实验 存储器管理(二)
存储器管理实验实验报告
存储器管理实验实验报告一、实验目的存储器管理是操作系统的重要组成部分，本次实验的目的在于深入理解存储器管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握存储器分配与回收的算法，以及页面置换算法的实现和性能评估。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容与步骤（一）存储器分配与回收算法实现1、首次适应算法（1）原理：从空闲分区链的首地址开始查找，找到第一个满足需求的空闲分区进行分配。
（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态（已分配或空闲）。
当有分配请求时，从链表头部开始遍历，找到第一个大小满足需求的空闲分区。
将该分区进行分割，一部分分配给请求，剩余部分仍作为空闲分区留在链表中。
若找不到满足需求的空闲分区，则返回分配失败。
2、最佳适应算法（1）原理：从空闲分区链中选择与需求大小最接近的空闲分区进行分配。
（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。
当有分配请求时，遍历整个链表，计算每个空闲分区与需求大小的差值。
选择差值最小的空闲分区进行分配，若有多个差值相同且最小的分区，选择其中起始地址最小的分区。
对选中的分区进行分割和处理，与首次适应算法类似。
3、最坏适应算法（1）原理：选择空闲分区链中最大的空闲分区进行分配。
（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。
当有分配请求时，遍历链表，找到最大的空闲分区。
对该分区进行分配和处理。
（二）页面置换算法实现1、先进先出（FIFO）页面置换算法（1）原理：选择在内存中驻留时间最久的页面进行置换。
（2）实现步骤：建立页面访问序列。
为每个页面设置一个进入内存的时间戳。
当发生缺页中断时，选择时间戳最早的页面进行置换。
2、最近最久未使用（LRU）页面置换算法（1）原理：选择最近一段时间内最长时间未被访问的页面进行置换。
操作系统存储器管理实验报告.doc
一目的与要求(1) 请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之一。
(2) 通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟，加深理解虚拟存储技术的特点。
(3) 模拟页式虚拟存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,并用先进先出调度算法(FIFO)处理缺页中断.二实验内容或题目(1)本实验要求使用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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
三实验步骤与源程序（1）实验步骤1、理解好相关实验说明。
2、根据实验说明，画出相应的程序流程图。
3、按照程序流程图，用C语言编程并实现。
（2）流程图如下：①虚页和实页结构在虚页结构中，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程序流程图如下：（3）源程序如下:#include<iostream.h>#define M 40int N;struct Pro{int num,time;};int Input(int m,Pro p[M]){cout<<"请输入实际页数:";do{cin>>m;if(m>M)cout<<"数目太多，请重试"<<endl;else break;}while(1);//cout<<"请输入各页面号:";for(int i=0;i<m;i++){cout<<"第"<<i<<"个页面号为:";cin>>p[i].num;p[i].time=0;}return m;}void print(Pro *page1)//打印当前的页面{Pro *page=new Pro[N];page=page1;for(int i=0;i<N;i++)cout<<page[i].num<<" ";cout<<endl;}int Search(int e,Pro *page1 ){Pro *page=new Pro[N];page=page1;for(int i=0;i<N;i++)if(e==page[i].num)return i; return -1;}int Max(Pro *page1){Pro *page=new Pro[N];page=page1;int e=page[0].time,i=0;while(i<N)//找出离现在时间最长的页面{if(e<page[i].time)e=page[i].time;i++;}for( i=0;i<N;i++)if(e==page[i].time)return i;return -1;}int Compfu(Pro *page1,int i,int t,Pro p[M]){Pro *page=new Pro[N];page=page1;int count=0;for(int j=i;j<M;j++){if(page[t].num==p[j].num )break;else count++;}return count;}int main(){cout<<"可用内存页面数:";cin>>N;Pro p[M];Pro *page=new Pro[N];char c;int m=0,t=0;float n=0;m=Input(m,p);do{for(int i=0;i<N;i++)//初试化页面基本情况{page[i].num=0;page[i].time=2-i;}i=0;cout<<"************************"<<endl;cout<<"*****f:FIFO页面置换*****"<<endl;cout<<"*****l:LRU页面置换******"<<endl;cout<<"*****o:OPT页面置换******"<<endl;cout<<"*****按其它键结束*******"<<endl;cout<<"************************"<<endl;cout<<"请选择操作类型(f,l,o):";cin>>c;if(c=='f')//FIFO页面置换{n=0;cout<<"页面置换情况: "<<endl;while(i<m){if(Search(p[i].num,page)>=0)i++;//找到相同的页面else{if(t==N)t=0;else{n++;//page[t].num=p[i].num;print(page);t++;}}}cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率:"<<n/m<<endl; }if(c=='l')//LRU页面置换{ n=0;cout<<"页面置换情况: "<<endl;while(i<m){int k;k=t=Search(p[i].num,page);if(t>=0)page[t].time=0;else{n++;t=Max(page);page[t].num=p[i].num;page[t].time=0;}if(t==0){page[t+1].time++;page[t+2].time++;}if(t==1){page[2].time++;page[0].time++;}if(t==2){page[1].time++;page[0].time++;}if(k==-1) print(page); i++;}cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl;}if(c=='o')//OPT页面置换{n=0;while(i<m){if(Search(p[i].num,page)>=0)i++;else{int temp=0,cn;for(t=0;t<N;t++){if(temp<Compfu(page,i,t,p)){temp=Compfu(page,i,t,p); cn=t;}}page[cn]=p[i];n++;print(page);i++;}}cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl; }}while(c=='f'||c=='l'||c=='o');return 0;});四测试数据与实验结果五结果分析与实验体会通过上机，我了解了许多关于操作系统的专业知识。
存储器管理实验报告
操作系统实验报告存储器管理学院电信学院专业计算机科学与技术班级14级计科一班实验题目动态分区分配实验组别第三组指导老师曹华了解动态分区分配方式中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。
二、实验内容用Ｃ语言分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程 alloc() 和回收过程 free()。
其中，空闲分区通过分区链来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。
请分别用首次适应算法和最佳适应算法进行内存块的分配和回收，要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况。
三、实验主要仪器设备软件环境：ＶＣ＋＋６编程环境四、实验原理及设计方案1.实验原理：可变分区调度算法有：最先适应分配算法，循环首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法。
首次适应算法（First-fit）：当要分配内存空间时，就查表，在各空闲区中查找满足大小要求的可用块。
只要找到第一个足以满足要求的空闲块就停止查找，并把它分配出去；如果该空闲空间与所需空间大小一样，则从空闲表中取消该项；如果还有剩余，则余下的部分仍留在空闲表中，但应修改区分大小和分区始址。
用户提出内存空间的申请：系统根据申请者的要求，按照一定的分配策略分析内存空间的使用情况，找出能满足请求的空闲区，分给申请者；当程序执行完毕或主动归还内存资源时，系统要收回它所占用的内存空间或它归还的部分内存空间。
最佳适应算法（Best-fit）：当要分配内存空间时，就查找空闲表中满足要求的空闲块，并使得剩余块是最小的。
然后把它分配出去，若大小恰好合适，则直按分配；若有剩余块，则仍保留该余下的空闲分区，并修改分区大小的起始地址。
内存回收：将释放作业所在内存块的状态改为空闲状态，删除其作业名，设置为空，并判断该空闲块是否与其他空闲块相连，若释放的内存空间与空闲块相连时，则合并为同一个空闲块，同时修改分区大小及起始地址。
每当一个进程被创建时，内存分配程序首先要查找空闲内存分区链，从中寻找一个合适的空闲块进行划分，并修改空闲内存分区链，系统根据回收区的首址，从空闲区链中找到相应的插入点，此时出现如下四种情况：(１) 回收区与插入点的前一个空闲区Ｆ１相邻接，此时可将回收区直接与Ｆ１合并，并修改Ｆ１的大小；(２) 回收区与插入点的后一个空闲分区Ｆ２相邻接，此时可将回收区直接与Ｆ２合并，并用回收区的首址作为新空闲区的首址，大小为二者之和；(３) 回收区同时与插入点的前后两个空闲分区邻接，此时需将三者合并；(４) 回收区不与任何一个空闲区邻接，此时应建一新的表项2.主要数据结构的说明定义一个空闲区说明表结构struct freearea {int ID; //分区号long size;//分区大小long address;//分区地址int state; //状态}ElemType;线性表的双向链表存储结构Struct DuLNode//double linked list{ElemType data;struct DuLNode *prior; //前趋指针struct DuLNode *next; //后继指针｝DuLNode,*DuLinkList;算法；首次适应算法：是在分配内存时，从链首开始顺序查找，直到找到一个大小能够满足要求的分区，即进行分配。
存储器管理实验报告
存储器管理实验报告1. 实验目的本实验旨在通过实际操作，学习和理解存储器管理的基本概念和原理，并通过编写代码来实现常见的存储器管理算法。
2. 实验背景存储器管理是计算机系统中的重要组成部分，它负责管理和分配计算机的内存资源。
在计算机系统中，内存分为多个不同的区域，每个区域用于存储不同类型的数据。
存储器管理的主要任务是有效地管理和分配这些内存资源，以满足程序的需求，并保证系统的稳定性和高效性。
3. 实验步骤本实验共分为以下几个步骤：步骤一：了解存储器管理的基本概念在开始实验之前，我们首先需要了解存储器管理的基本概念。
包括内存分区、内存分配算法、内存回收算法等。
步骤二：设计实验代码根据实验要求，我们需要编写代码来实现常见的存储器管理算法。
可以选择使用C、C++等编程语言来实现。
步骤三：实验代码测试完成代码编写后，我们需要对代码进行测试，以验证其正确性和可行性。
可以编写一些测试样例来测试不同的存储器管理算法。
步骤四：实验结果分析根据实验的结果，我们可以对不同的存储器管理算法进行比较和分析，评估其优劣和适用性。
步骤五：实验总结在实验结束后，我们可以对实验过程和结果进行总结，总结实验中所学到的知识和经验，并提出改进的建议。
4. 实验总结通过本次实验，我深入了解了存储器管理的基本概念和原理，并通过编写代码实现了常见的存储器管理算法。
实验过程中，我遇到了一些问题，但通过查阅相关文献和资料，最终解决了这些问题。
通过实验，我不仅加深了对存储器管理的理解，还提高了编程能力和问题解决能力。
5. 改进建议在实验过程中，我发现代码实现的效率还有待提高，可以进一步优化算法的设计和实现。
此外，可以扩展实验内容，研究更多的存储器管理算法，并进行比较和分析。
参考文献•[1] 《操作系统教程》•[2] 《计算机体系结构》•[3] 《操作系统原理》。
答案_实验五 存储管理(二)
实验五存储管理（二）学号：姓名：班级：实验目的：1. 了解虚拟存储器。
2. 掌握分页存储管理的原理，熟悉段式存储和段页式存储管理。
3. 掌握常用的页面置换算法。
实验内容：一、选择：1.可变分区方式常用的主存分配算法中，（C）总是找到能满足作业要求的最大空闲区分配A、最佳适应算法B、首次适应算法C、最坏适应算法D、循环首次适应算法2．下列（A ）存储方式不能实现虚拟存储器A、分区B、页式C、段式D、段页式3．操作系统处理缺页中断时，选择一种好的调度算法对主存和辅存中的信息进行高效调度尽可能地避免（D）A、碎片B、CPU空闲C、多重中断D、抖动4．分页式存储管理的主要特点是（C）A、要求处理缺页中断B、要求扩充主存容量C、不要求作业装入到主存的连续区域D、不要求作业全部同时装人主存5．LRU页面调度算法淘汰（B）的页A、最近最少使用B、最近最久未使用C、最先进入主存D、将来最久使用6．分区管理要求对每一个作业都分配（A）的主存单元A、地址连续B、若干地址不连续的C、若干连续的页D、若干不连续的帧7．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是（A）A、节省主存空间B、物理上扩充主存容量C、提高CPU的效率D、实现主存共享8．分页虚拟存储管理中，缺页中断时，欲调度一页进入主存中，内存己无空闲块，如何决定淘汰已在主存的块时，（B）的选择是很重要的A、地址变换B、页面调度算法C、对换方式D、覆盖技术9．（D）存储管理兼顾了段式在逻辑上清晰和页式在存储管理上方便的优点A、分段B、分页C、可变分区方式D、段页式10．在固定分区分配中，每个分区的大小是（C）A、随作业长度变化B、相同C、可以不同但预先固定D、可以不同但根据作业长度固定11．下述（B）页面置换算法会产生Belady现象A、最佳置换算法B、先进先出算法C、LRU算法D、Clock算法12．在一个分页式存储管理系统中，页表的内容为：若页的大小为4KB，则地址转换机构将相对地址0转换成的物理地址是（A）。
试验存储器管理二
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。
储存器实验报告
储存器实验报告储存器实验报告一、引言储存器是计算机中重要的组成部分，它用于存储和读取数据。
在计算机科学领域，储存器的设计和性能对计算机的运行速度和效率有着重要的影响。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的储存器，来深入了解储存器的工作原理和性能指标。
二、实验目的1. 了解储存器的基本概念和分类；2. 掌握储存器的存储原理和读写操作；3. 分析和评估储存器的性能指标。
三、实验过程1. 储存器的分类储存器按照存储介质的不同可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是一种易失性存储器，它可以随机读写数据。
ROM则是一种非易失性存储器，主要用于存储固定的程序和数据。
2. 储存器的存储原理储存器的存储原理是通过电子元件的状态来表示数据的存储状态。
在RAM中，每个存储单元由一个电容和一个晶体管组成。
当电容充电时表示存储单元存储的是1，当电容放电时表示存储单元存储的是0。
在ROM中，存储单元由一组可编程的开关组成，每个开关的状态决定了存储单元存储的数据。
3. 储存器的读写操作储存器的读操作是通过将地址信号传递给储存器来选择要读取的存储单元，然后将存储单元的数据输出。
储存器的写操作是通过将地址信号传递给储存器来选择要写入的存储单元，然后将要写入的数据输入。
四、实验结果在实验中，我们设计并实现了一个8位的RAM储存器。
通过对储存器进行读写操作，我们成功地将数据存储到储存器中，并成功地从储存器中读取数据。
实验结果表明，储存器的读写操作是可靠和有效的。
五、实验分析1. 储存器的性能指标储存器的性能指标包括存储容量、存取时间和存储器的可靠性。
存储容量是指储存器可以存储的数据量，通常以位或字节为单位。
存取时间是指从发出读写指令到数据可以被读取或写入的时间间隔。
存储器的可靠性是指储存器的故障率和故障恢复能力。
2. 储存器的应用储存器广泛应用于计算机、手机、平板电脑等电子设备中。
在计算机中，储存器用于存储程序和数据，是计算机的核心组件之一。
存储器管理实验报告
_pFreepf_head->m_nPageNumber=_vPage[i]; _vDiscPages[_vPage[i]].m_nPageFaceNumber=_pFreepf_head->m_nPageFaceNumber;
if(_pBusypf_tail==NULL)
_pBusypf_head=_pBusypf_tail=_pFreepf_head;
minj=j;
}
_pFreepf_head=&_vMemoryPages[_vDiscPages[minj].m_nPageFaceNumber];
_vDiscPages[minj].m_nPageFaceNumber=INVALID;
_vDiscPages[minj].m_nTime=-1;
_pFreepf_head->m_pNext=NULL;
vector<CPageControl> _vMemoryPages;//内存页面总数
CPageControl *_pFreepf_head,*_pBusypf_head,*_pBusypf_tail;
vector<int> _vMain,_vPage,_vOffset;
int _nDiseffect;//页面失效次数
if(_pFreepf_head==NULL) /*无空闲页面，进行置换，找出忙队列的第一个置换出。*/
计算机组成原理 - 实验二存储器实验_
操作步骤
接线图中OO1、OO2、OOE1、OOE2是四个观察记数的 指示灯，其中OO1、OO2是写信号记数，OOE1、OOE2 是读信号记数。FULL及EMPTYy是满和空标志灯。
实验时，先拨动CLR开关使FIFO清空。然后给INPUT DEVICE单元中置一个数，按动START，此时将此数写入 到FIFO中，依次写四次后，FULL满标志置位。此时再也 写不进去，然后连续按动KK2-读信号，将顺序读出所存 的四个数，从总线显示灯检查结果是否与理论值一致。
C3=FIFOWR&O2&!O1; C4=FIFOWR&O2&O1; EMPTY=(OE==O)&!FLAGG; FULL=(OE==O)&FLAGG; END
25
26
3.LS273模块（ls273.abl）
MODULE LS273
"INPUT
CLK
PIN ;
I7,I6,I4,I3,I2,I1,I0 PIN ;
OE.CLK=FIFORD;
O.CLK=!FIFOWR;
24
OE.AR=!RST; O.AR=!RST; FLAGG.CLK=FIFOWR; FLAGG.AR=(!FIFORD)#(!RST); FLAGG:=1; WHEN OE==3 THEN OE:=0 ELSE OE:=OE+1; WHEN O==3 THEN O:=0 ELSE O:=O+1; C1=FIFOWR&!O2&!O1; C2=FIFOWR&!O2&O1;
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三．实验内容
实验时将T3脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3 相应插孔中，其脉冲宽度可调，其它电平控制信号 由“SWITCH UNIT”单元的二进制开关模拟，其中 SW-B为低电平有效，LDAR为高电平有效。
操作系统实验 实验2：存储器管理
实验报告学院（系）名称：计算机与通信工程学院【实验过程记录（源程序、测试用例、测试结果及心得体会等）】 截图网页版：/caozuoxitong/输入数据：和实验1一样，多了一个占用空间输入单元总大小，并选择算法：分为最优、最差、最优，图为执行过程。
最差方法的图片方法根据总大小分别生成占用数组和闲置数组最先：循环闲置数组直到找到第一个满足条件的，插入。
如图，遍历结果数组，根据记录的进行操作的数据下表，找出其占用空间的大小。
如果此时的操作是占用空间（执行），判断这个操作之前是否已经占用过空间，如果占用过了空间，则用上一个过程覆盖此时的过程（这个过程存储器没有变化）如果闲置数组不为空（内存未占满），遍历空闲数组，第一个找到的空闲区域，如果大小比需求的大，则将起始位置修改为占用后的，如果相等则删除这个空闲区域，否则报错。
取出操作：遍历空闲数组，找到最接近占用数组位置的闲置区域，在这个区域前面插入一个数组，分别是这个占用数组的开始和结尾，同时删除这个取出的占用数组，并从小到大排序空闲数组。
循环空闲数组，并把把能合并的区域合并上。
把这一步操作记录到全部状态记录中。
操作结束。
最差：倒序排列闲置数组，找到第一个满足条件的插入。
和最先唯一不同是：插入过程中，定义一个临时数组，从小到大排序，找到第一个满足条件的便是此时的最优解。
取出过程没有任何改动。
最优：正序排列闲置数组，找到第一个满足条件的插入。
和最先唯一不同是：插入过程中，定义一个临时数组，从大到小排序，找到第一个满足条件的便是此时空间最大的解。
取出过程没有任何改动。
核心代码（php）这个是最先。
最优和最差就是多了一个排序（sort/rsort）不重复截图了。
存储器管理实验报告
存储器管理实验报告存储器管理实验报告一、引言存储器管理是计算机操作系统中至关重要的一部分，它负责管理计算机的内存资源。
在本次实验中，我们将通过模拟实验来深入了解存储器管理的原理和实践操作。
二、实验目的1. 理解存储器管理的基本概念和原理；2. 学习并掌握存储器分配和回收的算法；3. 实践操作，加深对存储器管理的理解。
三、实验环境本次实验使用了一款名为“MemSim”的模拟器，它能够模拟计算机的内存分配和回收过程，并提供了一系列操作和指令供我们使用。
四、实验步骤1. 启动模拟器并加载测试程序；2. 观察内存分配过程，了解不同算法的工作原理；3. 进行内存回收操作，观察回收算法的效果；4. 分析实验结果，总结不同算法的优缺点。
五、实验结果与分析在本次实验中，我们使用了三种常见的内存分配算法：首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。
分别对应了不同的内存分配策略。
首次适应算法是最简单的一种算法，它从内存的起始位置开始查找可用的内存块，并将程序加载到第一个合适的位置。
这种算法的优点是简单易实现，但缺点是容易产生外碎片。
最佳适应算法则是从所有可用内存块中选择最小的一个来加载程序。
这样可以最大程度地减少外碎片的产生，但同时也增加了内存分配的开销。
最坏适应算法则是选择最大的可用内存块来加载程序。
这样可以减少内存碎片的产生，但会导致更多的内存浪费。
通过对比实验结果，我们可以发现不同算法在内存利用率、外碎片和内存开销等方面存在差异。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的算法。
六、实验心得通过本次实验，我对存储器管理有了更深入的了解。
在实践操作中，我发现不同的算法在内存分配和回收过程中有不同的优缺点，需要根据具体需求进行选择。
同时，我也意识到了内存管理对计算机性能的重要性，合理的存储器管理可以提高计算机的运行效率。
在今后的学习和工作中，我将进一步深入研究存储器管理的原理和算法，并将其应用于实际项目中。
通过不断的实践和总结，我相信我能够在存储器管理方面取得更好的成果。
操作系统实验报告三存储器管理实验
操作系统实验报告三存储器管理实验操作系统实验报告三：存储器管理实验一、实验目的本次存储器管理实验的主要目的是深入理解操作系统中存储器管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握内存分配与回收的算法，以及页面置换算法的工作过程和性能特点，从而提高对操作系统资源管理的认识和实践能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容1、内存分配与回收算法实现首次适应算法（First Fit）最佳适应算法（Best Fit）最坏适应算法（Worst Fit）2、页面置换算法模拟先进先出页面置换算法（FIFO）最近最久未使用页面置换算法（LRU）时钟页面置换算法（Clock）四、实验原理1、内存分配与回收算法首次适应算法：从内存的起始位置开始，依次查找空闲分区，将第一个能够满足需求的空闲分区分配给进程。
最佳适应算法：在所有空闲分区中，选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。
最坏适应算法：选择空闲分区中最大的分区进行分配。
2、页面置换算法先进先出页面置换算法：选择最早进入内存的页面进行置换。
最近最久未使用页面置换算法：选择最近最长时间未被访问的页面进行置换。
时钟页面置换算法：给每个页面设置一个访问位，在页面置换时，从指针指向的页面开始扫描，选择第一个访问位为0 的页面进行置换。
五、实验步骤1、内存分配与回收算法实现定义内存分区结构体，包括分区起始地址、大小、是否已分配等信息。
实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。
编写测试程序，创建多个进程，并使用不同的算法为其分配内存，观察内存分配情况和空闲分区的变化。
2、页面置换算法模拟定义页面结构体，包括页面号、访问位等信息。
实现先进先出页面置换算法、最近最久未使用页面置换算法和时钟页面置换算法的函数。
编写测试程序，模拟页面的调入和调出过程，计算不同算法下的缺页率，比较算法的性能。
存储器管理实验实验报告
软件环境：Windows XP SP SP3, Visual C++ 6.0
三、实验内容及步骤
1、对已给出的实验内容，要求读懂程序、理解算法。
2、绘制程序流程图。
3、要求对程序算法进行改进，并把改进内容记录下来。
四、实验结果（本实验源程序清单及运行结果或实验结论、实验设计图）
五、实验总结（对本实验结果进行分析，学生软件开发能力和软件的调试技术。
4、培养学生开发大型程序的方法和相互合作的精神。
5、通过本实验的练习，理解内存的分配及回收。
6、培养学生的算法设计和算法分析能力。
7、培养学生对问题进行文字论述和文字表达的能力。
二、实验环境（本实验所使用的硬件设备和相关软件）
硬件环境：CPU Intel(R) G630 @2.70GHz，内存4GB，
实验报告
课程名称
操作系统
实验日期
实验项目名称
存储器管理实验
实验地点
实验类型
√验证型 □设计型
□综合型
学 时
2
一、实验目的及要求（本实验所涉及并要求掌握的知识点）
1、内存管理是计算机操作系统的一大功能，任何作业的运行都需要装入内存。加深对操作系统存储管理概念的理解，通过编程了解存储器的管理。
2、培养学生能够独立进行知识综合，独立开发较大程序的能力。
实验二双端口存储器原理实验
实验二双端口存储器原理实验实验目的：1.了解双端口存储器的工作原理；2.了解双端口存储器的读写时序；3.掌握双端口存储器的控制方式。
实验器材：1.双端口RAM芯片；2.数字逻辑实验箱；3.示波器。
实验原理：双端口存储器是一种具有两个访问端口的存储器，其中一个端口用于读数据，另一个端口用于写数据。
两个端口可以同时进行读写操作，且可以独立操作，互不干扰。
双端口存储器广泛应用于多核处理器、高速路由器、交换机等领域，其性能优越，能提供更高的并行处理能力。
双端口存储器的读写时序如下：1.读操作时序：1)使能端CE1置低，选中读数据的端口；2)地址信号输入地址端口AD1；3)等待一段时间，取数据端口的读数据。
2.写操作时序：1)使能端CE2置低，选中写数据的端口；2)地址信号输入地址端口AD2；3)数据输入数据端口D；4)等待一段时间，完成写操作。
实验步骤：1.连接双端口RAM芯片到数字逻辑实验箱上，确保电路连接正确；2.连接示波器到仪表箱，用于监测信号波形；3.按照双端口存储器的读写时序，设置实验箱上的信号发生器；4.编写控制代码，控制实验箱上的信号发生器模拟读写操作；5.观察示波器上的波形，验证读写操作的正确性；6.分析实验结果，总结双端口存储器的工作原理和性能。
实验注意事项：1.操作实验箱时要小心谨慎，防止损坏实验箱和芯片；2.实验过程中需要观察示波器上的波形，确保信号发生器的设置正确；3.根据实验目的和步骤设定实验结果的收集和分析方式；4.实验后及时关闭实验箱和示波器，保持实验室整洁。
实验结果与分析：根据实验步骤设置好实验箱上的信号发生器，并编写相应的控制代码后，进行实验。
通过示波器监测到的信号波形可以验证读写操作的正确性。
实验结果的收集和分析主要包括以下内容：1.读操作时序的验证：通过示波器观察到CE1端信号在读操作开始时置低，地址信号AD1输入正确，数据端口读数据正确。
2.写操作时序的验证：通过示波器观察到CE2端信号在写操作开始时置低，地址信号AD2输入正确，数据端口D输入正确。
实验(二)存储器应用PPT共28页
实验(二)存储器应用
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
实验二 3-5 3-6 存储器组成逻辑框图
南京信息工程大学实验（实习）报告实验（实习）名称存储器组成逻辑框图实验日期 2012.12.13 指导教师林美华专业计算机科学与技术年级 2010 班次 1 班姓名孙小荣学号 20102308032 得分一、实验目的1) 理解位扩展法和字扩展法；2）学会设计存储器组成逻辑框图。
二、实验题目见教材P104页的习题3-5、3-6【问题描述】1、已知某16位机主存采用半导体存储器，其地址码为20位，若使用16K*8位的SRAM 组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构模式，问：1）若每个模块板位128K*16，共需几个模块板？2）每个模块板内共有多少SRAM芯片？3）主存共需要多少SRAM芯片？CPU如何选择各模块板？4）画出该存储器的组成逻辑框图。
2、有一个16K*16位的存储器，由1K*4位的DRAM芯片构成（芯片内部是64K*64结构）。
问：1）总共需要多少DRAM芯片？2）设计此存储器组成框图（要考虑刷新电路部分）。
3）若采用异步刷新方式，且刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？4）若采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少读/写周期？设读/写周期T=0.1μs，那么死时间率是多少？三、实验内容第一题1）（220×16）/（217×16）=23=82）（128k×16）/（16k×8）=8×2＝163）16×8=128 ，CPU通过译码与片选方式选择模块板。
D0……D15第二题（1）芯片1K×4位，片内地址线10位（A9--A0 ），数据线4位。
芯片总数为: （16K×16）/（1K×4）=16×4＝64片（2）存储器容量为16K，故地址线总数为14位（A13─A0），其中A13A12A11A10通过4：16译码器产生片选信号CS0─CS15。
存储器组成框图见下：（3）刷新信号周期为：2ms/64=31.3us。
存储器管理实验报告
一、实验目的1. 理解存储器管理的概念和作用。
2. 掌握虚拟存储器的实现原理。
3. 熟悉存储器分配策略和页面置换算法。
4. 提高动手实践能力，加深对存储器管理知识的理解。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C/C++3. 开发环境：GCC编译器三、实验内容1. 虚拟存储器实现原理（1）分页式存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页。
内存与外存之间通过页表进行映射，实现虚拟存储器。
（2）页表管理：包括页表建立、修改和删除等操作。
（3）页面置换算法：包括FIFO、LRU、LRU时钟等算法。
2. 存储器分配策略（1）固定分区分配：将内存划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能分配给一个进程。
（2）可变分区分配：根据进程需求动态分配内存，分为首次适应、最佳适应和最坏适应等策略。
（3）分页存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页，通过页表进行映射。
3. 页面置换算法（1）FIFO算法：根据进程进入内存的顺序进行页面置换，最早进入内存的页面将被淘汰。
（2）LRU算法：淘汰最近最少使用的页面。
（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，通过一个时钟指针实现页面置换。
四、实验步骤1. 编写程序实现虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。
2. 编写测试程序，模拟进程在虚拟存储器中的运行过程，观察不同页面置换算法的效果。
3. 分析实验结果，比较不同页面置换算法的性能差异。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过模拟实验，验证了虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。
实验结果显示，不同页面置换算法对系统性能的影响较大。
2. 实验分析（1）FIFO算法：实现简单，但可能导致频繁的页面置换，影响系统性能。
（2）LRU算法：性能较好，但实现复杂，需要额外的硬件支持。
（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，在性能和实现复杂度之间取得平衡。
实验二 存储器扩展实验
信息工程学院实验报告
1、熟悉掌握对RAM 的操作。
2、学习汇编程序的编写。
3、熟悉ZY15MicInt12BB 微机原理及接口试验箱使用方法。
实 验 环 境:
Windows 7 湖北众友
实 验 内 容 及 过 程: 1、首先在ZY15MicInt12BB 微机原理及接口实验箱中按实验要求连接好电路，再将试验箱与PC 机连接。
接线如图T2-1所示：
图T2-1
2、打开试验箱电源，带液晶模块稳定显示“NOW COM IS STANDBY ”后，再打开湖北众友软件，选择端口号。
如图T2-2所示：
图T2-2
3、打开实验文件，在湖北众友上，然后在“编译”菜单下选择“编译、连接、装载”，若一切无误，系统将提示装载成功。
如图4。
最后再点击连续运行，就能在实验箱上看
到结果了。
如图T2-3和图T2-4所示：
图T2-3
图T2-4
实验结果及分析：
装载、编译、链接文件，运行程序，在实验箱的液晶上会根据编写的程序内容显示字母A到字母Z，具体如图T2-5所示：
图T2-5。
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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，链中各个空闲区按地址递增次序排列。
初启时整个用户内存区为一个空闲区。
在每个空闲区首部设置一个区头（freearca）结构。
区头信息包括：size 空闲区大小（以字节计），包括区头所占空间；next 前向链指针，指向下一个空闲区；back 反向链指针，指向上一个空闲区；address 本空闲区首地址。
（2）内存分配表MAT。
系统设置一个MAT，每个运行作业都在MAT中占有一个表目，回收分区时清除相应表目。
表目信息包括：name 用户作业名；length 作业区大小；addr 作业区首地址；4、程序清单#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define TOTAL 5000#define SETADDRESS 2000#define MIN 100#define MAX 10typedef struct freearea{ int address;int size;struct freearea *next;struct freearea *back;}*freeptr;typedef struct mat{ char name;int address;int length;struct mat *next;struct mat *back;}*jobptr;char string[10];long totalfree;char jobnumber;freeptr freep;jobptr jobp;/********初始化**********/init(){freep=(freeptr)malloc(sizeof(struct freearea));freep->size=TOTAL;freep->address=SETADDRESS;freep->next=NULL;freep->back=NULL;totalfree=TOTAL;jobp=NULL;jobnumber=0;return(0);}/******分配模块*******/fengpei(int jl,char jn){freeptr fp;jobptr jp,jp1,jp2;jp2=(jobptr)malloc(sizeof(struct mat));if(totalfree<jl) return(1);fp=freep;while(fp!=NULL){if(fp->size<jl) fp=fp->next;else{jobnumber=jobnumber+1;totalfree=totalfree-jl;jp2->name=jn;jp2->length=jl;jp2->address=freep->address;if(jobp==NULL){ jp2->next=NULL;jp2->back=NULL;jobp=jp2;}else{ jp=jobp;while(jp!=NULL&&(jp2->address<jp->address)){ jp1=jp;jp=jp->next;}jp2->next=jp;if(jp==NULL){jp2->back=jp1;jp1->next=jp2;}else{ jp2->back=jp->back;if(jp->back!=NULL) jp1->next=jp2;else jobp=jp2;jp->back=jp2;}}if((fp->size-jl)<MIN){ if(fp->next!=NULL) fp->next->back=fp->back;if(fp->back!=NULL) fp->back->next=fp->next;else freep=fp->next;/* return();*/}else{fp->size=fp->size-jl;fp->address=fp->address+jl;}return(2);}if(totalfree>=jl) return(0);}}/*********显示模块*********/xianshi(){jobptr jp;/****清屏****/if(jobnumber<=0) printf("NO JOB!");else{printf("name\t\tlength\t\taddress\n");jp=jobp;while(jp!=NULL){printf("%c\t\t%d\t\t%d\n",jp->name,jp->length,jp->address);jp=jp->next;}}printf("\nthe total left is %d bytes:",totalfree);}/******回收模块********/huishou(char jn){freeptr fp,fp1,fp2;jobptr jp;int f=0;jp=jobp;while((jp!=NULL)&&(jp->name!=jn)) jp=jp->next;if(jp!=NULL){jobnumber=jobnumber-1;totalfree=totalfree+jp->length;if(freep==NULL){freep=(freeptr)malloc(sizeof(struct freearea));freep->address=jp->address;freep->size=jp->address;freep->next=NULL;freep->back=NULL;}else{fp=freep;while((fp!=NULL)&&(fp->address<jp->address)){fp1=fp;fp=fp->next;}if(fp!=NULL){if((fp->next!=NULL)&&(fp->next->address=jp->address+jp->length)) f=f+1;if((fp->back!=NULL)&&(jp->address=fp1->address+fp1->size))f=f+2;}else if((jp->address)=(fp1->address+fp1->size)) f=f+2;switch(f){case 0:{fp2=(freeptr)malloc(sizeof(struct freearea));fp2->address=jp->address;fp2->size=jp->length;fp2->next=fp;if(fp!=NULL){fp2->back=fp->back;if(fp->back!=NULL) fp1->next=fp2;else freep=fp2;fp->back=fp2;}else{fp2->back=fp1;fp1->next=fp2;}}case 1:{fp->size=fp->size+jp->length;fp->address=jp->address;}case 2:fp1->size=fp1->size+jp->length;case 3:{fp1->size=fp1->size+jp->length+fp->size;fp1->next=fp->next;if(fp->next!=NULL) fp->next->back=fp2;free(fp);}}}if(jp==jobp) jobp=jp->next;if(jp->next!=NULL) jp->next->back=jp->back;if(jp->back!=NULL) jp->back->next=jp->next;free(jp);}}/*********搬家************/banjia(){freeptr fp,fp1;jobptr jp;long bottom;if(jobnumber>0){jp=jobp;bottom=TOTAL+SETADDRESS;while(jp!=NULL){jp->address=bottom-jp->length;bottom=bottom-jp->length;jp=jp->next;}fp=freep;while(fp!=NULL){fp1=fp;fp=fp->next;free(fp1);}freep=(freeptr)malloc(sizeof(freeptr));freep->size=totalfree;freep->address=SETADDRESS;freep->next=NULL;freep->back=NULL;}}mingling(){char name,anykey,jobname;int length,select;int address;{a1:printf("you can select one of the following:\n");printf(" (1)require to be allocate\n");printf(" (2)require to collexte the size\n");printf(" (3)check the memory\n");printf(" (4)quit system\n");printf("you select is:");scanf("%d",&select);switch(select){ case 1:if(jobnumber>=MAX) printf("the job is too many");else{printf("enter you job name\n");scanf("%s",&name);printf("enter your job length\n");scanf("%10d",&length);address=fengpei(length,name);switch(address){ case 1: printf("the memory is full");break;case 0:{banjia();fengpei(length,name);xianshi();break;}case 2: xianshi();break;/*****else xianshi();*****/}break; }case 2:{printf("enter the name of the job\n");printf("you select is:");jobname=getchar();jobname=getchar();huishou(jobname);xianshi();break;}case 3: xianshi();break;case 4: goto a2;}printf("\npress enter to return menu\n");anykey=getchar();anykey=getchar();/* scanf("%c",anykey); */goto a1;a2: printf("you have exit the system!");}}main(){init();mingling();}5、程序运行结果本程序用TurboC语言编写，运行结果如下：you can select one of the following：(1)require to be allocate。