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：
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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
绍及设计思想。
（1）先进先出法（First In First Out）：
该算法总是淘汰最先进入内存的页面，既选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。
在该算法的模拟过程中，每当页面被置换进入内存时，将置换页面所在的物理块中访问标记设为-1；并且每执行一次指令，便将物理块的访问标记自动加1，需要置换时将访问标记最大的物理块中的页面置换出去，这样能防止当物理块访问标记出现两个以上相同的值的错误执行，更好地模拟了先进先出法；
（2）最近最久未使用（Least Recently Used）：
该算法以最近的过去作为不久将来的近似，将过去最长一段时间里不曾被使用的页面置换掉。
在该算法的模拟过程中，每当物理块中的页面被访问时（包括原先存在的和后来置换进入的页面），便将其物理块访问标记置为－1。以后每执行一条指令，便将物理块中各页面的访问标记加1，需置换时访问标记最大的便是将要被置换的。
（3）最佳置换算法（OPT）：
发生缺页时，有些页面在内存中，其中有一页见很快被访问（也包含紧接着的下一条指令的那页），而其他页面则可能要到10、100或者1000条指令后才会被访问，每个页面都可以用在该页面首次被访问前所要执行的指令数进行标记。
最佳页面置换算法只是简单地规定：标记最大的页应该被置换。如果某页在八百万条指令内不会被使用，另一页在600万条指令内不会被使用，则置换前一个页面，从而把因需要调回这一页发生的缺页推到将来，越远越好。这个算法唯一的一个问题就是它无法实现。当缺页发生时，操作系统无法知道各个页面下一次是在什么时候被访问。虽然这个算法不可能实现，但是最佳页面置换算法可以用于对可实现算法的性能进行衡量比较。
四、程序流程图及数据结构
数据结构：
typedef struct BLOCK//声明一种新类型——物理块类型
{
int pagenum;//页号
int accessed;//访问字段，其值表示多久未被访问
}BLOCK;
int count;//程序计数器，用来记录指令的序号
int n;//缺页计数器，用来记录缺页的次数
static int temp[320];//用来存储320条随机数
BLOCK block[size]; //定义一大小为4的物理块数组
void init( ); //程序初始化函数
int findExist(int curpage);//查找物理块中是否有该页面
int findSpace( );//查找是否有空闲物理块
int findReplace( );//查找应予置换的页面
void display ( );//显示
void Random( );//产生320条随机数,显示并存储到temp[320] void pagestring( );//显示调用的页面队列
void OPT( );//OPT算法
void LRU( );// LRU算法
void FIFO( );//FIFO算法
五、程序清单#include
#include
#include
#include
#define size 4
typedef struct BLOCK//声明一种新类型——物理块类型{
int pagenum;//页号
int accessed;//访问字段，其值表示多久未被访问
}BLOCK;
int count;//程序计数器，用来记录指令的序号
int n;//缺页计数器，用来记录缺页的次数
static int temp[320];//用来存储320条随机数
BLOCK block[size]; //定义一大小为4的物理块数组
void init( ); //程序初始化函数
int findExist(int curpage);//查找物理块中是否有该页面int findSpace( );//查找是否有空闲物理块
int findReplace( );//查找应予置换的页面
void display ( );//显示
void Random( );//产生320条随机数,显示并存储到temp[320]
void pagestring( );//显示调用的页面队列
void OPT( );//OPT算法
void LRU( );// LRU算法
void FIFO( );//FIFO算法
void init( )
{
for(int i=0;i { block[i].pagenum=-1; block[i].accessed=0; count=n=0; } } int findExist(int curpage) //查找物理块中是否有该页面{ for(int i=0; i { if(block[i].pagenum == curpage ) return i; //检测到内存中有该页面，返回block中的位置} return -1; } int findSpace( ) //查找是否有空闲物理块 { for(int i=0; i { if(block[i].pagenum == -1) return i; //找到空闲的block，返回block中的位置} return -1; } int findReplace( ) //查找应予置换的页面 { int pos = 0; for(int i=0; i { if(block[i].accessed >block[pos].accessed) pos = i;//找到应予置换页面，返回BLOCK中位置} return pos; } void display( ) { for(int i=0; i { if(block[i].pagenum != -1) //物理块不空 { printf(" %02d",block[i].pagenum); } } cout< } void Random( ) { int flag=0; cin>>count; cout<<"******按照要求产生的320个随机数：*******"< for(int i=0;i<320;i++) { temp[i]=count; if(flag%2==0)count=++count%320;//产生50%的顺序执行指令（flag=0或2时顺序执行） if(flag==1) count=rand( )% (count-1); //产生25%的均匀分布在前地址部分指令 if(flag==3) count=count+1+(rand( )%(320-(count+1))); //产生25%的均匀分布在后地址部分指令 flag=++flag%4; printf(" %03d",temp[i]); if((i+1)%10==0) cout< } } void pagestring( ) //显示调用的页面队列 { for(int i=0;i<320;i++) { printf(" %02d",temp[i]/10); if((i+1)%10==0) cout< } } //------------最佳置换算法 void OPT( ) { int exist,space,position ; int curpage; for(int i=0;i<320;i++) { if(i%100==0) getch( ); count=temp[i]; curpage=count/10; exist = findExist(curpage); if(exist==-1) { space = findSpace ( ); if(space != -1) { block[space].pagenum = curpage; display( ); n=n+1; } else { for(int k=0;k { for(int j=i;j<320;j++) { if(block[k].pagenum!= temp[j]/10) { block[k].accessed = 1000; }//将来不会用，设置为一个很大数 else { block[k].accessed = j; break; } } } position = findReplace( ); block[position].pagenum = curpage; display( ); n++; } } } cout<<"缺页次数:"< cout<<"缺页率:"<<(n/320.0)*100<<"%"< } //------------------ 最近最少使用算法 void LRU( ) { int exist,space,position ; int curpage; for(int i=0;i<320;i++) { if(i%100==0) getch( ); //getch直接从键盘获取键值 count=temp[i]; //指令在数组中的位置 curpage=count/10; //指令所在页面 exist = findExist(curpage); //查找物理块中是否有该页面,若有返回物理块号 if(exist==-1) //物理块中不存在该页 { space = findSpace( ); //查找是否有空闲物理块 if(space != -1) //有空闲物理块 { block[space].pagenum = curpage; display( ); n=n+1; } else //无空闲物理块，则寻找置换页面 { position = findReplace( ); //查找应予置换的页面 block[position].pagenum = curpage; block[position].accessed = -1; //恢复刚调入的BLOCK中页面accessed为-1 display( ); n++; } } else block[exist].accessed = -1;//恢复存在的并刚访问过的BLOCK中页面accessed为-1 for(int j=0; j<4; j++) {block[j].accessed++;} } cout<<"缺页次数:"< cout<<"缺页率:"<<(n/320.0)*100<<"%"< } //--------------- 先进先出算法 void FIFO( ) { int exist,space,position ; int curpage; for(int i=0;i<320;i++) { if(i%100==0) getch( ); //getch直接从键盘获取键值 count=temp[i]; curpage=count/10; exist = findExist(curpage); //查找物理块中是否有该页面 if(exist==-1) { space = findSpace( ); //查找是否有空闲物理块 if(space != -1) //有空闲物理块 { block[space].pagenum = curpage; display( ); n=n+1; } else //无空闲物理块，则寻找置换页面 { position = findReplace( ); //查找应予置换的页面 block[position].pagenum = curpage; display( ); n++; block[position].accessed--; //置换页面所在的物理块中访问标记设为-1 } } else//若存在该页 { for(int i=0; i { if(block[i].pagenum != -1) //物理块不空 printf(" %02d ",block[i].pagenum); } cout<<"指令已经存在! 其物理块地址为:"<<&block[exist]< } for(int j=0; j block[j].accessed++; } cout<<"缺页次数:"< cout<<"缺页率:"<<(n/320.0)*100<<"%"< } void main( ) { int select; cout<<"请输入第一条指令号(1~320): "; Random( ); cout<<"*****对应的调用页面队列*******"< pagestring( ); do { cout<<"****************************************"< cin>>select; cout<<"****************************************"< switch(select) { case 1:cout<<"最佳置换算法OPT:"< cout<<"*****************"< OPT( ); break; case 2:cout<<"最近最久未使用置换算法LRU:"< cout<<"**************************"< LRU( ); break; case 3:cout<<"先进先出置换算法FIFO:"< cout<<"*********************"< FIFO( ); break; default: ; } }while(select!=4); } 六、使用说明及运行结果分析 运行程序依次测试相应的算法： 1、先输入一个指令号（1-319）随意输入； 2、然后选择测试算法； 本程序能通过输入第一条指令号（用3位整数代表指令号），产生320个随机数，并以每行10个显示出来。再把这320个随机数转换成对应的页面号，并以每行10个显示出来。然后，通过输入选择键，分别执行两个置换算法。各个置换算法能显示页面置换的情况，如果所访问的指令已在内存，则显示“该指令已经存在”并显示其物理地址；如果所访问的指令还未装入内存，则显示“调入的页面是。。。”，并显示其调入后的物理地址。所有指令执行完毕后显示缺页次数，和缺页率。基本实现了对请求调页存储器管理方式的模拟。本程序的另一个亮点是使用getch( )使程序的执行过程能够暂停。本程序基本实现了实验要求，但是仍有一定的不足之处。 七、总结 通过本次操作系统实验，使我们对操作系统这门课程有了更进一步的认识和了解，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。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。 本实验的难点之一在于如何用c语言按要求模拟生成随机指令，即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%的指令是均匀分布在后地址部分，小组花了大量时间讨论和研究该算法，并参考了相关的资料、运用了随机函数，最终通过一个函数Random( )予以实现。第二，如何较好地模拟出先进先出算法（FIFO）、最近最少使用算法（LRU）也花费了较多时间。 在本次设计过程中，用到了许多C++的基本知识和操作系统的基本原理，是对平时所学知识的一次考验，尽管这些知识都学过，但运用到实际时，却不知从何下手，而且错误不断，往往为了找一个错误而花了大量的时间，这是专业知识掌握不够，缺乏实践动手能力的表现。 在设计的过程中我们发现了许多自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，以后还要多加努力。 总之，通过该实验，使我学到很多知识以及认识到实践的重要性。也使我了解到编写程序不是首要任务，而是一种实现手段。我们最重要的是如何做好需求分析和理清思路，做出正确、简洁的流程设计，这样可以达到事半功倍的效果。 教师评语 实验一认识计算机硬件和网络结构 一、实验题目 认识计算机硬件和网络结构。 二、实验课时 2课时。 三、实验目的 认识计算机的主要构成部件、功能、型号、在计算机机箱内的位置、网络结构等。 四、实验内容和要求 1、利用多媒体演示计算机的主要组成部件：机箱、主板、CPU、内存条、硬盘、软驱、光驱、插槽、BUS总线、串行接口、并行接口、USB接口等； 2、打开机箱，实物展示并讲解个部件的功能及其连接； 3、机箱、主板、CPU、CPU风扇、内存条、显卡、网卡等分别如下所示。 机箱主板 内存条显卡网卡无线网卡 CPU CPU风扇硬盘 机箱背面并行接口串行接口USB接口 4、观察每个部件在机箱的位置，并掌握每个部件的功能和基本知识。 5、观察实验室网络结构图。 6、结合某网吧的例子更好地理解网络结构。 Parallel port Serial port USB port Keyboard and mouse ports 7、独立完成上述内容，并提交书面实验报告。 五、实验体会 通过本次实验，我了解了计算机的各种硬件和网络结构。知道了各种硬件的形状、功能、特征等。还知道了网络结构的流程、大体构造。这使我对计算机有了初步的认识，为以后更进一步的学习打下了坚实的基础。也为我以后的学习和生活提供了方便。 1、cpu——中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心。 2、硬盘——是电脑的主要存储媒介之一。 3、主板——又叫主机板、系统板或母板，安装在机箱内，是微机最基本也是最重要的部件之一。 4、机箱——作为电脑配件的一部分，它起的主要作用是放置和固定各电脑配件，起到一个承托和保护作 用。 5、内存条——是连接CPU和其他设备的通道，起到缓冲和数据交换作用。 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3：页式虚拟存储管理程序模拟 实验目的：编写程序来模拟计算机的两种调度方式： （1）先进先出算法 （2）最近最少使用算法 程序设计 FIFO页面置换算法 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2的规则进行。 算法特点：所使用的内存页面构成一个队列。 LRU页面置换算法 1当分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时，当然是把最先执行的AP个页面放入内存。2当需要调页面进入内存，而当前分配的内存页面全部不空闲时，选择将其中最长时间没有用到的那个页面调出，以空出内存来放置新调入的页面(称为LRU)。 算法特点：每个页面都有属性来表示有多长时间未被CPU使用的信息。 结果分析 #include 《管理信息系统》实验报告 实验项目：教务处排课系统分析 实验学时：18学时 姓名： 学号： 专业班级： 实验时间： 实验成绩： 东北财经大学 《管理信息系统》实验报告实验项目名称： 管理系统实验报告 实验小组成员： 实验对象：教务处排课信息系统 实验对象背景介绍：教务管理系统是一个庞大而复杂的系统，它包括：学生学籍管理 系统、排课系统、教师管理系统、学生成绩系统、系统设置、班级信息系统、教学培养计划管理系统、教学资源管理系统、招生系统教务信息发布系统和事务处理系统。随着科学技术的进步与相应的管理信息系统的升级，教务系统管理平台充分利用互联网络B/S管理信息模式，以网络为平台，为各个学校教务系统的管理提供一个平台，帮助学校管理教务系统，用一个帐号解决学校教务教学管理，并且学校可以自由选择学校需要的教务管理系统，灵活地定制符合学校自己实际情况的教务系统。教务管理系统内部子系统多样庞杂，今天我们主要讨论的研究对象是排课管理信息系统。 排课管理系统是每个学校必不可少的内容，它的优劣直接学校教学工作质量和学校的正常教学活动秩序。随着现在生源数量的不断增长以及各行业竞争日益激烈，为了满足中国社会主义事业发展对高素质人才的需求，各大高校都在尽自己努力，以本校现状及需求作为基础，以科技发展进步作为依托，发展完善一个功能完整，操作简单快捷，高效率，与本校其他教务管理系统良好适应的排课系统与之配套，使教师等教学资源利用达到最大化，为学生提供优良的教育环境。因此，东北财经大学作为一个知名的财经类高校，要达到适应教育现状及提高自身教育层次的目标，完善教务排课管理系统显得尤为重要。 系统功能简述 排课管理系统需要合理调配各个班级专业所需的专业课程选修必修课程，相应教师，教师及上课班级，尽可能全面的考虑到教师的身体状况，工作条件，家庭状况甚至与学校距离，教师及学生时间，各种课程按重要程度以及学生兴奋点和接受能力合理排序，教师的容量用途，学校集体活动或教师会议等多方面因素，以计算机安排为主，手工调整为辅的方式做出各个院系各个专业各个班级的课程安排。 排课管理系统的目标不仅是对于原有系统进行改进提高，还使课程管理科学化系统化准确化，减少手工录入的误差可能性，方便操作者的随时添加、查询、修改，是统计表格格式规范化统一化，提高工作效率，降低人工成本，提高处理数据能力与速度，提高教学质量，优化学校教务管理系统，为学校的进一步发展提供技术支持与可能性。 系统分析 （1）系统分析任务：根据系统设计任务书所确定的范围，并在充分认识原有系统的基础上进行详细的调查分析，通过问题识别、可行性分析、详细调查、系统化分析，进而确定新系统的基本目标和逻辑功能结构，最后完成新系统的逻辑方案设计。 （2）可行性分析和详细调查概述：由于实验的限制，假定建立排课管理信息系统在管理上、技术上、经济上都是可行的。而详细调查采用一定的调查方法发现了现行系统有以下优缺点: 现有系统优缺点分析 1.选课分为预选、正选、补退选，一定程度上完善了选课系统。 2.在选课中，按年级差异区分次序，一定程度上缓解短时间内系统压力，保证了高年级学生顺利完成课业。 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。 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 实验 3、分组讨论并确定小组管理信息系统的题目，并给出题目的具体功能和要求。心得体 会：（可以从以下几个方面来总结：你在上机过程中遇到了哪些难题？你是怎么克服的？你的收获有哪些？你有什么没有解决的问题等） 实验 书E 选脚 ■1. 订盼蔚豆 建立学生表 则剩余不够的部分还须向其他书商订购，同时 在订购信息中添加该教材在另一个书商中订购的信息。 1、请画出上述内容的 E-R 图。 2、把E-R 图转换成合理的关系模式： 学 生（学号，姓名，性别，院系，年龄） 教 材（书号，书名，出版社，出版日期, 书商（商号，电话，联系人，商名） 山膿E 軀 nanie = ^Buy_Booksdb ， j filename - J E: \Buy_Bcoksdb* mdf', size = 5j maxsize - 20, f llegrovrth = 1 ) log on ( rtajne-' Buy^Bookslog 1、 f ilenajue~， E:\Buy_Bcakslog. ldf'. size=2_, maxsize! 8, fllegrawth-1 ] Go 口. ■号, 3、在SQL Serve r （或Access ）中建立数据库和表（截图） 建立数据库： create database Buy Books on primary 主键为学号 主编） 主键为书号 主键为商号 ' —i r - ! 見意「腿 性别 商号 1 ---------- 戟条人 CREATE TABLE St udent ( Sno char 9- primary key. Sname char (20 i unique, Ssex char (2), Sage smallint. Sdept char (2Q 1 ) f -f 建立教材表 CREATE TABLE Books ( Eno char 9) primary key Btitle char (40), Bauthor char ^20), Bpress char 40 Bdate datetime ): 建立书商表 -CREATE TABLE SSellcr BSno char 9[ priinaty key, BSnane char 201 . Tel char 30；. Person char (201 feedback char '40 1 鼻 /*书号* /車书名*/ 八作者于/ /廉也版社康/ " 由版日期柑 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。 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 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。 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） 实验报告 课程：管理信息系统 一、实验目的 验证有关概念和理论，加深对概念和知识的理解和认识；熟悉和掌握Visual Basic 6.0 软件的使用方法；初步具备信息管理知识和制作数据字典、系统数据流程图的能力。运用课程讲授的管理信息系统的系统分析方法、模块化系统设计方法以及系统的调试方法进行人事档案管理信息系统的分析、设计、开发、实现与调试。 二、实验方法 面向对象法 三、实验环境及开发工具 1.硬件环境 在最低配置的情况下，系统的性能往往不尽如人意，但现在的硬件性能已经相当的出色，而且价格便宜，因此通常给服务器的配置高性能的硬件。 处理器：Interl Pentium II 266 MX 或更高 内存：64M 硬盘空间：2 GB 显卡：SVGA 显示适配器 显示器：液晶17寸 2.软件环境 操作系统：Windows/98/ME/2000/XP或更高版本 数据库：Microsoft Access 2000 3.实验开发工具：Visual Bisic 6.0程序系统 四、实验内容 （一）、系统分析 1、系统数据流程图 2、数据字典 3、系统中所有实体（包括实体的属性）以及实体之间的联系类型分析 人员的个人资料经过专业的处理部门的处理形成个人档案。档案包括自然情况，工作情况，简历，政治情况等各方面信息，内容比较庞大复杂。将档案信息传送到人员信息库。同时还综合考虑档案管理工作的性质，总结归纳出所需实现 的功能。为人事档案进行服务，对人事的变动、人事资料、以及人事资料的查询，统计等功能。总体上说具有编辑，查询，用户管理，图表统计等功能。然后将最终结果提交到人力资源管理部门，由人力资源管理人员进行审查，以便于对职工的调配。 4、典型处理的表达 档案完整添加用户档案到档案库 个人信息成功添加到档案库 修改用户档案信息 失败退回用户档案 退回用户档案 （二）、系统设计 1、子系统划分（或功能划分或模块划分） 功能划分 1、用户管理 功能：设置使用人事管理系统的用户及其使用权限。整个人事管理系统由多个功能模块组成，不同的模块完成不同的功能，所以可以为不同的职工分配不同的功能，使其具有不同的权限，完成其权限所对应的功能，从而很好地管理好整个系统。 2、辅助表管理 功能：通过它的这个功能可以有效的对本单位人事部门的扩充进行及时的计算机管理。只要管理员进行简单的数据字段添加即可。辅助表管理功能是高级管理员及中级管理员拥有的权限，它的功能是对数据库进行新表的添加。 3、档案编辑 功能：档案编辑模块中有4个子模块。他们是档案卡片、个人简历、家庭成员、历史档案等功能。这些功能因管理员的权限不同所表示出的功能使用也不同，普通管理员没有数据修改及删除的权利。在这些功能里详细的记录了所有单位员工的资料。 4、档案查询 功能：对档案卡片的查询功能，在这里可以查到符合程序要求的任何信息。 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： . 经济管理学院 《管理信息系统》实验报告 集发农业生态观光园景区管理系统设计 专业资料 . 课程实验报告基本内容一、系统概述 1、系统背景 集发农业生态观光园作为秦皇岛大型旅游景区，其旅游项目较为齐全，景区内存在餐饮，住宿，娱乐，观光，植物采摘，民俗展示，购物中心等众多旅游项目，但经过我们的网上调查，其还没有建立自己的官方网站系统。我们通过与景区负责人员的沟通，了解到该景区有意向开发自己的官方网站系统，并且对于网站系统内部的板块设计提出了一些特定需求。 2、功能需求 (1)用户注册登录功能 用户可以注册为网站会员。会员支持修改、完善会员基本资料，自助修改密码，查看、管理订单、在线支付订单，对网站进行留言评论、查看留言。 （2）会员管理 后台可以直接添加会员，记录会员注册时间、注册IP、登录次数、最后登录时间，会员详细资料应记录会员发布的信息、商品、购买过的商品、评论留专业资料 . 言及相关资料信息，支持按用户名搜索用户、按注册时间范围显示用户，支持删除、关闭用户。 （3）后台用户 添加后台管理员，支持自定义设置姓名、密码、所属级别、设置 开通或者关闭或者删除的权限。自定义设置用户组的详细权限分配。（4）更新景区、活动、票务信息 随时更新景区景点的介绍，包括文字和图片；自定义设置添加网站活动名称、时间，详情；更改门票、住宿、餐饮的价格及相关信息（5）网站留言 网站动态，实时显示最新留言，会员可以编辑，提交留言，管理员可以回复、删除留言。 （6）支付接口 系统内置网上支付系统：支付宝、网银，配置好账号相关信息即可使用支付接口，支付接口适用于本系统的购物支付。由于时间关系与技术问题，支付功能暂时没有实现，也是本次网站设计课程的不足之处。 3、人员分工 A：系统背景、人员分工、系统目标、子系统划分、业务流程分析、课 程实验报告的汇总与修改 B：系统可行性分析、系统必要性分析 C：输入设计、输出设计、信息系统流程图设计 D：数据库设计、功能结构图设计、数据流程分析 二、系统规划 1、系统目标 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； 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。 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。管理信息系统实验报告
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