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实验三:存储管理

实验三:存储管理
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:

1)理论上每个windows应用程序可以独占的最大存储空间是:____4GB____

2)在程序5-1中,用于检索系统中虚拟内存特性的API函数是: DWORD 提示:可供应用程序使用的内存空间实际上已经减去了开头与结尾两个64KB的保护区。虚拟内存空间中的64KB保护区是防止编程错误的一种Windows方式。任何对内存中这一区域的访问 (读、写、执行) 都将引发一个错误陷井,从而导致错误并终止程序的执行。也就是说,假如用户有一个NULL指针 (地址为0) ,但仍试图在此之前很近的地址处使用另一个指针,这将因为试图从更低的保留区域读写数据,从而产生意外错误并终止程序的执行。

五、 [1]实验结论

通过本次实验我了解windows Server 2003内存的使用,同时学习了如何在应用程序中管理内存。在实验的过程中,体会到了Windows应用程序内存的简单性和自我防护能力。对于Windows sever 2003的内存结构有了一定的了解。

二、[2]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)学习检查虚拟内存空间或对其进行操作。

3)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、[2]实验内容与实验步骤

1. 虚拟内存的检测

清单5-2所示的程序使用VirtualQueryEX()函数来检查虚拟内存空间。

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。

清单5-2 检测进程的虚拟地址空间

清单5-2中显示一个walkVM()函数开始于某个进程可访问的最低端虚拟地址处,并在其中显示各块虚拟内存的特性。虚拟内存中的块由VirsualQueryEX()API定义成连续快或具有相同状态(自由区,已调配区等)的内存,并分配以一组统一的保护标志(只读、可执行等)。

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:操作能正常运行。___________________________________________________ 步骤6:在工具栏单击“Execute Program” (执行程序) 按钮,执行程序。

1)分析运行结果(如果运行不成功,则可能的原因是什么)

按committed,reserved,free等三种虚拟地址空间分别记录实验数据,其中“描述”是对该组数据的简单描述,例如,对下列一组数据:

可描述为:具有READWRITE权限的已调配私有内存区。

将系统当前的自由区(Free)虚拟地址空间填入表3-3中。

答:该程序从主函数Main()出发,调用void WalkVM(HANDLE hProcess)函数,void WalkVM(HANDLE hProcess)函数获得系统信息,分配应用程序内存地址空间。然后开始做循环,从函数运行开始每次获得下一个虚拟程序内存块的信息,之后计算块的结尾及大小,然后再显示块的大小与位置,状态,显示保护方式(void ShowProtection(DWORD dwTarget)),将文件名显示出来,移动块指针获得下一块,依次这样循环下去,直至结束。

2. 虚拟内存的分配与释放

能正确使用系统函数GetMeoryStatus()和数据结构MEMORY_STATUS了解系统内存和虚拟存储空间使用情况,会使用VirsualAlloc()函数和VirsualFree()函数分配和释放虚拟内存空间。

步骤1:在VC 环境下选择Win32 Console Application建立一个控制台工程文件,选择An application that Supports MFC。

步骤2:编辑并编译完成后,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3:在工具栏单击“Execute Program”按钮,执行程序。

分析程序的运行结果

1) 请描述运行结果 (如果运行不成功,则可能的原因是什么?) :

答:运行结果如下:

Current Memory Status is :

Total Physical Memory is 2047 MB

Available Physical Memory is 2047 MB

Total Page File is 4095 MB

Available Page File is 4095 MB

Total Virtual Memory is 2047 MB

Available Virsual memory is 2031 MB

Memory Load is 22 %

Now Allocate 32M Virsual Memory and 2M Physical Memory

Current Memory Status is :

Total Physical Memory is 2047 MB

Available Physical Memory is 2047 MB

Total Page File is 4095 MB

Available Page File is 4095 MB

Total Virtual Memory is 2047 MB

Available Virsual memory is 1997 MB

Memory Load is 22 %

Now Release 32M Virsual Memory and 2M Physical Memory

Current Memory Status is :

Total Physical Memory is 2047 MB

Available Physical Memory is 2047 MB

Total Page File is 4095 MB

Available Page File is 4095 MB

Total Virtual Memory is 2047 MB

Available Virsual memory is 2031 MB

Memory Load is 22 %

Press any key to continue

2) 根据运行输出结果,若要改变分配和回收的虚拟内存和物理内存的大小,要改变程序代码的语句,分别为:

答:要改变的分配虚拟内存的程序代码语句为:

if (BaseAddr==NULL) printf("Virsual Allocate Fail.\n");

str=(char *)malloc(1024*1024*2);

GetMemSta();

要改变的回收虚拟内存的程序代码语句为:

if (::VirtualFree(BaseAddr,0,MEM_RELEASE)==0)

printf("Release Allocate Fail.\n");

free(str);

3) 根据运行输出结果,对照分析5-2程序,可以看出程序运行的流程吗?请简单描述:

答:程序开始运行,分配虚拟内存为32M,物理内存为2M,后进行虚拟内存释放,释放了32M虚拟内存,2M物理内存。

四、 [2]实验结论

通过本次实验了解windows Server 2003的内存结构和虚拟内存的管理,较为清楚的理解了在windows sever 2003中虚拟内存的检测以及其内存分配和内存释放的运行过程。进而了解进程堆和windows为使用内存而提供的一些扩展功能。

在程序运行的过程中,首先会检测到需要使用的虚拟内存,其次通过调用函数去分配当前部分所需要的虚拟内存大小,之后进行虚拟内存的分配,最后,运行结

束,释放虚拟内存。在这整个过程中,能够节约内存的使用,增加了处理事务的效率。

附录:

运行结果

000-0012c MB) Reserved, READONLY, Private

0012c000-0012d000 KB) Committed, GUARD, READWRITE, Private

00270000-002b1000 ( 260 KB) Committed, READONLY, Mapped

002b-002c KB) Free, NOACCESS

00398000-003a0000 KB) Reserved, READONLY, Private

003a0000-003a1000 KB) Committed, READWRITE, Private

003a1000-003b0000 KB) Free, NOACCESS

003b0000-003b1000 KB) Committed, READWRITE, Private

003b1000-003c0000 KB) Free, NOACCESS

003c0000-003c5000 KB) Committed, READWRITE, Private

003c5000-003d0000 KB) Reserved, READONLY, Private

003d0000-003d6000 KB) Committed, READWRITE, Private

003d6000-003e0000 KB) Reserved, READONLY, Private

00401000-0046d000 ( 432 KB) Committed, EXECUTE_READ, Image

00475000-0047c000 KB) Committed, READWRITE, Image

00660000-006e1000 ( 516 KB) Committed, EXECUTE_READ, Mapped

00968000-00a60000 ( 992 KB) Reserved, READONLY, Private

00a60000-74ae0000 GB) Free, NOACCESS

74ae0000-74ae1000 KB) Committed, READONLY, Image, Module:

74ae1000-74b25000 ( 272 KB) Committed, EXECUTE_READ, Image

74b25000-74b28000 KB) Committed, WRITECOPY, Image

74b28000-74b2a000 KB) Committed, READWRITE, Image

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74b2f000-74b45000 KB) Committed, READONLY, Image

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76ec3000-77b70000 MB) Free, NOACCESS

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77bca000-77bd0000 KB) Free, NOACCESS

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7f006000-7f007000 KB) Committed, READWRITE, Image

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7ffa0000-7ffd3000 ( 204 KB) Committed, READONLY, Mapped 7ffd3000-7ffda000 KB) Free, NOACCESS

7ffda000-7ffdb000 KB) Committed, READWRITE, Private

7ffdb000-7ffdf000 KB) Free, NOACCESS

7ffdf000-7ffe0000 KB) Committed, READWRITE, Private

7ffe0000-7ffe1000 KB) Committed, READONLY, Private

7ffe1000-7fff0000 KB) Reserved, NOACCESS, Private Press any key to continue

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:

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

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。

实验三动态分区存储管理方式的主

实验三动态分区存储管理方式的主存分配回收 一、实验目的 深入了解动态分区存储管理方式主存分配回收的实现。 二、实验预备知识 存储管理中动态分区的管理方式。 三、实验内容 编写程序完成动态分区存储管理方式的主存分配回收的实现。实验具体包括: 首先确定主存空间分配表;然后采用最优适应算法完成主存空间的分配和回收;最后编写主函数对所做工作进行测试。 四、提示与讲解 动态分区管理方式预先不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。当作业要求装入主存时,根据作业需要主存空间的大小查询主存内各个空闲区,当从主存空间中找到一个大于或等于该作业大小的主存空闲区时,选择其中一个空闲区,按作业需求量划出一个分区装入该作业。作业执行完后,它所占的主存分区被收回,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。 实现动态分区的分配和回收,主要考虑的问题有三个: 第一,设计记录主存使用情况的数据表格,用来记录空闲区和作业占用的区域;第二,在设计的数据表格基础上设计主存分配算法;第三,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,用来记录空闲区和作业占用的区域。 由于动态分区的大小是由作业需求量决定的,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张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,然后填写已分配区表,主要操作在空闲区;某个作业执行完后,将该分区变成空闲区,并将其与相邻的空闲区合并,主要操作也在空闲区。 由此可见,主存的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,就建立两张分区表记录主存使用情况,一张表格记录作业占用分区的 “已分配区表”;一张是记录空闲区的“空闲区表”。这两张表的实现方法一般有两种,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“已分配区表”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“已分配区表”还是“空闲区表”都有空闲栏目。已分配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,内容为“空”,如果为某个作业占用分区的登记项,内容为该作业的作业名;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,内容为“空”,如果为某个空闲区的登记项,内容为“未分配”。在实际系统中,这两表格的内容可能还要多,实验中仅仅使用上述必须的数据。为此, “已分配区表”和“空闲区表”在实验中有如下的结构定义。 已分配区表的定义: #define n 10// 假定系统允许的最大作业数量为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 int flag;// 已分配区表登记栏标志, “0表”示空栏目,实验中只支持一个字符的作业名}used_table[n];// 已分配区表 空闲区表的定义:

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

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《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

实验三 存储管理指导

实验三存储管理 实验目的 1) 加深对存储管理的理解; 2) 掌握几种页面置换算法; 3) 通过实验比较各种置换算法的优劣。 实验要求 1) 编写程序完成实验内容; 2) 对测试数据进行分析; 3) 撰写实验报告。 实验内容 1) 定义为进程分配的物理块数; 2)定义进程运行所需访问的页面号; 3)定义页的结构; 4)模拟两种页面置换算法; 5)计算页面置换算法的命中率; 6)比较两种算法的优劣。 实验原理 1.虚拟存储 基于局部性原理,应用程序在运行之前,没有必要全部装入内存,仅须将那些当前要运行的少数页面或段先装入内存便可运行,其余部分暂留在盘上。程序在运行时,如果它所要访问的页(段)已调入内存,便可继续执行下去;但如果程序所要访问的页(段)尚未调入内存(称为缺页或缺段),此时程序应利用OS所提供的请求调页(段)功能,将它们调入内存,以使进程能继续执行下去。如果此时内存已满,无法再装入新的页(段),则还须再利用页(段)

的置换功能,将内存中暂时不用的页(段)调至盘上,腾出足够的内存空间后,再将要访问的页(段)调入内存,使程序继续执行下去。 2.页面置换算法 1)最佳(Optimal)置换算法 最佳置换算法是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。其所选择的被淘汰页面,将是以后永不使用的,或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。采用最佳置换算法,通常可保证获得最低的缺页率。但由于人们目前还无法预知一个进程在内存的若干个页面中,哪一个页面是未来最长时间内不再被访问的,因而该算法是无法实现的,但可以利用该算法去评价其它算法。 2)最近最久未使用(LRU)置换算法 FIFO置换算法性能之所以较差,是因为它所依据的条件是各个页面调入内存的时间,而页面调入的先后并不能反映页面的使用情况。最近最久未使用(LRU)的页面置换算法,是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的。由于无法预测各页面将来的使用情况,只能利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似,因此,LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法赋予每个页面一个访问字段,用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间t,当须淘汰一个页面时,选择现有页面中其t值最大的,即最近最久未使用的页面予以淘汰。 LRU置换算法虽然是一种比较好的算法,但要求系统有较多的支持硬件。为了了解一个进程在内存中的各个页面各有多少时间未被进程访问,以及如何快速地知道哪一页是最近最久未使用的页面,须有两类硬件之一的支持:寄存器或栈。 a)寄存器 为了记录某进程在内存中各页的使用情况,须为每个在内存中的页面配置一个移位寄存器,可表示为R=R n-1R n-2R n-3… R2R1R0当进程访问某物理块时,要将相应寄存器的R n-1位置成1。此时,定时信号将每隔一定时间(例如100 ms)将寄存器右移一位。如果我们把n位寄存器的数看做是一个整数,那么,具有最小数值的寄存器所对应的页面,就是最近最久未使用的页面。 b)栈 可利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。每当进程访问某页面时,便将该页面的页面号从栈中移出,将它压入栈顶。因此,栈顶始终是最新被访问页面的编号,而栈底则是最近最久未使用页面的页面号。

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 存储器管理(二)

存储器管理(二) 一、目的 本课题实验的目的是,使学生实验存储器管理系统的设计方法;加深对所学各种存储器管理方案的了解;要求采用一些常用的存储器分配算法,设计一个存储器管理模拟系统并调试运行。 二、题目 存储器管理 三、要求及提示 1、要求采用一种常用的存储器分配算法,设计一个存储器管理模拟系统。允许进行 多次的分配和释放,并可向用户反馈分配和释放情况及当前内存的情况;采用 “命令菜单”选择和键盘命令输入的会话方式,根据输入请求调用分配模块, 或回收模块,或内存查询模块,或最终退出系统。 2、编程实现。 3、工具:C语言或其它高级语言 4、实验时间:3学时 四、实验报告 1、写出存储器管理的思想。 2、画出算法流程图和设置的数据结构。 3、写出调试程序出现的问题及解决的方法。 4、打印实验报告及程序清单。 5、报告给出测试的结果。 五、范例 采用可变分区存储器管理方案的模拟系统。 1、问题描述 该模拟系统的外部特性与真实系统基本一样。存储分配算法采用首次适应法。用“拼,接”和“紧凑”技术来处理存储器碎片。 2、算法 存储分配算法采用首次适应(FF)法。根据指针freep查找自由链,当找到第一块可满足分配请求的空闲区时便分配之。当某空闲区被分配后的剩余空闲区空间大于规定的碎片最小容量min时,则形成一个较小的空闲区留在自由链中。 回收时,根据MAT将指定分区链入自由链。若该分区有前邻或后邻空闲分区,则将他们拼接成一块加大的空闲区。 当某个分配请求不能被满足,但此时系统中所有碎片总量满足分配请求的容量时,系统立即进入内存“紧凑”以消除碎片。即将各作业占用区集中下移到用户内存区的下部(高地址部分),形成一片连接的作业区,而在用户内存区的上部形成一块较大的空闲区。然后再进行分配。 本系统的主要程序模块包括:分配模块ffallocation,回收模块ffcolection,紧凑模块coalesce及命令处理模块menu。Menu用以模拟系统的输入,采用“命令菜单”选择和键盘命令输入的会话方式,根据输入请求调用分配模块,或回收模块,或内存查询模块,或最终退出系统。 系统的主流程如图3所示。 3、数据结构 (1)自由链与区头。内存空闲区采用自由链结构。链首由freep指向,链中各个空

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

《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];

实验三 虚拟存储器管理

实验三虚拟存储器管理 一、实验目的 为了使大的进程(其地址空间超过主存可用空间)或多个进程的地址空间之和超过实际主存空间时,仍能运行,引入了虚拟存储器的概念。使进程的一部分地址空间在主存,另一部分在辅存,由操作系统实现多级存储器的自动管理,实现主存空间的自动覆盖。模拟请求分页虚拟存储器管理技术中的硬件地址变换、缺页中断以及页式置换算法,处理缺页中断。 通过本实验,使学生对请求分页存储管理的概念有一个清楚的理解。 二、实验内容 1、模拟请求分页存储管理中的硬件地址变换的过程 (1)请求分页虚拟存储器管理技术是把进程地址空间的全部信息存放在磁盘对换区上。当进程被选中运行时,先把进程的开始几页装入主存并启动运行。为此在为进程建立页表时,应说明哪些页已在主存,哪些页不在主存。页表的格式如表1 所示。 在表1中 ①"标志位"表示对应页是否已经装入主存的标志: "0"表示对应页未装入主存;"1"表示对应页已装入主存。 ②"主存块号"表示该页对应的主存块号。 ③"修改位"指示该页进主存后是否修改过的标志。 ④"外存地址"表示该页所在的外存地址。 设计一个主存分块表,假定分配给进程的主存块数为M,且该进程开始的M页已装入主存。 (2)进程执行时,指令中的逻辑地址指出指令或操作数的地址中的页号和页内地址。硬件地址转换机构按页号查页表。 ①若该页的有效位为"1" ,表示该页已在主存,从而找到该页对应的主存块号。根据如下的关系式,计算出欲访问的主存地址: 绝对地址=块号×块的长度+页内地址 由于页的大小为2 的整次幕,所以只要将块号与页内地址相拼接,放入主存地址寄存器,形成绝对地址。不去模拟指令的执行,而是输出被转换的地址即可。 ②若该页的有效位为"0" ,对应的页不在主存,由硬件产生缺页中断,转操作系统处理。这里不去设计缺页处理程序,仅输出"*该页号的页不在主存,产生缺页中断"即可,以表示产生了一次缺页中断。 假定主存的每块长度为128个字节。现有一个具有8页的进程,系统为它分配了4 个主存块(即m=4)。其中第0~3页已经装入主存。该进程的页表如表2 所示,进程执行的指令序列如表3 所示,地址变换算法流程如图1所示。

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

实验三 存储管理实验2014012622沈桂江

实验三存储管理实验2014012622沈桂江西北农林科技大学信息工程学院实习报告课程计算机操作系统学院信息工程专业年级软件141 学号 2014012622 姓名沈桂江 周次 10 交报告时间成绩 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( 实习内容: 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。 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 循环首次适应算法 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。三(实习任务及完成情况: 1.设计存储算法流程图: 图1-1

图1-2 段表、页表和内存的关系 2.第一道题: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。 (1)编写程序源代码: #include #define N 5 struct freearea /*定义一个空闲区说明表结构,并初始化变量*/ { int startaddress;/*空闲区地址*/ int size;/*空闲区大小*/ int state;/*空闲区状态:0为空表目,1为可用空闲块*/ } freeblock[N]= {{20,20,1},{80,50,1},{150,100,1},{300,30,0},{600,100,1}}; /*定义为作业分配主存空间的函数alloc()*/ int alloc(int applyarea) /*applyarea为作业申请量*/ { int i,tag=0;/*tag为检查是否有满足作业若需要的空闲区的标志*/ for(i=0; iapplyarea) { startaddress=freeblock[i].startaddress+applyarea; freeblock[i]. freeblock[i].size=freeblock[i].size-applyarea;

实验3虚拟存储器管理

淮海工学院计算机科学系实验报告书 课程名:《操作系统原理》 题目:实验三虚拟存储器管理 班级:Z软件52 学号:2017140595 姓名:郭文静

1、实验目的与要求 本实验模拟请求页式虚存管理系统的页面置换情况。实验程序能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。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。并通过为该进程分配不同的实页数,来比较几种算法的稳定性。 2、实验内容或题目 本实验要求使用C/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。 实验说明: (1)设计中虚页和实页的表示 本设计利用C/C++/Java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

计算机操作系统实验三 存储管理

南京信息工程大学实验(实习)报告 实验(实习)名称存储管理实验(实习)日期 20131130 得分指导教师 系计算机系专业计科年级 2011 班次 1 姓名汤建洋学号 20112308018 1. 实验目的 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,此外通过实验了解HASH表数据结构的使用。 2. 实验准备 ⑴数据结构HASH表查找方式。 ⑵操作系统相关内存交换知识。 ⑶阅读Linux系统的msg.c、sem.c和shm.c等源码文件,掌握几个LINUX函数getpid ( )、srand (int a)和int rand ( )的使用方法。 3. 实验内容 设计一个虚拟存储区和内存工作区,并分别编程实现使用先进先出置换算法(FIFO) 和最近最少使用页面置换算法(LRU)计算访问命中率。 4. 实验指导 拥有页面交换机制的操作系统总是把当前进程中急需处理的部分页面换入到内存当中,而把更多暂时不需处理的页面放置在外存当中,由于进程需要处理页面的顺序不同,而需要 在内存与外存之间进行页面交换,交换算法也就应运而生。 本实验并没有进入系统空间对实际进程页面进行控制,而是在用户空间用线性表的连续 存储方式对进程页面交换进行的模拟。 ⑴ FIFO算法实现 <原理描述> 在分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时,当然是最先的AP个页面放入 内存; 这时有需要处理新的页面,则将原理在内存中的AP个页面中最先进入的调出,然 后放入新页面; 以后如果有新页面需要调入,按(2)之规则进行。 算法特点:所使用的内存页面构成一个队列。 <算法实现提示> 要得到“命中率”,必然应该有一个常量total_instruction记录页面总共使用次数;此外需 要一个变量记录总共换入页面的次数(需要换出页面,总是因为没有命中而产生的)diseffect。利用公式(1-diseffect/total_instructiong)×100%可以得到命中率。 [步骤1] 初始化。设置两个数组page[ap]和pagecontrol[pp]分别表示进程页面数和内存分 配的页面数,并产生一个的随机数序列main[total_instruction](当然这个序列由page[]的下标 随机构成),表示待处理的进程页面顺序,diseffect置零。 [步骤2] 看main[]中是否有下一个元素,有就由main[]中获取该页面下标,并转到⑶; 没有,就转到⑺。 [步骤3] 如果该page业已在内存中,就转到⑵;否则就到⑷,同时未命中的diseffect加1。

操作系统实验5_虚拟存储器管理

实验五主虚拟存储器管理 一、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。 二、实验目的 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。通过本实验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、实验题目 本实验有三个题,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页已经装入主存,其余三页尚未装入主存;该作业的页表为:

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