实验二 请求分页存储管理模拟实验
实验二请求分页存储管理模拟实验
一、实验目的：
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、实验要求：
设计一个请求页式存储管理方案。并编写模拟程序实现。
（1）产生一个需要访问的指令地址流。它是一系列需要访问的指令的地址。为不失一般性，你可以适当地（用人工指定地方法或用随机数产生器）生成这个序列。
（2）简单起见，页面淘汰算法采用LRU页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页表中抹去。而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
struct pagetable{
int pagenumber;//页号
int phnumber;//物理块号
int state;//状态位
int visit;//访问字段
int modify;//修改位
int address;//外存地址
};
struct logicA
{
int pagenumber;
int pagedaddress;
};
pagetable p[10];
int ph[4]={1,2,3,4};//4个物理块
int j=0;
bool boolph[4]={true,true,false,true};
void show()
{
for(int i=0;i<5;i++)
{
cout<<"页号\t"<<"物理块号\t"<<"状态位\t"<<"访问字段"< cout< } } int phaddress; void disp(int i,logicA log[]) { int page; page=log[i].pagenumber; if(page>5) cout<<"越界"< else { if(p[page].state==1) { p[page].visit++; phaddress=log[i].pagedaddress+4096*p[page].phnumber; cout<<"在内存中---------------------------------"< show(); cout<<"物理地址为："< } else { int sum=0; for(int i=0;i<5;i++) sum+=p[i].state; if(sum==4)//内存满 { int temp=1000,j,x; for( j=0;j<5;j++) { if(p[j].state==1&&p[j].visit { temp=p[j].visit; x=j; } } p[page].phnumber=p[x].phnumber; p[page].state=1; p[x].state=0; p[x].phnumber=0; cout<<"内存已经满，替换第"< show(); } else //内存未满 { cout<<"内存未满，调入页面进内存----------------------"< if(p[page].modify==0) { for(int j=0;j<4;j++) { if(!boolph[j]) { p[page].phnumber=ph[j]; boolph[j]=true; } } p[page].state=1; show(); } else { cout<<"先写回外存"< cout<<"外存换回内存"< for(int j=0;j<4;j++) { if(!boolph[j]) { p[page].phnumber=ph[j]; boolph[j]=true; } } p[page].state=1; show(); } } } } } void init() { p[0].pagenumber=0;p[0].phnumber=1;p[0].state=0;p[0].visit=1;p[0].modify=0;//1 p[1].pagenumber=1;p[1].phnumber=0;p[1].state=0;p[1].visit=0;p[1].modify=0;//2 p[2].pagenumber=2;p[2].phnumber=2;p[2].state=0;p[2].visit=2;p[2].modify=1;//3 p[3].pagenumber=3;p[3].phnumber=0;p[3].state=0;p[3].visit=0;p[3].modify=0;//4 p[4].pagenumber=4;p[4].phnumber=4;p[4].state=0;p[4].visit=1;p[4].modify=0;//5 } void logic() { int logicAddress;//31——12 为页号（0-4），11-0为页内地址（5-7）212=4KB int sum; init(); while(1) { printf("输入逻辑地址快数："); scanf("%d",&sum); logicA log[sum]; for(int i=0;i { printf("输入第%d个逻辑地址：",i+1); scanf("%d",&logicAddress); //show(); log[i].pagenumber=logicAddress/4096; //4kB log[i].pagedaddress=logicAddress%4096; disp(i,log); } } } int main() { logic(); //show(); return 0; } 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); 实验报告 模拟请求分页虚拟存储管理中的硬件地址变换过程 【实验目的】 1.通过实验加深对请求分页虚拟存储器管理中的地址变换加深理解。 2.熟练使用所学知识完成地址转换过程。 【实验原理】 1. 请求分页虚拟存储管理技术是把作业地址空间的全部信息存放在磁盘上。当作业被选中运行时,,先把作业的开始几页装入主存并启动运行。为此在为作业建立页表时,应说明哪些页已在主存,哪些页不在主存。页表的格式如表1-1所示,其中,”标志”表示对应页是否已经装入主存: “1”表示对应页已经装入主存; “0”表示对应页未装入主存; “主存快号”表示该页对应的主存快号; “修改位”指示该页调入主存后是否修改过的标志。 “外存地址”指示该页所在的外存地址。 自己设计一个主存分块表。 2. 作业业执行时,指令中的逻辑地址指出参加运算的操作数(或指令)地址中的页号和页内偏移量。硬件地址转换机构按页号查页表。 若该页的标志为1 ,则表示该页已在主存,从而找到该页对应的主存块号。 根据关系式: 绝对地址=块号*块的长度+页内偏移量 计算出欲访问的主存地址。由于页号为2的整次幂,所以只要将块号与页内偏移量相拼接,放入主存地址寄存器即可。按照该地址取指令或取操作数,完成指定的操作。 3. 设计一个”地址变换”程序,模拟硬件地址变化过程。当访问的页在主存时,则形成绝对地址后,不去模拟指令的执行,而是输出被转换的地址。当访问的页不在主存时,输出”该页不在主存,产生缺页中断”,以表示产生一次缺页中断。 4. 进行缺页中断处理。中断返回后,重新执行该指令。 假定主存的每块长度为64个字节,现有一个具有8页的作业,系统为其分配了4个主存块(即m=4),且最多分4块。其中第0页至第3页已经装入主存。该作业的页表如表10—2所示。 地址变换算法框图如图10—1所示。 运行设计的地址变换程序,显示或打印运行结果。。因为只是模拟地址变换,并不 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 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 实验二存储管理 2.1背景知识 耗尽内存是Windows 2000/XP系统中最常见的问题之一。当系统耗尽内存时，所有进程对内存的总需求超出了系统的物理内存总量。随后，Windows 2000/XP必须借助它的虚拟内存来维持系统和 进程的运行。虚拟内存机制是Windows 2000/XP操作系统的重要组成部分，但它的速度比物理内存慢得多，因此，应该尽量避免耗尽物理内存资源，以免导致性能下降。 解决内存不足问题的一个有效的方法就是添加更多的内存。但是，一旦提供了更多的内存，Windows 2000/XP很可以会立即“吞食”。而事实上，添加更多的内存并非总是可行的，也可能只是推迟了实际问题的发生。因此，应该相信，优化所拥有的内存是非常关键的。 1、分页过程 当Windows 2000/XP求助于硬盘以获得虚拟内存时，这个过程被称为分页(paging)。分页就是将信息从主内存移动到磁盘进行临时存储的过程。应用程序将物理内存和虚拟内存视为一个独立的实体，甚至不知道Windows 2000/XP使用了两种内存方案，而认为系统拥有比实际内存更多的内存。例如，系统的内存数量可能只有 16MB，但每一个应用程序仍然认为有4GB内存可供使用。 使用分页方案带来了很多好处，不过这是有代价的。当进程需要已经交换到硬盘上的代码或数据时，系统要将数据送回物理内存，并在必要时将其他信息传输到硬盘上，而硬盘与物理内存在性能上的差异极大。例如，硬盘的访问时间通常大约为4-10毫秒，而物理内存的访问时间为60 us，甚至更快。 2、内存共享 应用程序经常需要彼此通信和共享信息。为了提供这种能力，Windows 2000/XP必须允许访问某些内存空间而不危及它和其他应 用程序的安全性和完整性。从性能的角度来看，共享内存的能力大大减少了应用程序使用的内存数量。运行一个应用程序的多个副本时，每一个实例都可以使用相同的代码和数据，这意味着不必维护所加载应用程序代码的单独副本并使用相同的内存资源。无论正在运行多少个应用程序实例，充分支持应用程序代码所需求的内存数量都相对保持不变。 3、未分页合并内存与分页合并内存 Windows 2000/XP决定了系统内存组件哪些可以以及哪些不可 以交换到磁盘上。显然，不应该将某些代码 (例如内核) 交换出主内存。因此，Windows 2000/XP将系统使用的内存进一步划分为未 分页合并内存和分页合并内存。 分页合并内存是存储迟早需要的可分页代码或数据的内存部分。虽然可以将分页合并内存中的任何系统进程交换到磁盘上，但是它临时存储在主内存的这一部分，以防系统立刻需要它。在将系统进程交换到磁盘上之前，Windows 2000/XP会交换其他进程。 未分页合并内存包含必须驻留在内存中的占用代码或数据。这种结构类似于早期的MS-DOS程序使用的结构，在MS-DOS中，相对较小的终止并驻留程序 (Terminate and Stay Resident，TSR) 在启动时加载到内存中。这些程序在系统重新启动或关闭之前一直驻留在内存的特定部分中。例如，防病毒程序将加载为TSR程序，以预防可能的病毒袭击。 未分页合并内存中包含的进程保留在主内存中，并且不能交换到磁盘上。物理内存的这个部分用于内核模式操作（例如，驱动程序）和必须保留在主内存中才能有效工作的其他进程。没有主内存的这个部分，内核组件就将是可分页的，系统本身就有变得不稳定的危险。 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 2015-2016学年第二学期 操作系统课程实验设计报告 班级网络2班 学号 201414620207 姓名韩金铖 成绩 指导教师于复兴 1、实验题目： （1）模拟请求分页存储管理中的硬件地址转换和产生却页中断的过程。 （2）采用先进先出（或LRU）算法实现分页管理的缺页调度。 2、实验目的： （1）通过实验模拟请求分页存储管理中的硬件地址转换和产生却页中断帮助理解在分页式存储管理中怎样虚拟存储器。 （2）通过采用先进先出（或LRU）算法实现分页管理的缺页调度帮助理解和掌握模拟分页式虚拟存储管理的缺页中断，帮助自己对请求分页管理的概念有一个清楚的理解。3、程序设计及实现过程： （1）请求分页储存管理是把作业的全部信息存在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存并启动运行。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，页表格式为： 其中，标志表示对应页是否已经装入主存，“标志 = 0”表示该页尚未装入主存，“标志= 1”表示该页已在主存。 主存块号表示已装入主存的页所占用的块号。 外存地址表示该页在外存的地址。 （2）作业执行完时，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，硬件地址转换机构按页号查页表，若该页对应的标志为“1”，则表示该页已在主存。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，将块长设成2的整次幂，可把块号作为地址寄存器的高位部分，单元号作为低位部分。两个拼接形成绝对地址。按计算出的绝对地址取操作数，完成一条指令的执行。 若访问的页对应标志为“0”，则表示不在主存，这时硬件发缺页中断信号，由操作系统按页表中的该页对应的外存地址把该页装入主存后，执行该指令。 （3）设计一个“地址变换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页不在主存时，则形成绝对地址后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“*”，表示产生了一次缺页中断。 该算法框图如下： 合肥学院 计算机科学与技术系实验报告 2011～2012学年第一学期 课程操作系统原理 课程设计名称模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断 学生姓名 学号 专业班级10计本（2）班 指导教师 2011年11月 1.实验目的： 通过实验模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断帮助理解在分页式存储管理中怎样虚拟存储器。 2.实验内容： 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。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，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.实验步骤： 任务分析： (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，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。 (30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。 (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： （1）概要设计： 定义页表结构体typedef struct {页号、标志、主存块号、在磁盘存储位置 湖南科技学院计算机与信息科学系 实验报告 实验名称请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟 课程名称计算机操作系统所属系部班级计科0902 时间2011年12 月8 日第9、10 节地点E305 姓名王校君学号200908001230 成绩 本组成员（一人一组） 一、实验要求 1、上机前认真阅读实验内容，并编好程序； 2、上机实验后，请列出实验数据，写出实验结果； 3、完成实验报告后交任课教师。 二、实验目的 页式虚拟存储器实现的一个难点是设计页面调度（置换）算法，即将新页面调入内存时，如果内存中所有的物理页都已经分配出去，就要按某种策略来废弃某个页面，将其所占据的物理页释放出来，供新页面使用。本实验的目的是通过编程实现几种常见的页面调度（置换）算法，加深读者对页面思想的理解。三、实验环境 每人一台电脑，在下实现。 四、实验内容 （1）设计程序实现以上三种页面调度算法，要求： ①.可以选择页面调度算法类型； ②.可以为进程设置分到物理页的数目，设置进程的页面引用情况，可以从键盘输入页面序列，也可从文件中读取； ③.随时计算当前的页面调度次数的缺页中断率； ④.使用敲键盘或响应WM-TIMER的形式模仿时间的流逝； ⑤.以直观的的形式将程序的执行情况显示在计算机屏幕上； ⑥.存盘及读盘功能，可以随时将数据存入磁盘文件，供以后重复实验时使用。（2）假定进程分配到3个物理块，对于下面的页面引用序列： 7-0-1-2-0-3-0-4-2-3-0-3-2-1-2-0-1-7-0-1 请分别用先进和先出调度算法，最近最少用调度算法，最近最不常用调度算法计算缺页中断次数，缺页中断率和缺页调度次数、缺页置换率。 再假定进程分配到4、5个物理块，重复本实验。 （3）假定进程分配到3个物理块，对于下面的页面引用序列： 4-3-2-1-4-3-5-4-3-2-1-5-0-7-3-8-9-0-2-1-4-7-3-9 请分别用先进先出调度算法、最近最少用调度算法，最近最不常用调度算法计算缺页中断次数，缺页中断率和缺页调度次数、缺页置换率。 再假定进程分配到4、5个物理块，重复本实验。 （4）假定进程分配到3个物理块，使用程序的动态页面序列生成算法，生成一个页面序列，将此序列存入磁盘文件。再从磁盘文件读入该序列，用程序分别计算三种算法下的缺页中断次数、缺页中断率和缺页调度次数、缺页置换率。 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： 南通大学操作系统实验课 实验报告 学生姓名 所在院系 专业 学号 指导教师 南通大学 2014年 5 月 30 日 虚拟存储器管理 采用LRU算法实现分页管理的缺页调度 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、缺页中断以及页式淘汰算法，处理缺页中断。 通过本实验，使学生对请求分页管理的概念有一个清楚的理解。 二、实验要求 书写实验报告，应该包括以下几项内容： （1）实验题目； （2）程序中使用的数据结构及主要符号说明； （3）程序流程图和带有详细注释的源程序； （4）执行程序名，并打印程序运行时的系统状态的初值、每次调入调出的页号和运行结果；（5）通过实验后的收获与体会及对实验的改进意见和见解。 三、简要概述 当采用LRU算法时，用一个数组P构成堆栈，堆栈中各个元素为进程已在主存的页号，为了进行页面置换，可设置一个栈指针HEAD，初始化为0。假定分配给每个进程的内存块数固定不变，为M。当队列满需要淘汰时，操作系统选择栈底的元素淘汰，其他元素向下移一个位置，将新调入页放HEAD指示的栈顶。当访问的页在栈中时，还应调整页从当前位置到栈顶。采用LRU淘汰算法的流程如下所示。 四、流程图 五、结果 六、总结与感悟 经过了这学期的操作系统实验，我对操作系统实验有了全新的认识。尤其是当拿到一个任务时，如何去分析，先干什么，接着干什么，最后干什么，有了比较明确的思路。 拿到一个题目后，我们应该先对这个题目进行概要的分析、设计，分析出这个程序是干什么用的，应该实现什么功能，这些功能应该包含哪些函数。概要设计做好后，我们就要开始做详细设计，将做好的概要设计进行完善，把每个函数要实现的功能用伪代码写出来，或者是用流程图画出来，这样我们就能基本上知道每个程序应该如何实现它自身的功能，写源代码时也就不会那么盲目。 写源代码是将详细设计转化为C++代码的过程，详细设计做好后，我们只需在其基础上将一些简单的或者是用汉语代替的语句用C++语句写出来，再将一些语法错误改过来，并将概要设计和详细设计时未考虑到的东西在语句中完善，最终形成一个可执行的C++文件。刚开始的时候，我根据书上的提示自己编写好程序输入电脑，然后编译的时候，出现了许许多多各种各样的问题，回头查看程序，自己却很难找到问题所在，于是查阅各种资料，问了身边很多同学，终于将程序顺利调试出来了。通过这个系统的实现，我从输入代码跟运行调试的整个过程中学习到了很多东西，也了解到系统出现问题的时候的各种错误应该如何解决。 《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 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;i 操作系统实验报告一 姓名：学号：时间：老师： 课程设计任务（二）：实验请求页式存储管理 一．目的与要求 1.用高级语言编写几个常用的存储分配算法，并设计一个存储管理的模拟程序，对各种算法进行分析比较，评测其性能优劣； 2.用FIFO,LRU.OPT页面调度算法事业页面管理； 二．原理代码： 1.先进先出FIFO页面置换算法： 该算法总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单，只需把一个进程已调入内存的页面，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面； 2.最近最少使用页淘汰算法(LRU)： 采用的是不断调整页表链的方法，即总是淘汰页表链链首的页，而把新访问的页插入链尾。如果当前调用页已在页表内，则把它再次调整到链尾。这样就能保证最近使用的页，总是处于靠近链尾部分，而不常使用的页就移到链首，逐个被淘汰，在页表较大时，调整页表链的代价也是不小的； 三．代码及运行结果： #include 页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断实验报告一．实验目的 1．深入了解页式存储管理如实现地址转换； 2．进一步认识页式虚拟存储管理中如处理缺页中断。 二．实验仪器 PC、windows操作系统、Visual C++6.0 三．实验原理 编写程序完成页式存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。实验具体包括：首先对给定的地址进行地址转换工作，若发生缺页则先进行缺页中断处理，然后再进行地址转换；最后编写主函数对所做工作进行测试。 四．实验步骤 代码一 #include int dnumber;//该页存放在磁盘上的位置，即磁盘块号 }page[n];//页表定义 int m; //作业在主存中的主存块块数 int page_length;//页表实际长度 int p[length];//存放在主存中页的页号 int head;//主存中页号队列头指针 page_interrupt(lnumber) //缺页中断 int lnumber; { int j; printf("发生缺页中断* %d\n",lnumber); j=p[head];//淘汰页的页号 p[head]=lnumber; //新装入的页号 head=(head+1) %m; if (page[j].write==1) //如果该页被修改过 printf("将页%d写回磁盘第%d块\n",j,page[j].dnumber);//输出页号page[j].flag=0; //该页不在主存，执行缺页中断，将标志改为不在主存 page[lnumber].pnumber=page[j].pnumber; //使j转去执行缺页中断 page[lnumber].flag=1;//将所需页重新调入存 page[lnumber].write=0;//将标志改为未被修改过 printf("淘汰主存%2d 中的页数%2d,从磁盘第%d 块中调入 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。 实验报告三 实验名称：理解线程和请求分页存储管理设计日期：2011/5/25 班级：学号：姓名： 一、实验目的： 1. 理解当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位， 线程成为系统调度的单位，也是系统并发运行的独立单位。同一个进程中的 各个线程共享进程的地址空间。 2. 模拟存储管理常用的请求分页存储管理技术，通过本实验使学生更加深入的 理解虚拟内存的思想和主要的页面淘汰算法。 二、实验内容： 1. （1）编写一个程序，在其main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该 线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； （2）在main()函数外定义一个变量int shared（全局变量），在main()中创建 一个线程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化； （3）修改程序把int shared 变量定义到main（）函数之内，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 （4）编写一个程序，在其main（）函数中创建至少两个线程，在这些线程中分别说明（定义）名称相同的整型变量（例如，int x；），分别在各个线程中修改这些变量，试观察这些变量值的变化。 2. (1) 通过随机数产生一个指令行列，共320条指令，指令中的地址按下述原则 生成：50%的指令是顺序执行；25%的指令均匀分布在前地址部分；25%的指令均匀分布在后地址部分。 (2) 具体实验办法是：在[0，319]之间选一起始点M；顺序执行一条指令，即 第M+1条；向前地址[0，M-1]中执行一条指令M；顺序执行一条指令，即第 M+1条；向后地址[M+2，319]中执行一条指令M。如此继续，直至产生320条指令。使用产生随机数的函数之前，首先要初始化设置RAN()产生序列的开 始点，SRAND(400)；然后计算随机数，产生指令序列。例如： a[0]=1.0*rand()/32767*319+1； a[1]=a[0]+1； a[2]=1.0*rand()/32767*(a[1]-1)+1； a[3]=a[2]+1； a[4]=319-1.0*rand()/32767*(a[3]-1)；其中rand()和srand()为Linux操作系统提供 《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请求分页存储管理模拟实验
计算机操作系统实验 源码 模拟请求分页虚拟存储管理中的硬件地址变换过程
存储管理实验报告
请求分页存储管理(虚拟存储)
佛山科学技术学院-操作系统-存储管理-实验报告
实验六请求分页存储管理
分页管理实验报告
模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断
请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟
请求页式存储管理
分页管理的缺页调度—LRU算法
基本分页存储管理
操作系统实验3 请求分页式存储管理
操作系统-课程设计任务(二)：实验请求页式存储管理
页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断实验报告
请求分页管理实验报告
操作系统实验报告-理解线程和请求分页存储管理设计
实验报告关于请求调页存储管理方式
- 模拟操作系统的请求分页存储管理JAVA代码
- 存储管理请求分页系统
- 请求分页式存储管理的地址转换过程实现
- 请求页式存储管理
- 存储器管理之请求分页存储管理方式
- 实验--编程实现请求分页存储管理页面Optimal、FIFO、LRU置换算法
- 实验六请求分页存储管理
- 操作系统原理存储管理请求分页系统
- 操作系统实验4-请求分页存储管理模拟实验
- 实验六请求分页存储管理
- 设计一个请求页式存储管理方案
- 操作系统实验4-请求分页存储管理模拟实验
- 操作系统实验4-请求分页存储管理模拟实验
- 请求分页存储管理(虚拟存储)
- 请求分页管理实验报告
- (完整word版)操作系统实验3--请求分页式存储管理
- 操作系统原理 第4章 存储管理-请求分页系统
- 请求分页存储管理方式
- 请求分页存储管理方式
- 请求分页存储管理设计