重庆大学操作系统实验4

读取文件中给定进程访问的逻辑页号序列，其中单号学号同学做 workload1~6，双号学号同学做workload7~12。 设置内存页框大小为N（N分别取值为100，500，1000，2000， 5000）。 采用3种不同的页面置换算法：FIFO,CLOCK,LRU。 画图比较不同页面置换算法对应的缺页率并分析原因(固定页框大 小为1000)。 画图比较不同内存页框大小对应的缺页率并分析原因(固定置换算 法为LRU)。 分析不同workload平均缺页率存在差异产生的原因。
内存划分成页框，进程 被划分成与页框相等的 页，所有页装入内存中 进程划分成许多段，把 进程的所有段装入内存 中 不需要装入进程的所有 页，其他与简单分页一 样 不需要装入进程的所有 段，其他与简单分段一 样
没有内部碎片
需要压缩外部碎片， 处理器利用率低
少量的内部碎片
简单分页
没有外部碎片
简单分段
没有内存碎片；相对于动态分区， 存在外部碎片 提高内存利用率，减少开销 没有外部碎片；支持更高道数的 多道程序设计；巨大的虚拟地址 空间 没有外部碎片；支持更高道数的 多道程序设计；巨大的虚拟地址 空间；支持保护和共享 复杂的内存管理开 销 复杂的内存管理开 销
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实验4 内存管理
目录

基础知识介绍
内存管理技术 页面置换算法

实验内容 实验目的 实验要求

内存中的进程
பைடு நூலகம்
内存一部分供操作系统使用（驻留监控程序、内 核），一部分供当前活跃的进程使用，用于存放进 程需要的数据和程序等。

内存管理最基本的操作是由处理器把程序装入内存
中执行。
内存中的进程
页面置换算法
2018/3/19
FIFO--先进先出，置换驻留在内存中时间最长的页。 LRU --最近最少使用，置换内存中上次使用距当前 最远的页。 CLOCK --时钟算法，页框关联使用位。 OPT --最佳置换，未来访问距当前时间最长的页。

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实验内容

在linux环境下用C语言编写程序，模拟进程在执行时内存中 的页框置换过程。
虚拟内存分页
虚拟内存分段
内存管理技术

在虚拟内存分页中，内存中存放活动进程对应的部 分页。当进程要访问的页不在内存，就会产生缺页 中断，需要操作系统将其调入内存后再进行访问。

当内存已经被页框占满，并且需要读取一个新页以
处理一次缺页中断时，如果内存中的所有页框被占
据，置换策略决定当前在内存中的哪个页将被置换。

在内存管理方案中，操作系统占据了内存中的某些 固定部分，内存的其余部分可供多个用户进程使用。 如何有效管理用户内存空间以提高处理器的效率？
内存管理技术
技 术
固定分区
说 明
内存被划分成许多静态 分区
优
势
弱 点
有内部碎片；活动 进程的最大数目固 定
实现简单，操作系统开销小
动态分区
动态创建分区，进程被 装入与自身大小相等的 分区中
画图示例
2018/3/19
横坐标为访问逻辑号累计数 目，根据情况适当设置间距
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实验目的

理解操作系统关于内存管理的一些方法。 熟悉常用的页面置换策略的基本原理。 通过模拟实验分析不同置换策略的性能差异。
实验要求
2018/3/19


分析不同内存管理技术各自的特点。 分析不同页面置换算法的性能区别和优缺点。 根据实际完成内容写实验报告，在报告中记录实验 过程中遇到的问题和针对问题的解决方案。 提交形式：压缩包，包含源码和实验报告。实验报 告和压缩包命名都为：班号+学号+姓名+实验4。例： 01+20151234+王小二+实验4。不接收命名错误的实 验报告。提交至sakai。（01 郭平，02 石亮，03 石 锐，04 何静媛）