

按照最多5块的内存分配情况,编程实现所选算法,动态输入访问内存的块号序列,输出置换结果;

测试:输入合法、非法的访问序列数据,检查程序的正确性。

理解虚拟存储器的地址变换过程;

设计用于模拟快表、页表、地址变换所用的寄存器的数据结构;

编制页表的初始信息文件,举例说明文件中具有的信息:共有5块,每块的状态、在内存和外存的起始地址等。

编程实现虚拟存储器地址变换算法程序,动态输入所要访问的逻辑地址,变换过程文字描述以及变换后的物理地址;

测试:输入有效、无效地址,测试程序的正确性和错误处理能力。

三、实验环境

Windows 2000;Microsoft Visual C++ 6.0

四、程序源码与运行结果

LRU算法代码

#include

using namespace std;

int size;

int *w;

//定义一个动态数组

struct mem

{

int num;

int count;

}memBlock[3]={0,0,0,0,0,0};

void LRU()

{

for( int i = 0; i < size; i++ )

{

int maxCount = memBlock[0].count;

int maxPos = 0;

int j = 0;

bool bFind = false;

for( j = 0; j < 3; j++ )

{

// 标记出count值最大的位置

if( maxCount < memBlock[j].count )

{

maxCount = memBlock[j].count;

maxPos = j;

}

// 将所有的count值都+1

memBlock[j].count++;

// 如果命中,将其count值置为0

if( w[i] == memBlock[j].num )

{

memBlock[j].count = 0;

bFind = true;

}

}

// 未命中,将count最大的拿来替换

if( !bFind )

{

memBlock[maxPos].num = w[i];

memBlock[maxPos].count = 0;

}

for(j = 0; j < 3; j++) //输出

cout << memBlock[j].num << " ";

cout <<" "<< endl;

}

}

int main() //主函数

{

cout<<"请输入需访问的页面数量:"<>size;

w = new int[size];

cout<<"请输入需要访问的页面"<

for(int a=0;a

{

cin>>w[a];//输入数组

}

cout<

LRU();

return 0;

}

运行结果

备注:输入数据为P152 LRU置换算法所用数据

《计算机操作系统》(第三版)西安电子科技大学出版社

2014-2015(1)操作系统实验

实验项目名称:进程的同步(实验一) 1、实验目的 (1) 掌握进程和线程基本概念和属性; (2) 掌握用PV操作解决并发进程的同步问题; (3) 掌握用于同步的信号量初值的设置; (4) 掌握如何处理共享资源的直接制约关系。 2、实验内容 (1) 设计一个模拟若干售票网点的售票程序。界面可以参考图1。还应设计多个后台售票线程并发运行。 图1售票 (2) 模拟:桌上有一只盘子,每次只能放入一个水果。爸爸专向盘子中放苹果,妈妈专向盘子中放桔子,一个女儿专等吃盘子里的苹果,一个儿子专等吃盘子里的桔子。只要盘子空则爸爸或妈妈都可以向盘子放一个水果,仅当盘子中有自己需要的水果时,儿子或女儿可以从盘子中取出水果。放-取水果的几种情况如图2(a)~(f)所示,可以参照进行设计。 (a)盘子空时取水果 (b)父亲放入苹果

(c) 儿子取水果 (d) 女儿取水果 (e)儿子取走桔子 (f)盘子满时放水果 图2 放-取水果 (3) 自选其它能反映进程互斥问题的应用。 实验项目名称:处理机调度(实验二) 1、实验目的 (1) 掌握几种处理机调度算法的基本思想和特点; (2) 理解并发与并行的区别; (3) 比较几种算法的特点。 2、实验内容 编写程序模拟处理机调度,参照图3。 (1) 时间片轮转 (2) 动态优先权调度 (3) 高响应比优先调度

图3 模拟处理机调度 实验项目名称:银行家算法(实验三) 1、实验目的 银行家算法是避免死锁的一种重要方法,本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。加深了解有关资源申请、避免死锁等概念,并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。 2、实验内容 (1) 设计进程对各类资源最大申请表示及初值确定。 (2) 设定系统提供资源初始状况。 (3) 设定每次某个进程对各类资源的申请表示。 (4) 编制程序,依据银行家算法,决定其申请是否得到满足。 具体设计可参照图4(a)~(c) 进行。

操作系统内存管理复习过程

操作系统内存管理

操作系统内存管理 1. 内存管理方法 内存管理主要包括虚地址、地址变换、内存分配和回收、内存扩充、内存共享和保护等功能。 2. 连续分配存储管理方式 连续分配是指为一个用户程序分配连续的内存空间。连续分配有单一连续存储管理和分区式储管理两种方式。 2.1 单一连续存储管理 在这种管理方式中,内存被分为两个区域:系统区和用户区。应用程序装入到用户区,可使用用户区全部空间。其特点是,最简单,适用于单用户、单任务的操作系统。CP/M和 DOS 2.0以下就是采用此种方式。这种方式的最大优点就是易于管理。但也存在着一些问题和不足之处,例如对要求内

存空间少的程序,造成内存浪费;程序全部装入,使得很少使用的程序部分也占用—定数量的内存。 2.2 分区式存储管理 为了支持多道程序系统和分时系统,支持多个程序并发执行,引入了分区式存储管理。分区式存储管理是把内存分为一些大小相等或不等的分区,操作系统占用其中一个分区,其余的分区由应用程序使用,每个应用程序占用一个或几个分区。分区式存储管理虽然可以支持并发,但难以进行内存分区的共享。 分区式存储管理引人了两个新的问题:内碎片和外碎片。 内碎片是占用分区内未被利用的空间,外碎片是占用分区之间难以利用的空闲分区(通常是小空闲分区)。 为实现分区式存储管理,操作系统应维护的数据结构为分区表或分区链表。表中各表项一般包括每个分区的起始地址、大小及状态(是否已分配)。

分区式存储管理常采用的一项技术就是内存紧缩(compaction)。 2.2.1 固定分区(nxedpartitioning)。 固定式分区的特点是把内存划分为若干个固定大小的连续分区。分区大小可以相等:这种作法只适合于多个相同程序的并发执行(处理多个类型相同的对象)。分区大小也可以不等:有多个小分区、适量的中等分区以及少量的大分区。根据程序的大小,分配当前空闲的、适当大小的分区。 优点:易于实现,开销小。 缺点主要有两个:内碎片造成浪费;分区总数固定,限制了并发执行的程序数目。 2.2.2动态分区(dynamic partitioning)。 动态分区的特点是动态创建分区:在装入程序时按其初始要求分配,或在其执行过程中通过系统调用进行分配或改变分区大小。与固定分区相比较其优点是:没有内碎

静态存储器扩展实验报告

静态存储器扩展实验报告告圳大学实验报深

微机原理与接口技术 课程名称: 静态存储器扩展实验实验项目名称: 信息工程学院学院: 专业:电子信息工程

指导教师:周建华 32012130334 学号:班级:电子洪燕报告人:班 2014/5/21 实验时间: 实验报告提交时间:2014/5/26 教务部制. 一.实验目的与要求: 1. 了解存储器扩展的方法和存储器的读/写。 2. 掌握CPU对16位存储器的访问方法。

二.实验设备 PC机一台,TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置一套,示波器一台。 三.实验原理VCC28A141WE27A122A1326A73A8254A6存储器是用来存储信息的A924A55A1123A46OE22A3762256A10218A2CS209A1部件,是计算机的重要组成部D719A010D618D011D517D112D416D213D315GND14管组成的是由MOS分,静态RAM触发器电路,每个触发器可以存放1位

信息。只要不掉电,所储存的信息就不会丢失。因此,静态RAM工作稳定,不要外加刷新电路,使用方便。 但一般SRAM 的每一个触发器是由6个晶体管组成,SRAM 芯片的集成度不会太高,目前较常用的有6116(2K×8位),图4.1 62256引脚图6268位)622532位。本验平台上选. 用的是62256,两片组成32K×16位的形式,共64K字节。 62256的外部引脚图如图4.1所示。 本系统采用准32位CPU,具有16位外部

数据总线,即D0、D1、…、D15,地址总线为BHE#(#表示该信号低电平有效)、BLE #、A1、A2、…、A20。存储器分为奇体和偶体,分别由字节允许线BHE#和BLE#选通。 存储器中,从偶地址开始存放的字称为规则字,从奇地址开始存放的字称为非规则字。处理器访问规则字只需要一个时钟周期,BHE#和BLE#同时有效,从而同时选通存储器奇体和偶体。处理器访问非规则字却需要

操作系统实验内存分配

西安邮电大学 (计算机学院) 课内实验报告 实验名称:内存管理 专业名称:软件工程 班级: 学生姓名: 学号(8位): 指导教师: 实验日期:

实验五:进程 1.实验目的 通过深入理解区管理的三种算法,定义相应的数据结构,编写具体代码。充分模拟三种算法的实现过程,并通过对比,分析三种算法的优劣。 (1)掌握内存分配FF,BF,WF策略及实现的思路; (2)掌握内存回收过程及实现思路; (3)参考给出的代码思路,实现内存的申请、释放的管理程序,调试运行,总结程序设计中出现的问题并找出原因,写出实验报告。 2.实验要求: 1)掌握内存分配FF,BF,WF策略及实现的思路; 2)掌握内存回收过程及实现思路; 3)参考本程序思路,实现内存的申请、释放的管理程序,调试运行,总结程序设计中出现的问题并找出原因,写出实验报告。 3.实验过程: 创建进程:

删除其中几个进程:(默认以ff首次适应算法方式排列) Bf最佳适应算法排列方式:

wf最差匹配算法排列方式: 4.实验心得: 这次实验实验时间比较长,而且实验指导书中对内存的管理讲的很详细,老师上课的时候也有讲的很详细,但是代码比较长,刚开始的时候也是不太懂,但是后面经过和同学一起商讨,明白几种算法的含义: ①首次适应算法。在采用空闲分区链作为数据结构时,该算法要求空闲分区链表以地址递增的次序链接。在进行内存分配时,从链首开始顺序查找,直至找到一个能满足进程大小要求的空闲分区为止。然后,再按照进程请求内存的大小,从该分区中划出一块内存空间分配给请求进程,余下的空闲分区仍留在空闲链中。 ②循环首次适应算法。该算法是由首次适应算法演变而形成的,在为进程分配内存空间时,从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找,直至找到第一个能满足要求的空闲分区,并从中划出一块与请求的大小相等的内存空间分配给进程。 ③最佳适应算法将空闲分区链表按分区大小由小到大排序,在链表中查找第一个满足要求的分区。 ④最差匹配算法将空闲分区链表按分区大小由大到小排序,在链表中找到第一个满足要求的空闲分区。 实验中没有用到循环首次适应算法,但是对其他三种的描述还是很详细,总的来说,从实验中还是学到了很多。 5.程序源代码: #include #include #include

操作系统实验之内存管理实验报告

学生学号 实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称 计算机操作系统 开 课 学 院 计算机科学与技术学院 指导老师姓名 学 生 姓 名 学生专业班级 2016 — 2017 学年第一学期

实验三 内存管理 一、设计目的、功能与要求 1、实验目的 掌握内存管理的相关内容,对内存的分配和回收有深入的理解。 2、实现功能 模拟实现内存管理机制 3、具体要求 任选一种计算机高级语言编程实现 选择一种内存管理方案:动态分区式、请求页式、段式、段页式等 能够输入给定的内存大小,进程的个数,每个进程所需内存空间的大小等 能够选择分配、回收操作 内购显示进程在内存的储存地址、大小等 显示每次完成内存分配或回收后内存空间的使用情况 二、问题描述 所谓分区,是把内存分为一些大小相等或不等的分区,除操作系统占用一个分区外,其余分区用来存放进程的程序和数据。本次实验中才用动态分区法,也就是在作业的处理过程中划分内存的区域,根据需要确定大小。 动态分区的分配算法:首先从可用表/自由链中找到一个足以容纳该作业的可用空白区,如果这个空白区比需求大,则将它分为两个部分,一部分成为已分配区,剩下部分仍为空白区。最后修改可用表或自由链,并回送一个所分配区的序号或该分区的起始地址。 最先适应法:按分区的起始地址的递增次序,从头查找,找到符合要求的第一个分区。

最佳适应法:按照分区大小的递增次序,查找,找到符合要求的第一个分区。 最坏适应法:按分区大小的递减次序,从头查找,找到符合要求的第一个分区。 三、数据结构及功能设计 1、数据结构 定义空闲分区结构体,用来保存内存中空闲分区的情况。其中size属性表示空闲分区的大小,start_addr表示空闲分区首地址,next指针指向下一个空闲分区。 //空闲分区 typedef struct Free_Block { int size; int start_addr; struct Free_Block *next; } Free_Block; Free_Block *free_block; 定义已分配的内存空间的结构体,用来保存已经被进程占用了内存空间的情况。其中pid作为该被分配分区的编号,用于在释放该内存空间时便于查找。size表示分区的大小,start_addr表示分区的起始地址,process_name存放进程名称,next指针指向下一个分区。 //已分配分区的结构体 typedef struct Allocate_Block { int pid; int size; int start_addr; char process_name[PROCESS_NAME_LEN]; struct Allocate_Block *next; } Allocate_Block; 2、模块说明 2.1 初始化模块 对内存空间进行初始化,初始情况内存空间为空,但是要设置内存的最大容量,该内存空间的首地址,以便之后新建进程的过程中使用。当空闲分区初始化

静态存储器-实验报告

计算机科学与技术系 实验报告 专业名称计算机科学与技术 课程名称计算机组成与结构 项目名称静态随机存储器实验 班级 学号 姓名 同组人员无 实验日期 2015-10-24

一、实验目的与要求 掌握静态随机存储器RAM 工作特性及数据的读写方法 二、实验逻辑原理图与分析 2.1 实验逻辑原理图及分析 实验所用的静态存储器由一片6116(2K ×8bit)构成(位于MEM 单元),如下 图所示。6116有三个控制线:CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线),当片选有效(CS=0)时,OE=0时进行读操作,WE=0时进行写操作,本实验将CS 常接地线。 由于存储器(MEM)最终是要挂接到CPU 上,所以其还需要一个读写控制逻辑,使得CPU 能控制MEM 的读写,实验中的读写控制逻辑如下图所示,由于T3的参与,可以保证MEM 的写脉宽与T3一致,T3由时序单元的TS3给出。IOM 用来选择是对I/O 还是对MEM 进行读写操作,RD=1时为读,WR=1时为写。 XMRD XIOR XIOW XMWR RD IOM WE T3 读写控制逻辑 实验原理图如下如所示,存储器数据线接至数据总线,数据总线上接有8 个LED 灯显示D7…D0的内容。地址线接至地址总线,地址总线上接有8个LED 灯显示A7…A0的内容,地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR 单元)给出。数据开关(位于IN 单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。地址寄存器为8位,接入6116的地址A7…A0,6116的高三位地址A10…A8接地,所以其实际容量为256字节。

第四章 操作系统存储管理(练习题)

第四章存储管理 1. C存储管理支持多道程序设计,算法简单,但存储碎片多。 A. 段式 B. 页式 C. 固定分区 D. 段页式 2.虚拟存储技术是 B 。 A. 补充内存物理空间的技术 B. 补充相对地址空间的技术 C. 扩充外存空间的技术 D. 扩充输入输出缓冲区的技术 3.虚拟内存的容量只受 D 的限制。 A. 物理内存的大小 B. 磁盘空间的大小 C. 数据存放的实际地址 D. 计算机地址位数 4.动态页式管理中的 C 是:当内存中没有空闲页时,如何将已占据的页释放。 A. 调入策略 B. 地址变换 C. 替换策略 D. 调度算法 5.多重分区管理要求对每一个作业都分配 B 的内存单元。 A. 地址连续 B. 若干地址不连续 C. 若干连续的帧 D. 若干不连续的帧 6.段页式管理每取一数据,要访问 C 次内存。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 7.分段管理提供 B 维的地址结构。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 8.系统抖动是指 B。 A. 使用计算机时,屏幕闪烁的现象 B. 刚被调出内存的页又立刻被调入所形成的频繁调入调出的现象 C. 系统盘不干净,操作系统不稳定的现象 D. 由于内存分配不当,造成内存不够的现象 9.在 A中,不可能产生系统抖动现象。 A. 静态分区管理 B. 请求分页式管理 C. 段式存储管理 D. 段页式存储管理 10.在分段管理中 A 。 A. 以段为单元分配,每段是一个连续存储区 B. 段与段之间必定不连续 C. 段与段之间必定连续 D. 每段是等长的 11.请求分页式管理常用的替换策略之一有 A 。 A. LRU B. BF C. SCBF D. FPF 12.可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为 D 。 A. 名称空间 B. 虚拟地址空间 C. 相对地址空间 D. 物理地址空间 13. C 存储管理方式提供二维地址结构。 A. 固定分区 B. 分页

存储器管理实验报告.docx

操作系统实验报告 存储器管理 学院电信学院 专业计算机科学与技术 班级 14级计科一班 实验题目动态分区分配 实验组别第三组 指导老师曹华

一、实验目的 了解动态分区分配方式中使用的数据结构和分配算法,并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。 二、实验内容 用C语言分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中,空闲分区通过分区链来管理,在进行内存分配时,系统优先使用空闲区低端的空间。 请分别用首次适应算法和最佳适应算法进行内存块的分配和回收,要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况。 三、实验主要仪器设备 软件环境:VC++6编程环境 四、实验原理及设计方案 1.实验原理: 可变分区调度算法有:最先适应分配算法,循环首次适应算法,最佳适应算法,最坏适应算法。 首次适应算法(First-fit):当要分配内存空间时,就查表,在各空闲区中查找满足大小要求的可用块。只要找到第一个足以满足要求的空闲块就停止查找,并把它分配出去; 如果该空闲空间与所需空间大小一样,则从空闲表中取消该项;如果还有剩余,则余下的部分仍留在空闲表中,但应修改区分大小和分区始址。 用户提出内存空间的申请:系统根据申请者的要求,按照一定的分配策略分析内存空间的使用情况,找出能满足请求的空闲区,分给申请者;当程序执行完毕或主动归还内存资源时,系统要收回它所占用的内存空间或它归还的部分内存空间。 最佳适应算法(Best-fit):当要分配内存空间时,就查找空闲表中满足要求的空闲块,并使得剩余块是最小的。然后把它分配出去,若大小恰好合适,则直按分配;若有剩余块,则仍保留该余下的空闲分区,并修改分区大小的起始地址。 内存回收:将释放作业所在内存块的状态改为空闲状态,删除其作业名,设置为空,并判断该空闲块是否与其他空闲块相连,若释放的内存空间与空闲块相连时,则合并为同一个空闲块,同时修改分区大小及起始地址。 每当一个进程被创建时,内存分配程序首先要查找空闲内存分区链,从中寻找一个合适的空闲块进行划分,并修改空闲内存分区链,系统根据回收区的首址,从空闲区链中找到相应的插入点,此时出现如下四种情况: (1)回收区与插入点的前一个空闲区F1相邻接,此时可将回收区直接与F1合并,并修改F1的大小; (2)回收区与插入点的后一个空闲分区F2相邻接,此时可将回收区直接与F2合并,并用回收区的首址作为新空闲区的首址,大小为二者之和; (3)回收区同时与插入点的前后两个空闲分区邻接,此时需将三者合并; (4)回收区不与任何一个空闲区邻接,此时应建一新的表项 2.主要数据结构的说明 定义一个空闲区说明表结构

操作系统课程设计内存管理

内存管理模拟 实验目标: 本实验的目的是从不同侧面了解Windows 2000/XP 对用户进程的虚拟内存空间的管理、分配方法。同时需要了解跟踪程序的编写方法(与被跟踪程序保持同步,使用Windows提供的信号量)。对Windows分配虚拟内存、改变内存状态,以及对物理内存(physical memory)和页面文件(pagefile)状态查询的API 函数的功能、参数限制、使用规则要进一步了解。 默认情况下,32 位Windows 2000/XP 上每个用户进程可以占有2GB 的私有地址空间,操作系统占有剩下的2GB。Windows 2000/XP 在X86 体系结构上利用二级页表结构来实现虚拟地址向物理地址的变换。一个32 位虚拟地址被解释为三个独立的分量——页目录索引、页表索引和字节索引——它们用于找出描述页面映射结构的索引。页面大小及页表项的宽度决定了页目录和页表索引的宽度。 实验要求: 使用Windows 2000/XP 的API 函数,编写一个包含两个线程的进程,一个线程用于模拟内存分配活动,一个线程用于跟踪第一个线程的内存行为,而且要求两个线程之间通过信号量实现同步。模拟内存活动的线程可以从一个文件中读出要进行的内存操作,每个内存操作包括如下内容: 时间:操作等待时间。 块数:分配内存的粒度。 操作:包括保留(reserve)一个区域、提交(commit)一个区域、释放(release)一个区域、回收(decommit)一个区域和加锁(lock)与解锁(unlock)一个区域,可以将这些操作编号存放于文件。保留是指保留进程的虚拟地址空间,而不分配物理 存储空间。提交在内存中分配物理存储空间。回收是指释放物理内存空间,但在虚拟地址空间仍然保留,它与提交相对应,即可以回收已经提交的内存块。释放是指将物理存储和虚拟地址空间全部释放,它与保留(reserve)相对应,即可以释放已经保留的内存块。 大小:块的大小。 访问权限:共五种,分别为PAGE_READONLY,PAGE_READWRITE ,PAGE_EXECUTE,PAGE_EXECUTE_READ 和PAGE EXETUTE_READWRITE。可以将这些权限编号存放于文件中跟踪线程将页面大小、已使用的地址范围、物理内存总量,以及虚拟内存总量等信息显示出来。

计算机组成原理存储器读写和总线控制实验实验报告

信息与管理科学学院计算机科学与技术 实验报告 课程名称:计算机组成原理 实验名称:存储器读写和总线控制实验 姓名:班级:指导教师:学号: 实验室:组成原理实验室 日期: 2013-11-22

一、实验目的 1、掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法。 2、掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。 3、了解运算器和存储器如何协同工作。 二、实验环境 EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套,排线若干。 三、实验内容 学习静态RAM的存储方式,往RAM的任意地址里存放数据,然后读出并检查结果是否正确。 四、实验操作过程 开关控制操作方式实验 注:为了避免总线冲突,首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态,所有对应的指示灯亮。 本实验中所有控制开关拨动,相应指示灯亮代表高电平“1”,指示灯灭代表低电平“0”。连线时应注意:对于横排座,应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上;对于竖排座,应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。 1、按图3-1接线图接线: 图3-1 实验三开关实验接线 2、拨动清零开关CLR,使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。 3、往存储器写数据:

以往存储器的(FF ) 地址单元写入数据“AABB ”为例,操作过程如下: 4、按上述步骤按表3-2所列地址写入相应的数据 表3-2 5、从存储器里读数据: 以从存储器的(FF ) 地址单元读出数据“AABB ”为例,操作过程如下: (操作) (显示) (操作) (显示) (操作) (显6、按上述步骤读出表3-2数据,验证其正确性。 五、实验结果及结论 通过按照实验的要求以及具体步骤,对数据进行了严格的检验,结果是正确的,具体数据如图所示:

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

操作系统实验内存分配

精心整理西安邮电大学 (计算机学院) 课内实验报告 1. (1 (2 (3 原因,写出实验报告。 2.实验要求: 1)掌握内存分配FF,BF,WF策略及实现的思路; 2)掌握内存回收过程及实现思路; 3)参考本程序思路,实现内存的申请、释放的管理程序,调试运行,总结程序设计中出现的问题并找出原因,写出实验报告。

3.实验过程: 创建进程: 删除其中几个进程:(默认以ff首次适应算法方式排列) Bf最佳适应算法排列方式: wf最差匹配算法排列方式: 4.实验心得: 明 实验中没有用到循环首次适应算法,但是对其他三种的描述还是很详细,总的来说,从实验中还是学到了很多。 5.程序源代码: #include #include #include #include

#define PROCESS_NAME_LEN 32 //进程名长度 #define MIN_SLICE 10 //最小碎片的大小#define DEFAULT_MEM_SIZE 1024 //内存大小 #define DEFAULT_MEM_START 0 //起始位置 /*内存分配算法*/ #define MA_FF 1 #define MA_BF 2 #define MA_WF 3 /*描述每一个空闲块的数据结构*/ struct free_block_type { }; /* /* { }; /* /* void display_menu(); int set_mem_size(); void set_algorithm(); void rearrange(int algorithm); int rearrange_WF(); int rearrange_BF(); int rearrange_FF(); int new_process(); int allocate_mem(struct allocated_block *ab);

操作系统内存管理原理

内存分段和请求式分页 在深入i386架构的技术细节之前,让我们先返回1978年,那一年Intel 发布了PC处理器之母:8086。我想将讨论限制到这个有重大意义的里程碑上。如果你打算知道更多,阅读Robert L.的80486程序员参考(Hummel 1992)将是一个很棒的开始。现在看来这有些过时了,因为它没有涵盖Pentium处理器家族的新特性;不过,该参考手册中仍保留了大量i386架构的基本信息。尽管8086能够访问1MB RAM的地址空间,但应用程序还是无法“看到”整个的物理地址空间,这是因为CPU寄存器的地址仅有16位。这就意味着应用程序可访问的连续线性地址空间仅有64KB,但是通过16位段寄存器的帮助,这个64KB大小的内存窗口就可以在整个物理空间中上下移动,64KB逻辑空间中的线性地址作为偏移量和基地址(由16位的段寄存器给处)相加,从而构成有效的20位地址。这种古老的内存模型仍然被最新的Pentium CPU支持,它被称为:实地址模式,通常叫做:实模式。 80286 CPU引入了另一种模式,称为:受保护的虚拟地址模式,或者简单的称之为:保护模式。该模式提供的内存模型中使用的物理地址不再是简单的将线性地址和段基址相加。为了保持与8086和80186的向后兼容,80286仍然使用段寄存器,但是在切换到保护模式后,它们将不再包含物理段的地址。替代的是,它们提供了一个选择器(selector),该选择器由一个描述符表的索引构成。描述符表中的每一项都定义了一个24位的物理基址,允许访问16MB RAM,在当时这是一个很不可思议的数量。不过,80286仍然是16位CPU,因此线性地址空间仍然被限制在64KB。 1985年的80386 CPU突破了这一限制。该芯片最终砍断了16位寻址的锁链,将线性地址空间推到了4GB,并在引入32位线性地址的同时保留了基本的选择器/描述符架构。幸运的是,80286的描述符结构中还有一些剩余的位可以拿来使用。从16位迁移到32位地址后,CPU的数据寄存器的大小也相应的增加了两倍,并同时增加了一个新的强大的寻址模型。真正的32位的数据和地址为程序员带了实际的便利。事实上,在微软的Windows平台真正完全支持32位模型是在好几年之后。Windows NT的第一个版本在1993年7月26日发布,实现了真正意义上的Win32 API。但是Windows 3.x程序员仍然要处理由独立的代码和数据段构成的64KB内存片,Windows NT提供了平坦的4GB地址空间,在那儿可以使用简单的32位指针来寻址所有的代码和数据,而不需要分段。在内部,当然,分段仍然在起作用,就像我在前面提及的那样。不过管理段的所有责任都被移给了操作系统。

实验4内存管理资料讲解

实验 4 内存管理

实验4内存管理 学校:FJUT 学号:3131903229 班级:计算机1302姓名:姜峰 注:其中LFU和NRU算法运行结果可能与其他人不同,只是实现方式不同,基本思路符合就可以。 .实验学时与类型 学时:2,课外学时:自定 实验类型:设计性实验二.实验目的 模拟实现请求页式存储管理中常用页面置换算法,理会操作系统对内存的 调度管理。 三?实验内容 要求:各算法要给出详细流程图以及执行结果截图。 假设有一程序某次运行访问的页面依次是: 0,124,3,4,5,1,2,5,1,2,3,4,5,6 ,请给出采用下列各页面置换算法时页面的换进换出情况,并计算各调度算法的命中率(命中率二非缺页次数/总访问次数),初始物理内存为空,物理内存可在4?20页中选择。 (1)FIFO :最先进入的页被淘汰; (2)LRU :最近最少使用的页被淘汰; (3)OPT :最不常用的页被淘汰;(选做) ⑷LFU :访问次数最少的页被淘汰(LFU)。(选做)

源代码: #i nclude #include #in elude #i nclude #defi ne MAXNUM 100 struct Phy_Memory{ //定义一个物理内存结构体 char Page; int time; }; char *OutPut; struct Phy_Memory *Phy_Page; void Print(char *PageStr,int Phy_PageNum,int absence){ // 打印图解函数int i,j; for(i=0;iPage!=*Temp;i++); if(i

操作系统 内存管理实验报告

同组同学学号: 同组同学姓名: 实验日期:交报告日期: 实验(No. 4 )题目:编程与调试:内存管理 实验目的及要求: 实验目的: 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是完全透明不可见的。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。其它一概无需过问。本章的3个实验程序帮助同学们更好地理解从程序员的角度应如何使用内存。 实验要求: 练习一:用vim编辑创建下列文件,用GCC编译工具,生成可调试的可执行文件,记录并分析执行结果,分析遇到的问题和解决方法。 练习二:用vim编辑创建下列文件,用GCC编译工具,生成可调试的可执行文件,记录并分析执行结果。 练习三:用vim编辑创建下列文件,用GCC编译工具,生成可调试的可执行文件,记录并分析执行结果。 改编实验中的程序,并运行出结果。 实验设备:多媒体电脑 实验内容以及步骤: 在虚拟机中编写好以下程序: #include #include #include int main(void) { char *str; /* 为字符串申请分配一块内存*/ if ((str = (char *) malloc(10)) == NULL) { printf("Not enough memory to allocate buffer\n"); return(1); /* 若失败则结束程序*/ } /* 拷贝字符串“Hello”到已分配的内存空间*/ strcpy(str, "Hello"); /* 显示该字符串*/ printf("String is %s\n", str); /* 内存使用完毕,释放它*/ free(str); return 0; } 调试过后得出的结果截图如下:(由图可看出我将此程序以aa.c为文件名保存,调试后出现aa1文件,调试结果出现语句“String is Hello”)

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

实验五存储器读写实验报告

实验五存储器读写实验报告 实验报告 课程名:《计算机组成原理》题目:实验五存储器读写班级:计算机+ 自动化0901班姓名:张哲玮,郑俊飞 《计算机组成原理》实验报告- 1 - 实验五、存储器读写实验 一、目的与要求 (1)掌握存储器的工作特性 (2)熟悉静态存储器的操作过程,验证存储器的读写方法 二、实验原理及原理图 (1)?静态存储器芯片6116的逻辑功能 6116是一种数据宽度为8位(8个二进制位),容量为2048字节的静态存储器芯片,封在24引脚的封装中,封装型式如图2-7所示。6116芯片有8根双向三态数据线D7-D0,所谓三态是指输入状态,输出状态和高阻状态,高阻状态数据线处于一种特殊的“断开”状态;11根地址线A10-A0,指示芯片内部2048个存储单元号;3根控制线CS片选控制信号,低电平时,芯片可进行读写操作,高电平时,芯片保存信息不能进行读写;WE 为写入控制信号,低电平时,把数据线上的信息存入地址线A10-A0指示的存储单元中;0E为输出使能控制信号,低电平时,把地址线A10-A0指示的存储单元中的数据读出送到数据线上。

6116芯片控制信号逻辑功能表 (2).存储器实验单元电路 因为在计算机组成原理实验中仅用了256个存储单元,所以6116芯片的3根地址线A11-A8接地也没有多片联用问题,片选信号CS接地使芯片总是处于被选中状态。芯片的WE和0E信号分别连接实验台的存储器写信号M-W和存储器读信号M-Ro这种简化了控制过程的实验电路可方便实验进行。 存储器部件电路图 (3)?存储器实验电路 存储器读\写实验需三部分电路共同完成:存储器单元(MEM UNIT),地址寄存器单元(ADDRESS UNIT)和输入,输出单元(INPUT/OUTPIT UNIT).存储器单元6116芯片为中心构成,地址寄存器单元主要由一片74LS273组成,控制信号B-AR的作用是把总线上的数据送入地址寄存器,向存储器单元电路提供地址信息,输入,输出单元作用与以前相同。

操作系统实验报告--内存管理

操作系统课程设计 实验报告 学院:信息学院 班级:计1109班 姓名:林海慧 学号:XXXXXXXXXXXXX 指导老师:XXXX

实验三、内存管理 一、[问题描述] 设计一个请求页式存储管理方案,为简单起见。页面淘汰算法采用FIFO页面淘汰算法,并且在淘汰一页时,只将该页在页表中修改状态位。而不再判断它是否被改写过,也不将它写回到辅存。 二、[基本要求] 页面尺寸1K,输入进程大小(例如5300bytes),对页表进行初始化, 页表结构: ,块号分别为0、1、2,页框管理表(空闲块表): 任意输入一个需要访问的指令地址流(例如:3635、3642、1140、0087、1700、5200、4355,输入负数结束),打印页表情况。 每访问一个地址时,首先要计算该地址所在的页的页号,然后查页表,判断该页是否在主存——如果该页已在主存,则打印页表情况;如果该页不在主存且页框未满,则调入该页并修改页表,打印页表情况;如果该页不在主存且页框已满,则按FIFO页面淘汰算法淘汰一页后调入所需的页,修改页表,打印页表情况; 存储管理算法的流程图如下:

三、源代码 #include #include #define BUSY 1 #define NOTBUSY 0 struct PageB{ int PNumber; //页号

int BNumber; //物理块号 int Count; //计数器,在内存驻留时间 bool State; //状态位 } ; PageB Page[6]={{0,-1,0,false},{1,-1,0,false},{2,-1,0,false},{3,-1,0,false},{4,-1,0,false},{5,-1,0,false}}; int queye=0; struct Physical{ int BNumber; //物理块号 int State; //状态位 }Physical[3]={{0,0},{1,0},{2,0}}; int MaxSzie, MaxCount = 0; bool IsInPage(int P)//判断是否在内存 { int i=0; int flag=0; for (i = 0; i <= 5; i++) { if (Page[i].PNumber == P && Page[i].State == true) { printf("\n页在主存,打印页表:"); printf("\n页号:%d 物理块号:%d 状态:%d(true)",Page[i].PNumber,Page[i].BNumber,Page[i].State); flag=1; } } if(flag==1) return true; else return false; } void FIFO(int P)//FIFO页面置换算法 { int i, j, k; int BNumber;//暂存物理块号 for(i = 0; i <= 5; i++) { if (Page[i].PNumber == P && Page[i].State == false) { printf("页号%d在辅存\n",P); //分配给该进程的物理块均被占

实验五 Windows XP 虚拟内存管理 结果

实验五 Windows XP 虚拟内存管理 一实验目的 1) 了解存储器管理以及虚拟存储器管理的基本原理 2)了解和学习Windows系统管理工具中关于内存管理的设置和使用; 二实验环境 需要准备一台运行Windows XP操作系统的计算机。 三背景知识 虚拟存储器技术是当代计算机中广泛采用的内存管理方案,在Windows XP中合理的进行虚拟内存的设置,可以更有效的提高系统的工作效率。利用系统自带的系统监视器可以查看虚拟内存的使用情况,根据使用情况可以灵活的进行虚拟内存的管理。 四实验内容与步骤 启动并进入Windows环境,单击Ctrl + Alt + Del键,或者右键单击任务栏,在快捷菜单中单击“任务管理器”命令,打开“任务管理器”窗口。 步骤1:当前机器中由你打开,正在运行的应用程序有: 1) 实验五Windows XP虚拟内存管理 步骤2:单击“进程”选项卡,一共显示了41个进程。请试着区分一下,其中: 系统 (SYSTEM) 进程有25个 服务 (SERVICE) 进程有4个 用户进程有12个。 图2-0 实验记录

步骤3:查看本机的物理内存容量为 3144812K,点击任务管理器中性能标签,再查看一下,物理内存可用数,核心内存总数58200K,核心内存为操作系统所占的内存,可将以上表格中所填写的各进程所占内存数与步骤3中填写的数字做下比较。 步骤4:用鼠标右键点击“我的电脑”,选择“属性”,弹出系统属性窗口,选择“高级”标签,点击“性能”下面的“设置”按钮,再选择高级标签,查看本机的虚拟内存大小为 2048M,点击更改按钮,本系统所用的虚拟内存设置在E分区,初始大小2048MB,最大值2048MB,当前已分配2048MB,页面大小4606MB。 步骤5:请在Windows2000(XP)目录下查找一个名为pagefile.sys的系统文件(Windows98下为Win386.swp),它的大小经常自己发生变动,小的时候可能只有几十兆,大的时候则有数百兆,pagefile.sys 是Windows下的一个虚拟内存,请观察一下目前该文件大小为 1560576KB 。 步骤6:观察虚拟内存的使用情况,并进行重新设置 1)在控制面板中的管理工具中打开性能监视器,展开左侧的性能日志和警报,并点击选择记数器日志,在右侧的面板中空白处点击鼠标右键,选择新建日志设置,并命名为Pagefile,然后回车确认。 2)在常规选项卡下,点击添加记数器按钮,在新弹出的窗口的性能对象下拉菜单中选择Paging File,并选择“从列表选择记数器”,然后点击% Usage Peak,在范例中选择“_Total”,并接着点击“添加”按钮。 3)然后关闭这个窗口,并点击图三中的“确定”按钮。点击“是”创建日志文件。接着打开“日志文件”选项卡,在日志文件类型下拉菜单中选则“文本文件(逗号分隔)”,然后记住“例如”框中显示的日志文件的路径。 4)这样,点击确定后这个记数器已经开始运行了,你可以在电脑上进行你的日常操作,并尽可能多

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