操作系统 请求分页存储管理模拟实现

操作系统 请求分页存储管理模拟实现
操作系统 请求分页存储管理模拟实现

操作系统请求分页存储管理模拟实现

#include

#include

#include"windows.h"

#include"os.h"

#define n 64//实验中假定主存的长度

#define m 4//实验中假定每个作业分得主存块块数

int p[m];//定义页

struct

{

short int lnumber;//页号

short int flag;//表示该页是否在主存,“1”表示在主存,“0”表示不在主存 short int pnumber;//该页所在主存块的块号

short int write;//该页是否被修改过,“1”表示修改过,“0”表示没有修改过 short int dnumber;//该页存放在磁盘上的位置,即磁盘块号

short int times;//被访问的次数,用于LRU算法

}page[n];//定义页表

//各个函数的实现如下:

computer::computer()

{

int i;

for(i=0;i

{

page[i].lnumber = i;

page[i].flag = 0;

page[i].pnumber = 10000;//用10000表示为空

page[i].write = 0;

page[i].dnumber = i;

page[i].times = 0;

}//初始化页表

for(i=0;i

{

page[i].pnumber = i;

}

for(i=0;i

{

p[i] = i;

page[i].flag = 1;

}//初始化页

}

void computer::showpagelist()

{

int i;

cout<<"页号"<<"\t"<<"是否在主存中"<<"\t"<<"块号"<<"\t"<<"是否被修改过"<<"\t"<<"磁盘块号"<<"\t"<<"访问次数"<

for(i=0;i

{

cout<

"<

"<

}

}

void computer::showpage()

{

int i;

for(i=0;i

{

cout<<"\t"<

}

cout<

}

void computer::transformation()

{

unsigned logicAddress,logicNumber,innerAddress,physicsAddress,physicsNumber; int i,head=0,fail = 0;

int method,temppage=0;

short int times = 10000;

cout<<"请输入一个逻辑地址(四位十六进制数):";

cin>>hex>>logicAddress;//读入逻辑地址

logicNumber = logicAddress >> 10;//得到页号

cout<<"页号为:"<

innerAddress = logicAddress & 0x03ff;//得到页内地址

cout<<"页内地址为:"<

for(i=0;i

{

if(logicNumber==(unsigned)page[i].lnumber)

{

if(page[i].flag == 1)

{

cout<<"请求的页面在主存中!"<

page[i].times++;

physicsNumber = page[i].pnumber;//由页号得到块号

cout<<"请求的主存块号为:"<

physicsAddress = physicsNumber << 10 |innerAddress;//得到物理地址

cout<<"请求的物理地址为:"<

break;

}

else

{

cout<<"请求的页面不在主存中! 将进行缺页中断处理!"<

cout<<"1.先进先出"<

cin>>method;

if(method == 1) //采用先进先出算法

{

cout<<"采用先进先出算法!"<

fail = p[head];

cout<<"第"<

p[head] = logicNumber;

head = (head+1) % m;

if(page[fail].write == 1)

cout<<"第"<

page[fail].flag = 0;

page[logicNumber].flag = 1;

page[logicNumber].write = 0;

page[logicNumber].pnumber = page[fail].pnumber;

page[fail].pnumber = 10000;

page[logicNumber].times++;

break;

}

else if(method == 2) //采用最近最少用算法

{

cout<<"采用最近最少用算法!"<

for(i=0;i

{

if(page[i].flag == 1)

{

if(page[i].times

{

times = page[i].times;

temppage = page[i].lnumber;

}

}

}

cout<<"第"<

for(i=0;i

{

if(p[i] == temppage)

{

p[i] = logicNumber;

}

}

if(page[temppage].write == 1)

cout<<"第"<

page[temppage].flag = 0;

page[logicNumber].flag = 1;

page[logicNumber].write = 0;

page[logicNumber].pnumber = page[temppage].pnumber;

page[temppage].pnumber = 10000;

page[logicNumber].times++;

break;

}

else

{ cout<<"你输入有误,即将退出!";

exit(1);

}

}

}

}

}

void main()

{

char c,d;

computer os;

cout<<"页表正在初始化中...,3秒钟后为你显示页和页表!"<

os.showpage();

os.showpagelist();

T:

os.transformation();

cout<<"是否显示页和页表?(Y/N)";

cin>>c;

switch(c)

{

case 'y':

os.showpage();

os.showpagelist();

case 'n':

cout<<"是否继续进行请求分页?(Y/N)";

cin>>d;

if (d=='Y'||d=='y')

goto T;

else if (d=='N'||d=='n')

exit(1);

else

cout<<"输入错误!"<

default:cout<<"输入错误!"<

}

分页存储器管理

分页存储器管理 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

实验7分页存储器管理 实验性质:验证+设计 建议学时:2学时 一、实验目的 学习i386处理器的二级页表硬件机制,理解分页存储器管理原理。 查看EOS应用程序进程和系统进程的二级页表映射信息,理解页目录和页表的管理方式。 编程修改页目录和页表的映射关系,理解分页地址变换原理。 二、预备知识 阅读本书第6章。了解i386处理器的二级页表硬件机制,EOS操作系统的分页存储器管理方式,以及进程地址空间的内存分布。 三、实验内容 准备实验 按照下面的步骤准备本次实验: 1. 启动OS Lab。 2. 新建一个EOS应用程序项目。 查看EOS应用程序进程的页目录和页表 使用OS Lab打开本实验文件夹中的和文件(将文件拖动到OS Lab窗口中释放即可打开)。仔细阅读这两个文件中的源代码和注释,main函数的流程图可以参见图16-1。 按照下面的步骤查看EOS应用程序进程的页目录和页表: 1. 使用文件中的源代码替换之前创建的EOS应用程序项目中文件中的源代 码。 2. 右键点击“项目管理器”窗口中的“源文件”文件夹节点,在弹出的快 捷菜单中选择“添加”中的“添加新文件”。 3. 在弹出的“添加新文件”对话框中选择“asm 源文件”模板。

4. 在“名称”中输入文件名称“func”。 5. 点击“添加”按钮添加并自动打开文件。 6. 将文件中的源代码复制到文件中。 7. 按F7生成修改后的EOS应用程序项目。 8. 按F5启动调试。 9. 应用程序执行的过程中,会将该进程的二级页表映射信息输出到虚拟机 窗口和OS Lab“输出”窗口中,输出内容如图16-2(a)。 10. 将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。 图16-2:(a)EOS应用程序进程的二级页表映射信息(b)有应用程序进程时, 系统进程的二级页表映射信息图16-2(a)中第一行是CR3寄存器的值,也就是页目录所在的页框号。第一列是页目录中有效的PDE,第二列是PDE映射的页表中有效的PTE(详细的格式可以参考源代码中的注释)。注意,在标号为0x200的PDE对应的页表中,所有的1024个PTE都是有效的,所以在图中省略了一部分。 根据图16-2(a)回答下面的问题: 应用程序进程的页目录和页表一共占用了几个物理页页框号分别是多少 映射用户地址空间(低2G)的页表的页框号是多少该页表有几个有效的PTE,或者说有几个物理页用来装载应用程序的代码、数据和堆栈页框号分别是多少 查看应用程序进程和系统进程并发时的页目录和页表 需要对EOS应用程序进行一些修改: 1. 结束之前的调试。 2. 取消第121行语句的注释(该行语句会等待10秒)。 3. 按F7生成修改后的EOS应用程序项目。 4. 按F5启动调试。 5. 在“Console-1”中会自动执行,创建该应用程序进程。利用其等待10秒 的时间,按Ctrl+F2切换到“Console-2”。

第四章作业

第四章作业(存储器管理) 第一次作业: 1、对于首次适应算法,请回答下列问题: (1)应如何将各空闲分区链接成空闲分区链? (2)在回收内存时,可能出现哪几种情况?应怎样处理这些情况? (3)请对该算法的内存管理性能进行分析。 2、比较页式管理与段式管理的区别? 3、某请求分页系统,用户空间为32KB,每个页面1KB,主存16KB。某用户程序有7页 长,某时刻该用户进程的页表如下: (1)计算两个逻辑地址:0AC5H、1AC5H对应的物理地址。 (2)已知主存的一次存取为1.5us,对于TLB表(快表)的查询时间可以忽略,则访问上述两个逻辑地址共耗费多少时间? 4、什么叫重定位?它有哪两种方式?这两种方式有什么区别? 5、在具有快表的段页式存储管理方式中,如何实现地址变换? 第二次作业: 1、在某请求分页管理系统中,一个作业共5页,作业执行时一次访问如下页面:1,4,3, 1,2,5,1,4,2,1,4,5,若分配给该作业的主存块数为3,分别采用FIFO,LRU,Clock页面置换算法,试求出缺页中断的次数及缺页率。 2、 页面大小为4KB,一次内存的访问时间为100纳秒(ns),一次快表(TLB)的访问时间是10ns,处理一次缺页的平均时间为100毫秒(已含更新TLB和页表的时间),进程的驻留集大小固定为2个页框,采用FIFO法置换页面。假设1)TLB初始为空;2)地址转换时,

先访问TLB ,若TLB 未命中时再访问页表(忽略TLB 更新时间);3)有效位为0表示页面不在内存中。 请问: (1)该系统中,一次访存的时间下限和上限各是多少?(给出计算过程) (2)若已经先后访问过0、2号页面,则虚地址1565H 的物理地址是多少?(给出计算过程) 3、设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为128KB ,按字节编址。若某进程最多需要6页数据存储空间,页面大小为1KB ,操作系统采用固定分配局部置换策略为该进程分配4个页框(物理块)。在时刻300前该进程各页面的访问情况如下表所示: 当进程执行到时刻300时,要访问逻辑地址为17CAH 的数据,请回答下列问题: (1)该逻辑地址对应的页号是多少? (2)若采用先进先出(FIFO )置换算法,该逻辑地址对应的物理地址是多少?要求给出计算过程。 (3)若采用时钟(CLOCK )置换算法,该逻辑地址对应的物理地址是多少?要求给出计算过程。设搜索下一页的指针顺时针方向移动,且当前指向2号页框,示意图如下: 9号号7

请求分页存储管理模拟实验

操作系统模拟实验 实验名称:请求分页存储管理模拟实验 实验目的:通过实验了解windows系统中的线程同步如何使用,进一步了解操作系统的同步机制。 实验内容:调用Windows API,模拟解决生产者-消费者问题;思考在两个线程函数中哪些是临界资源?哪些代码是临界区?哪些代码是进入临界区?哪些代码是退出临界区?进入临界区和退出临界区的代码是否成对出现?学习Windows API中的如何创建线程,互斥,临界区等。 程序运行结果:

源程序: #include "stdAfx.h" //包含头文件以支持多线程 #include "windows.h" #include "stdio.h" //用于标志所有的子线程是否结束 //每次子线程结束后,此值便加1。 static long ThreadCompleted = 0; //互斥量 HANDLE mutex; //信号量,用于生产者通知消费者 HANDLE full; //信号量,用于消费者通知生产者 HANDLE empty; //信号量,当所有的子线程结束后,通知主线程,可以结束。HANDLE evtTerminate; //生产标志 #define p_item 1 //消费标志 #define c_item 0 //哨兵 #define END 10 //缓冲区最大长度 const int max_buf_size=11; const int cur_size=10; //缓冲区定义 int BUFFER[max_buf_size]; //放消息指针 int in=0; //取消息指针 int out=0; int front=0; int tail=0; int sleep_time=1000; bool flag=true; //线程函数的标准格式 unsigned long __stdcall p_Thread(void *theBuf); unsigned long __stdcall c_Thread(void *theBuf); //打印缓冲区内容 void PrintBuf(int buf[],int buf_size);

请求分页存储管理(虚拟存储)

任务四、请求分页存储管理(虚拟存储)一、实验目的 通过请求分页存储管理的设计,让学生了解虚拟存储器的概念和实现方法。进行运行时不需要将所有的页面都调入内存,只需将部分调入内存,即可运行,在运行的过程中若要访问的页面不在内存时,则需求有请求调入的功能将其调入。假如此时若内存没有空白物理块,则通过页面置换的功能将一个老的不用的页面淘汰出来,其中淘汰的算法有多种。 二、实验内容 模拟仿真请求分页调度算法,其中淘汰的算法可选下列其一 1、先进先出算法 2、最近最久算法 3、CLOCK算法 三、实验代码 #include #include using namespace std; int n; typedef struct Queue{ int time; int data; struct Queue *next; }Queue,*QueuePtr; typedef struct { QueuePtr front; QueuePtr rear; }LinkQueue; //fifo======================================= void InitQueue(LinkQueue &Q); void FiFoEnQueueRear(LinkQueue &Q,int e,vector &v); void FiFoDeQueueFront(LinkQueue &Q); inline void PrintQueue(LinkQueue &Q); void FiFoFiFoDoQueueEarly(LinkQueue &Q,int a,vector &v); void FiFoDoQueue(LinkQueue &Q,int a,vector &v); inline int PanDuan(LinkQueue &Q,int a); inline int YeMianCount(LinkQueue &Q); void fifo(); //lru============================================= void InitQueue(LinkQueue &Q); void EnQueueMid(LinkQueue &Q,int e,QueuePtr p,vector &v); void EnQueueTheFist(LinkQueue &Q,int e);

分页存储器管理

实验7 分页存储器管理 实验性质:验证+设计 建议学时:2学时 一、实验目的 ● 学习i386处理器的二级页表硬件机制,理解分页存储器管理原理。 ● 查看EOS应用程序进程和系统进程的二级页表映射信息,理解页目录和页表的管理方式。 ● 编程修改页目录和页表的映射关系,理解分页地址变换原理。 二、预备知识 阅读本书第6章。了解i386处理器的二级页表硬件机制,EOS操作系统的分页存储器管理方式,以及进程地址空间的内存分布。 三、实验内容 3.1 准备实验 按照下面的步骤准备本次实验: 1. 启动OS Lab。 2. 新建一个EOS应用程序项目。 3.2 查看EOS应用程序进程的页目录和页表 使用OS Lab打开本实验文件夹中的memory.c和getcr3.asm文件(将文件拖动到OS Lab窗口中释放即可打开)。仔细阅读这两个文件中的源代码和注释,main函数的流程图可以参见图16-1。 按照下面的步骤查看EOS应用程序进程的页目录和页表: 1. 使用memory.c文件中的源代码替换之前创建的EOS应用程序项目中EOSApp.c文件中的源代码。 2. 右键点击“项目管理器”窗口中的“源文件”文件夹节点,在弹出的快捷菜单中选择“添加”中的“添 加新文件”。 3. 在弹出的“添加新文件”对话框中选择“asm 源文件”模板。 4. 在“名称”中输入文件名称“func”。 5. 点击“添加”按钮添加并自动打开文件func.asm。 6. 将getcr3.asm文件中的源代码复制到func.asm文件中。 7. 按F7生成修改后的EOS应用程序项目。 8. 按F5启动调试。 9. 应用程序执行的过程中,会将该进程的二级页表映射信息输出到虚拟机窗口和OS Lab“输出”窗口中, 输出内容如图16-2(a)。 10. 将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。

存储器管理之请求分页存储管理方式

第十六讲存储器管理之请求分页存储管理方式 1 基本概述 请求分页管理是建立在基本分页基础上的,为了能支持虚拟存储器而增加了请求调页功能和页面置换功能。 基本原理:地址空间的划分同页式;装入页时,可装入作业的一部分(运行所需)页即可运行。 2 请求分页的硬件支持 为实现请求分页,需要一定的硬件支持,包括:页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。 2.1 页表机制 作用:将用户地址空间的逻辑地址转换为内存空间的物理地址。 因为请求分页的特殊性,即程序的一部分调入内存,一部分仍在外存,因此页表结构有所不同。如图: 说明: (1)状态位P:指示该页是否已调入内存。 (2)访问字段A:记录本页在一段时间内被访问的次数或最近未被访问的时间。 (3)修改位M:表示该页在调入内存后是否被修改过。若修改过,则换出时需重写至外存。(4)外存地址:指出该页在外存上的地址。 2.2 缺页中断机构 在请求分页系统中,每当所要访问的页面不在内存时,便产生缺页中断,请求OS将所缺的页调入内存。 缺页中断与一般中断的区别: (1)在指令执行期间产生和处理中断信号 (2)一条指令在执行期间,可能产生多次缺页中断 2.3 地址变换机构 请求分页系统的地址变换机构。是在分页系统地址变换机构的基础上,又增加了一些功能。

例:某虚拟存储器的用户空间共有32个页面,每页1KB,主存16KB。假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7,试将虚拟地址0A5C和093C 变换为物理地址。 解:虚拟地址为:页号(2^5=32)5位页内位移(1K =2^10=1024)10位物理地址为物理块号(2^4=16)4位因为页内是10 位,块内位移(1K =2^10=1024)10位 虚拟地址OA5C对应的二进制为: 00010 1001011100 即虚拟地址OA5C的页号为2,页内位移为1001011100,由题意知对应的物理地址为:0100 1001011100即125C 同理求093C。略 3 内存分配策略和分配算法 在请求分页系统中,为进程分配内存时,将涉及以下三个问题: 最小物理块数的确定;物理块的分配策略;物理块的分配算法。 3.1最小物理块数的确定 概念:最小物理块数:是指能保证进程正常运行所需的最小物理块数。 确定方法:与计算机的硬件结构有关,取决于指令的格式、功能和寻址方式。 3.2物理块的分配策略 内存分配策略:固定和可变分配策略 置换策略:全局置换和局部置换 三种合适的策略如下: (1)固定分配局部置换(Fixecd Allocation,Local replacement):为每个进程分配固定数目n的物理块,在整个运行中都不改变。如出现缺页,则从中置换一页。 (2)可变分配全局置换(VariableAllocatio,Global Repalcement):分配固定数目的物理块,

操作系统请求分页式存储管理页面置换算法课程设计报告

操作系统程序设计 课程设计报告 课 题: 请求分页式存储管理页面置换算法 姓 名: 学 号: 同组姓名: 专业班级: 指导教师: 设计时间: 评阅意见: 评定成绩: 指导老师签名: 年 月 日

目录 1. 系统描述 (3) 2. 分析与设计 (3) 2.1.系统功能模块图 (3) 2.2.系统文件结构描述 (3) 2.3.系统功能流程图 (4) 2.4.UI设计以及操作说明: (4) 2.5.测试数据及期望 (11) 3.系统测试 (12) 4.总结心得体会 (12) 5.参考文献 (13) 6.核心代码 (13)

1. 系统描述 系统使用.net framework 4.0开发的,图形用户界面使用winform程序设计,功能模块分别实现了请求分页式存储管理的LRU算法,FIFO 算法。 通过虚拟系统存储的概念和实现方法,进行运行的时候不需要把所有页面都装入内存中,只需要将部分页面调入内存,就可以运行。在运行过程中,若要访问的页面不在内存中,则需用请求调入的功能将其装入内存中,如果此时内存中没有空白的物理块,就通过页面置换功能淘汰一个页面,根据LRU,FIFO两种淘汰算法来进行页面置换,并能计算出FIFO,LRU两种算法在不同内存容量中的的命中率。 系统运行时通过输入访问内存的顺序,以及分配的内存页面数,来进行二种算法的页面置换,实现了虚拟存储的功能和特点。 2. 分析与设计 2.1.系统功能模块图 请求分页式存储管理 先进先出算法最近最少使用算法 图4.1 页式存储管理模块划分2.2.系统文件结构描述

2.3.系统功能流程图 开始 还有指令? 计算页号 找到了吗? 新页进入计算过程数组第一 位,其余为一次下移 计算命中率 结束Y N N Y FIFO 开始 还有指令? 计算页号 找到了吗? 比较现有页面计数项的大小,新页面替换最大项页面 计算命中率 结束 Y N N Y LRU 2.4.UI 设计以及操作说明: 主窗体:

计算机操作系统存储管理练习题

一、选择 1.分页存储管理的存储保护是通过( )完成的. A.页表(页表寄存器) B.快表 C.存储键 D.索引动态重定 2.把作业地址空间中使用的逻辑地址变成存中物理地址称为()。 A、加载 B、重定位 C、物理化 D、逻辑化3.在可变分区存储管理中的紧凑技术可以---------------。 A.集中空闲区 B.增加主存容量 C.缩短访问时间 D.加速地址转换 4.在存储管理中,采用覆盖与交换技术的目的是( )。 A.减少程序占用的主存空间 B.物理上扩充主存容量 C.提高CPU效率 D.代码在主存中共享 5.存储管理方法中,( )中用户可采用覆盖技术。 A.单一连续区 B. 可变分区存储管理 C.段式存储管理 D. 段页式存储管理 6.把逻辑地址转换成物理地址称为()。 A.地址分配 B.地址映射 C.地址保护 D.地址越界 7.在存分配的“最佳适应法”中,空闲块是按()。 A.始地址从小到大排序 B.始地址从大到小排序 C.块的大小从小到大排序 D.块的大小从大到小排序 8.下面最有可能使得高地址空间成为大的空闲区的分配算法是()。A.首次适应法 B.最佳适应法 C.最坏适应法 D.循环首次适应法 9.那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。 A.1024K B.1024M C.10G D.10G+1M 10.用空白链记录存空白块的主要缺点是()。 A.链指针占用了大量的空间 B.分配空间时可能需要一定的拉链时间 C.不好实现“首次适应法” D.不好实现“最佳适应法” 11.一般而言计算机中()容量(个数)最多. A.ROM B.RAM C.CPU D.虚拟存储器 12.分区管理和分页管理的主要区别是()。 A.分区管理中的块比分页管理中的页要小 B.分页管理有地址映射而分区管理没有 C.分页管理有存储保护而分区管理没有 D.分区管理要求一道程序存放在连续的空间而分页管理没有这种要求。13.静态重定位的时机是()。 A.程序编译时 B.程序时 C.程序装入时 D.程序运行时 14.通常所说的“存储保护”的基本含义是() A.防止存储器硬件受损 B.防止程序在存丢失 C.防止程序间相互越界访问 D.防止程序被人偷看 15.能够装入存任何位置的代码程序必须是( )。 A.可重入的 B.可重定位

实验六请求分页存储管理

页眉 实验六:请求分页存储管理 一.实验目的 深入理解请求页式存储管理的基本概念和实现方法,重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。 二.实验属性 该实验为综合性、设计性实验。 三.实验仪器设备及器材 普通PC386以上微机 四.实验要求 本实验要求2学时完成。 本实验要求完成如下任务: (1)建立相关的数据结构:页表、页表寄存器、存储块表等; (2)指定分配给进程的内存物理块数,设定进程的页面访问顺序; (3)设计页面置换算法,可以选择OPT、FIFO、LRU等,并计算相应的缺页率,以比较它们的优劣; (4)编写地址转换函数,实现通过查找页表完成逻辑地址到物理地址的转换;若发生缺页则 选择某种置换算法(OPT、FIFO、LRU等)完成页面的交换; (5)将整个过程可视化显示出来。 实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法,针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告(参见附录A),并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐,按时上交。 三、设计过程 3.1算法原理分析 OPT算法是未来最远出现,当当前内存中没有正要访问的页面时,置换出当前页面中在未来的访问页中最远出现的页面或再也不出现的页面。 FIFO算法是先进先出,当当前内存中没有正要访问的页面时,置换出最先进来的页面。 LRU算法是最近最久未使用,当当前内存中没有正要访问的页面时,置换出在当前页面中最近最久没有使用的页面。 3.2数据定义 int length,num_page,count,seed; //length记录访问串的长度,num_page页面数,count 记录缺页次数 页脚 页眉 存储访问,order//result记录结果int result[20][30],order[30],a[10]; 存储当前页面中的值串,a flag1等为标志变量int pos1,flag1,flag2,flag3; //pos1位置变量,//最佳void opt() char result1[30]; //记录缺页数组 void fifo() //先进先出 bool search(int n) //查找当前内存中是否已存在该页 3.3流程图与运行截图 开始

请求分页管理实验报告

请求分页存储管理模拟实验 1.实验目的 请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本设计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。 2.实验内容: 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; 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② ~ ⑤,直到执行 320 次指令。 将指令序列变换成为页地址流 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。 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 先进先出的算法 (FIFO);最近最少使用算法 (LRR); 最少访问页面算法 (LFR);最近最不经常使用算法 (NUR)。 3.实验环境 每个学生一台微机,需要安装windows98或windows2000操作系统,配备VC、VB、java或C编程语言,每个学生上机时间不少于24个小时。 (1)、分页请求系统 为了能实现请求调页和置换功能,系统必须提供必要的硬件支持,其中,最重要的是: (1)请求分页的页表机制。它是在分页的页表机制上增加若干个项而形成的,作为请求分页的数据结构; (2)缺页中断机构。每当用户程序要访问的页面尚未调入内存时,便产生一缺页中断,以请求OS将所缺的页面调入内存; (3)地址变换机构。它同样是在分页的地址变换机构的基础上发展形成的。 为了实现请求调页还须得到OS的支持,在实现请求调页功能时,石油OS将所需的页从外存调入内存;在实现置换功能时,也是由OS将内存的某些页调至外存。 4.实验提示 提示:A.命中率=1-页面失效次数/页地址流长度 B.本实验中,页地址流长度为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。 C.关于随机数产生方法,采用TC系统提供函数RAND()和RANDOMIZE()来产生。 5.算法的理解 ㈠FIFO页面置换算法 ⑴原理简述 ①在分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时,当然是最先运行的AP个页面放入内存。 ②这时有需要处理新的页面,则将原来内存中的AP个页面最先进入的调出(是以称为FIFO),然后将新页面放入。 ③以后如果再有新页面需要调入,则都按⑵的规则进行。

分存储器管理

实验7分页存储器管理 实验性质:验证+设计 建议学时:2学时 一、实验目的 学习i386处理器的二级页表硬件机制,理解分页存储器管理原理。 查看EOS应用程序进程和系统进程的二级页表映射信息,理解页目录和页表的管理方式。 编程修改页目录和页表的映射关系,理解分页地址变换原理。 二、预备知识 阅读本书第6章。了解i386处理器的二级页表硬件机制,EOS操作系统的分页存储器管理方式,以及进程地址空间的内存分布。 三、实验内容 准备实验 按照下面的步骤准备本次实验: 1. 启动OS Lab。 2. 新建一个EOS应用程序项目。 查看EOS应用程序进程的页目录和页表 使用OS Lab打开本实验文件夹中的和文件(将文件拖动到OS Lab窗口中释放即可打开)。仔细阅读这两个文件中的源代码和注释,main函数的流程图可以参见图16-1。 按照下面的步骤查看EOS应用程序进程的页目录和页表: 1. 使用文件中的源代码替换之前创建的EOS应用程序项目中文件中的 源代码。

2. 右键点击“项目管理器”窗口中的“源文件”文件夹节点,在弹出 的快捷菜单中选择“添加”中的“添加新文件”。 3. 在弹出的“添加新文件”对话框中选择“asm 源文件”模板。 4. 在“名称”中输入文件名称“func”。 5. 点击“添加”按钮添加并自动打开文件。 6. 将文件中的源代码复制到文件中。 7. 按F7生成修改后的EOS应用程序项目。 8. 按F5启动调试。 9. 应用程序执行的过程中,会将该进程的二级页表映射信息输出到虚 拟机窗口和OS Lab“输出”窗口中,输出内容如图16-2(a)。 10. 将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中。 图16-2:(a)EOS应用程序进程的二级页表映射信息(b)有应用程序进程时,系统进程的二级页表映射信息图16-2(a)中第一行是CR3寄存器的值,也就是页目录所在的页框号。第一列是页目录中有效的PDE,第二列是PDE映射的页表中有效的PTE(详细的格式可以参考源代码中的注释)。注意,在标号为0x200的PDE对应的页表中,所有的1024个PTE都是有效的,所以在图中省略了一部分。 根据图16-2(a)回答下面的问题: 应用程序进程的页目录和页表一共占用了几个物理页页框号分别是多少 映射用户地址空间(低2G)的页表的页框号是多少该页表有几个有效的PTE,或者说有几个物理页用来装载应用程序的代码、数据和堆栈页框号分别是多少 查看应用程序进程和系统进程并发时的页目录和页表 需要对EOS应用程序进行一些修改: 1. 结束之前的调试。 2. 取消第121行语句的注释(该行语句会等待10秒)。

基本分页存储管理的模拟实现

基本分页存储管理的模拟实现 学院 专业 学号 学生姓名 指导教师姓名 2014年03月18日 目录

一、设计目的与内容 二、各个功能模块 三、主要功能模块流程图 四、系统测试 五、结论 六、源程序及系统文件使用说明 一、设计目的与内容 设计的目的: 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节, 它为学生提供了一个既动手又动脑, 将课本上的理论知识和实际有机的结合起来, 独立分析和解决实际问题的机会。 1. 进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 2. 培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 3. 提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 4. 提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C 语言进行程序设计的能力。 设计内容: 根据设计要求实现对基本分页存储管理的模拟 设计要求:

1. 2. 进程名, 进程所需页数, 也 可从文件读出。 3. 况。 所采用的数据结构: typedef struct LNode{ int f; //进程号 char name[8]; //进程名 int size; //进程大小 int n; //进程页数 int ye[100]; //页表,下标表示页号, 内容表示进程各页所在物理块 struct LNode *next; }LNode,*LinkList; 二、各个功能模块 主要功能模块流程图

四、系统测试 主界面: (显示程序的各个功能块)1、选择1, 运行界面如下:

(选择1, 输入进程名, 显示内存物理块分配情况) 2、选择2, 运行界面如下: (显示2回收进程, 若进程名输入错误, 则显示进程不存在, )3、选择3, 运行界面如下:

基本分页存储管理

《操作系统》课程实验报告实验名称:基本分页储存管理

实验五基本分页存储管理 实验目的:熟悉并掌握基本分页存储管理的思想。 熟悉并掌握基本分页存储管理的分配和回收方式,并能够模拟实现。 实验内容:用高级语言模拟实现基本分页存储管理,要求: 1、内存空间的初始化——可以由用户输入初始内存空间各个物理 块情况。(用二维矩阵的方式按物理块号,逐行给出每个物理块的 状态,1——表示已分配,0——表示未分配,并能够将行标、列标 转换为对应的物理块号,以查看或修改每一个块的状态,要求:初 始时部分物理块已分配) 2、基本分页的分配过程:由用户输入作业号和作业的大小(这里的 大小是逻辑页面数),实现分配过程:空间充足,分配,修改状态 矩阵的相应位置的值(值由0转变为1),并用专门的数据记录下 该作业占用的物理块的块号,以备删除作业时回收空间。 3、作业空间的的回收:用户输入作业号,实现分区回收(通过相应 的数据结构找到该作业占有的物理块号,将块号转变成对应的行标、 列标,将对应位置的值由1转变成0就完成了回收) 4、分区的显示:任何时刻,可以查看当前内存的情况(显示记录内 存情况的矩阵的值) 要求考虑:(1)内存空间不足的情况,要有相应的显示; (2)作业不能同名,但是删除后可以再用这个名字; (3)作业空间回收是输入作业名,回收相应的空间,如果这个作业名不存在,也要有相应的提示。 三、实验代码 <> <> N 100 共有100个内存块 [N][1]; 存放每个进程的页表 [N]; 内存块状态标志数组,0:空闲,1:使用 ; 记录当前内存剩余空间 ; 记录当前进程数 = ; (); (); (); (); () {

请求页式存储管理系统

软件学院 操作系统实验报告 专业:软件工程 班级:RB软工互152 学号:201560160226 学生姓名:王泽华 指导教师:韩新超

实验四:请求页式存储管理 一.实验目的 深入理解请求页式存储管理的原理,重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。 二.实验属性 该实验为综合性、设计性实验。 三.实验仪器设备及器材 普通PC386以上微机 四.实验要求 本实验要求4学时完成。 本实验要求完成如下任务: (1)建立相关的数据结构:存储块表、页表等; (2)实现基本分页存储管理,如分配、回收、地址变换; (3)在基本分页的基础上实现请求分页存储管理; (4)给定一批作业/进程,选择一个分配或回收模拟; (5)将整个过程可视化显示出来。 实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法,针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告(参见附录A),并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐,按时上交。 五、实验提示 1、本实验虽然不以前面实验为基础,但建议在其界面中继续增加请求页式存储管理功能。 2、数据结构:内存分配表、页表空间(用数组实现),修改PCB结构增加页表指针、页表长度。 3、存储管理:编写内存分配、内存回收算法、页面置换算法。 4、主界面设计:在界面上增加一个请求分页内存分配按钮、请求分页内存回收按钮、装入指定进程的指定页按钮。 触发请求分页内存分配按钮,弹出作业大小输入框,输入后调用内存分配函数,在内存分配表和页表中看到分配的存储块。触发请求分页内存回收按钮,弹出进程ID输入框,输入后调用内存回收函数,在内存分配表中看到回收后的状态改变。 5、功能测试:从显示出的内存分配表和页表,可查看操作的正确与否。 六、实验步骤 (1)任务分析:

第4章-存储器管理练习答案

第4章-存储器管理练习答案

第四章存储器管理 一、单项选择题 1、存储管理的目的是(C )。 A.方便用户 B.提高内存利用率 C.方便用户和提高内存利用率 D.增加内存实际容量 2、在( A)中,不可能产生系统抖动的现象。 A.固定分区管理 B.请求页式管理 C.段式管理 D.机器中不存在病毒时 3、当程序经过编译或者汇编以后,形成了一种由机器指令组成的集合,被称为(B )。 A.源程序 B.目标程序 C.可执行程序 D.非执行程序 4、可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为(D )。 A.符号名空间 B.虚拟地址空间 C.相对地址空间 D.物理地址空间 5、存储分配解决多道作业[1C]划分问题。为了实现静态和动态存储分配,需采用地址重定位,即把[2C]变成[3D],静态重定位由[4D]实现,动态重定位由[5A]实现。 供选择的答案:

[1]:A 地址空间 B 符号名空间 C 主存空间 D 虚存空间 [2]、[3]: A 页面地址 B 段地址 C 逻辑地址 D 物理地址 E 外存地址 F 设备地址 [4]、[5]: A 硬件地址变换机构 B 执行程序 C 汇编程序 D 连接装入程序 E 调试程序 F 编译程序 G 解释程序 6、分区管理要求对每一个作业都分配(A )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 7、(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 8、处理器有32位地址,则它的虚拟地址空间为( B)字节。 A.2GB B.4GB C.100KB D.640KB 9、虚拟存储技术是( A)。 A.补充内存物理空间的技术 B.补充相对地址空间的技术

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 C. 固定分区 2. 虚拟存储技术是 B 。B. D. 页式段页式 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 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 A. 调入策略 B. 地址变换 C. 替换策略 D. 调度算法 5. 多重分区管理要求个作业都分 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 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

实验报告关于请求调页存储管理方式

《网络操作系统》 课程设计报告书 题目:请求调页存储管理方式的模拟学号: 学生姓名: 指导教师: 年月日

目录 一. 实验内容.................................................. 错误!未定义书签。 二. 实验目的.................................................. 错误!未定义书签。 三. 设计思想.................................................. 错误!未定义书签。 四. 程序流程图................................................ 错误!未定义书签。 五. 程序清单.................................................. 错误!未定义书签。 六. 运行结果及分析............................................ 错误!未定义书签。 七. 总结...................................................... 错误!未定义书签。

一、实验内容 1.假设每个页面中可存放10条指令,分配给作业的内存块数为4。 2.用C语言或C++语言模拟一个作业的执行过程,该作业共有320条指令,即它的地址空间为32页,目前它的所有页都还未调入内存。在模拟过程中,如果所访问的指令已在内存,则显示其物理地址,并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存,则发生缺页,此时需记录缺页的次数,并将相应页调入内存。如果4个内存块均已装入该作业,则需进行页面置换,最后显示其物理地址,并转下一条指令。 在所有320指令执行完毕后,请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 3.置换算法:请分别考虑最佳置换算法(OPT)、先进先出(FIFO)算法和最近最久未使用(LRU)算法。 4.作业中指令的访问次序按下述原则生成; 50%的指令是顺序执行的; 25%的指令是均匀分布在前地址部分; 25%的指令均匀分布在后地址部分。 具体的实现办法是: (1)在[0,319]之间随机选取一条起始执行指令,其序号为m; (2)顺序执行下一条指令,其序号为m+1条指令; (3)通过随机数,跳转到前地址部分[0,m-1]中的某条指令处,其序号为m1; (4)顺序执行下一条指令,即序号为m1+1的指令; (5)通过随机数,跳转到后地址部分[m1+2,319]中的某条指令处,其序号为m2; (6)顺序执行下一条指令,则序号为m2+1的指令; (7)重复跳转到前地址部分,顺序执行,跳转到后地址部分;顺序执行的过程,直至执行320条指令。 二、实验目的 1.通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,了解虚拟储技术的特点。2.通过对页面、页表、地址转换和页面置换过程的模拟,加深对请求调页系统的原理和实现过程的理解。 3.掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程,并比较它们的效率。 三、设计思想 在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在内存需把它们调入内存,但内存已无空闲空间时,为了保证该进程能正常运行,系统必须从内存中调出一页程序或数据,送磁盘的对换区中。但应将哪个页面调出,所以需要根据一定的算法来确定。在这一过程中,选择换出页面的算法称为页面置换算法。一个好的页面置换算法,应具有较低的页面更换频率。页面置换算法的好坏,将直接影响到系统的性能。以下分别是实验要求的两个页面置换算法的介

操作系统实验3 请求分页式存储管理

请求分页式存储管理 为简单起见。页面淘汰算法采用 FIFO 页面淘汰算法, 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 输入进程大小(例如 5300bytes ),对页表进行初始化 系统为进程分配3个物理块(页框),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: 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 (查空闲块表, 找到空闲块),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见下页。 三、实验要求 完成实验内容并写出实验报告,报告应具有以下内容: 1、 实验目的。 2、 实验内容。 3、 程序及运行情况。 4、 实验过程中出现的问题及解决方法。 #in clude #in clude int P UB[20][3]; int ABC[3][2]={{0,1},{1,1},{2,1}};// 物理块 int key=0; 一、 问题描述 设计一个请求页式存储管理方案, 并且在淘汰一页时, 写回到辅存。 二、 基本要求 页面尺寸1K , 页表结 构如下: 3635、 3642、 1140、 0087、 1700、 5200、

void output(int size){ //打印int i,j; printf(”页号\t\t物理块号\t\t状态位\n\n"); for(i=0;i20000) { printf(" 进程大小超出范围\n"); exit(0); } size%1000==0 ? size=size/1000 : size=size/1000+1; for(i=0;i

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