操作系统段页式存储实验报告
操作系统存储管理实验报告.doc
操作系统存储管理实验报告实验5存储管理第一,实验的目的1,加深对操作系统存储管理的理解2,可以过度模拟页面调试算法,加深对操作系统内存管理的理解二、一般设计思想、环境语言、工具等一般设计思想:1.编写一个函数来计算和输出以下算法的命中率:(1) OPT页面替换算法OPT选定的过时页面是已经转移到内存中并且将来不会被使用或者在最长时间内不会被访问的页面。
因此,如何找到这样的页面是算法的关键。
每页可以设置一个步长变量。
它的初始值是一个足够大的数字。
对于不在内存中的页面,其值将重置为零。
对于内存中的页面,其值被重置为当前访问的页面与页面首次出现时的距离。
因此,该值越大,在最长时间内不会被访问的页面就越多,并且可以选择它作为交换页面。
(2)先进先出页面替换算法先进先出总是选择首先进入内存的页面进行清除,因此可以设置先进先出的繁忙页面帧队列,新转移到内存的页面挂在队列的尾部,当没有空闲页面帧时,可以从队列的头部取出下一个页面帧作为空闲页面帧,然后再转移到需要的页面。
(3) LRU页面替换算法LRU 根据转移到存储器中的页面的使用做出决定。
它使用“最近的过去”作为“最近的未来”的近似,并选择最长时间没有使用的页面进行删除。
该算法主要通过页面结构中的访问时间来实现。
时间记录页面的最后访问时间。
因此,当需要删除一个页面时,选择时间值最小的页面,即最近最长时间没有使用的页面进行删除。
(4) LFU页面替换算法LFU要求每个页面配置一个计数器(即页面结构中的计数器)。
一旦页面被访问,计数器的值将增加1。
当需要替换一个页面时,将选择计数器值最小的页面,即存储器中访问次数最少的页面进行清除。
⑤NUR页面替换算法NUR要求为每个页面设置一个访问位(访问位仍然可以由页面结构中的计数器表示)。
当页面被访问时,其访问位计数器被设置为1。
当需要页面替换时,替换算法从替换指针(最初指向第一页)开始顺序检查内存中的每一页。
如果其访问位为0,则选择页面进行替换,否则,替换指针向下移动以继续向下搜索。
操作系统实验报告-页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断
操作系统实验报告-页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断实验四页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断一.实验目的(1)深入了解存储管理如何实现地址转换。
(2)进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。
二.实验内容编写程序完成页式虚拟存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。
三.实验原理页式存储管理把内存分割成大小相等位置固定的若干区域,叫内存页面,内存的分配以“页”为单位,一个程序可以占用不连续的页面,逻辑页面的大小和内存页面的大小相同,内外存的交换也以页为单位进行,页面交换时,先查询快表,若快表中找不到所需页面再去查询页表,若页表中仍未找到说明发生了缺页中断,需先将所需页面调入内存再进行存取。
四.实验部分源程序#define size 1024//定义块的大小,本次模拟设为1024个字节。
#include "stdio.h"#include "string.h"#includestruct plist{int number; //页号int flag; //标志,如为1表示该页已调入主存,如为0则还没调入。
int block; //主存块号,表示该页在主存中的位置。
int modify; //修改标志,如在主存中修改过该页的内容则设为1,反之设为0int location; //在磁盘上的位置};//模拟之前初始化一个页表。
struct plist p1[7]={{0,1,5,0,010},{1,1,8,0,012},{2,1,9,0,013},{3,1,1,0,021},{4,0,-1,0,022},{5,0,-1,0,023},{6, 0,-1,0,125}};//命令结构,包括操作符,页号,页内偏移地址。
struct ilist{char operation[10];int pagenumber;int address;};//在模拟之前初始化一个命令表,通过程序可以让其顺序执行。
《操作系统》课程实验报告
void menu()
{
int choice;
while (true)
{
printf("操作菜单:\n");
printf(" 1 -->创建进程\n 2 -->结束进程\n 3 -->查看内存\n 0 -->退出程序\n");
printf("请输入您要进行的操作:");
scanf("%d", &choice);
}
bool endProcess()
{
int pid, pages;
if (processCount < 1)
{
printf("当前内存没有进程!\n\n");
return false;
}
printf("当前内存中的进程有%d个,进程号为:", processCount);
for (int i=0; i<N; i++)
if (flag && blockCount < N)
{
printf("已使用的内存块(%d):\n", N-blockCount);
for (int k=0,count=0; k<N; k++)
{
if (block[k] == 1)
printf("%2d ", k, ++count);
if (count == 15)
#include <windows.h>
#define N 100 //共有100个内存块
int process[N][N+1]; //存放每个进程的页表
操作系统存储管理实验报告总结
操作系统存储管理实验报告总结篇一:东华大学操作系统存储管理实验报告东华大学计算机学院操作系统实验报告实验名称:存储管理问题姓名:姜元杰学号:111310228班级:计算机1102 指导老师:李继云报告日期: XX/11/2一、实验概述1. 实验目标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. 实验要求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:? 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。
2) 将指令序列变换成页地址流? 页面大小 = 10条指令? 4页? 用户虚存容量 = 32页;? 在用户虚存中,按每K存放10条指令排列虚存地址3) 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(LRU);? 最佳淘汰算法(OPT);? 命中率=1-页面失效次数/页地址流长度;输出以表结构输出,行头是页码,列头是对应替换算法。
在本实验中,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。
二、实验内容1. 设计思路总体思路:设计存储管理类(class StorageManagemen),封装FIFO,LRU,OPT算法实现函数与各自所需公共或个体数据机构和公共代码部分,实现“TOP-DOWN”的程序设计思想,增强代码结构性和可读性。
1) 先进先出的算法(FIFO):FIFO是最简单的页置换算法,FIFO的页置换的算法为每个页记录着该页调入内存的时间。
当必须置换一页时,将选择最旧的页。
注意并不需要记录调入一页的确切时间,可以创建一个FIFO队列来管理内存中的所有页。
队列中的首页将被置换。
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、实验目的本次操作系统存储管理实验的主要目的是深入理解操作系统中存储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、回收、地址转换等关键技术,提高对操作系统存储管理机制的认识和应用能力。
二、实验环境操作系统:Windows 10开发工具:Visual Studio 2019三、实验原理1、内存分配方式连续分配:分为单一连续分配和分区式分配(固定分区和动态分区)。
离散分配:分页存储管理、分段存储管理、段页式存储管理。
2、内存回收算法首次适应算法:从内存低地址开始查找,找到第一个满足要求的空闲分区进行分配。
最佳适应算法:选择大小最接近作业需求的空闲分区进行分配。
最坏适应算法:选择最大的空闲分区进行分配。
3、地址转换逻辑地址到物理地址的转换:在分页存储管理中,通过页表实现;在分段存储管理中,通过段表实现。
四、实验内容及步骤1、连续内存分配实验设计一个简单的内存分配程序,模拟固定分区和动态分区两种分配方式。
输入作业的大小和请求分配的分区类型,程序输出分配的结果(成功或失败)以及分配后的内存状态。
2、内存回收实验在上述连续内存分配实验的基础上,添加内存回收功能。
输入要回收的作业号,程序执行回收操作,并输出回收后的内存状态。
3、离散内存分配实验实现分页存储管理的地址转换功能。
输入逻辑地址,程序计算并输出对应的物理地址。
4、存储管理算法比较实验分别使用首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法进行内存分配和回收操作。
记录不同算法在不同作业序列下的内存利用率和分配时间,比较它们的性能。
五、实验结果与分析1、连续内存分配实验结果固定分区分配方式:在固定分区大小的情况下,对于作业大小小于或等于分区大小的请求能够成功分配,否则分配失败。
内存状态显示清晰,分区的使用和空闲情况一目了然。
动态分区分配方式:能够根据作业的大小动态地分配内存,但容易产生内存碎片。
2、内存回收实验结果成功回收指定作业占用的内存空间,内存状态得到及时更新,空闲分区得到合并,提高了内存的利用率。
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、实验目的本次实验的主要目的是深入理解操作系统中存储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、页面置换算法等关键概念,并能够分析和解决存储管理中可能出现的问题。
二、实验环境本次实验在装有 Windows 操作系统的计算机上进行,使用了 Visual Studio 等编程工具和相关的调试环境。
三、实验内容(一)内存分配与回收算法实现1、首次适应算法首次适应算法从内存的起始位置开始查找,找到第一个能够满足需求的空闲分区进行分配。
在实现过程中,我们通过建立一个空闲分区链表来管理内存空间,每次分配时从表头开始查找。
2、最佳适应算法最佳适应算法会选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。
为了实现该算法,在空闲分区链表中,分区按照大小从小到大的顺序排列,这样在查找时能够快速找到最合适的分区。
3、最坏适应算法最坏适应算法则选择最大的空闲分区进行分配。
同样通过对空闲分区链表的排序和查找来实现。
(二)页面置换算法模拟1、先进先出(FIFO)页面置换算法FIFO 算法按照页面进入内存的先后顺序进行置换,即先进入内存的页面先被置换出去。
在模拟过程中,使用一个队列来记录页面的进入顺序。
2、最近最久未使用(LRU)页面置换算法LRU 算法根据页面最近被使用的时间来决定置换顺序,最近最久未使用的页面将被置换。
通过为每个页面设置一个时间戳来记录其最近使用的时间,从而实现置换策略。
3、时钟(Clock)页面置换算法Clock 算法使用一个环形链表来模拟内存中的页面,通过指针的移动和页面的访问标志来决定置换页面。
四、实验步骤(一)内存分配与回收算法的实现步骤1、初始化内存空间,创建空闲分区链表,并为每个分区设置起始地址、大小和状态等信息。
2、对于首次适应算法,从链表表头开始遍历,找到第一个大小满足需求的空闲分区,进行分配,并修改分区的状态和大小。
3、对于最佳适应算法,在遍历链表时,选择大小最接近需求的空闲分区进行分配,并对链表进行相应的调整。
操作系统-请求页式存储管理实验报告分析解析
操作系统-请求页式存储管理实验报告分析解析实验背景在计算机系统中,内存是一项很重要的资源。
其中,操作系统需要管理内存,以便为用户进程和内核提供适当的内存空间。
页式内存管理是操作系统能够管理和维护内存的一种方式。
在页式内存管理中,主存分为固定大小的框架,称为页框,而进程的地址空间被分割为固定大小的页。
页式内存管理系统采用了一种称为“请求页式存储”的技术,允许进程只存取正在使用的那些页面。
这样可以节省空间,并且提高了处理器访问内存的速度。
实验环境本次实验使用的操作系统是 Ubuntu 20.04 LTS 操作系统。
实验目标本次实验的主要目标是通过模拟请求页式内存管理系统,来了解和深入理解页式内存管理技术。
本次实验需要完成以下任务:1.编写一个简单的请求页式存储模拟器;2.使用该模拟器对作业和内存进行模拟;3.分析模拟结果并撰写实验报告。
实验过程阅读并理解作业说明在开始实验之前,我们首先需要阅读和了解具体的作业说明。
在本次实验中,我们需要完成一个请求页式存储模拟器,以及使用该模拟器对作业与内存进行模拟。
编写模拟器在了解了作业说明后,我们开始按照作业的要求,编写请求页式内存管理模拟器。
在这里,我们需要使用到Python 编程语言。
实际上,我们在编写该模拟器时,主要分为以下几步:1.文件操作:首先,我们需要通过读取文件中的数据来模拟进程对内存的请求。
在输入文件中,每一行表示一个请求,包含了进程 ID、请求的地址和访问类型。
2.内存分配:接着,我们需要模拟请求页式内存管理系统中对于内存分配的操作,即在访问时,将需要的页加载到内存中,如果内存已满,则需要选择一个页面将其从内存中移除,为新的页面腾出空间。
3.页面置换:如果进行页面置换,则需要选出最久未访问的页面并移出内存,空出空间用于新的页面,这就是所谓的“最久未使用”(LRU)策略。
进行模拟有了模拟器之后,我们就可以针对不同的作业和内存大小进行实验。
在实验的过程中,我们可以观察不同大小的内存和不同的作业怎样影响模拟的结果。
操作系统实验-存储管理
操作系统实验-存储管理操作系统实验-存储管理1、引言1.1 概述在操作系统中,存储管理是一个关键的任务。
它负责将程序和数据加载到内存中,管理内存的分配和回收,并确保不同进程之间的内存互不干扰。
本实验旨在深入了解并实践存储管理的相关概念和算法。
1.2 目的本实验的目的是让学生通过实际操作,了解存储管理的基本原理和常用算法,包括分页、分段和虚拟内存等。
通过实验,学生将学会如何实现内存分配和回收,以及处理内存碎片等问题。
1.3 实验环境- 操作系统:Windows、Linux、MacOS等- 编程语言:C、C++等2、实验步骤2.1 实验准备- 安装相应的开发环境和工具- 创建一个空白的项目文件夹,用于存放实验代码和相关文件2.2 实验一、分页存储管理- 理解分页存储管理的概念和原理- 实现一个简单的分页存储管理系统- 设计测试用例,验证分页存储管理的正确性和有效性2.3 实验二、分段存储管理- 理解分段存储管理的概念和原理- 实现一个简单的分段存储管理系统- 设计测试用例,验证分段存储管理的正确性和有效性2.4 实验三、虚拟存储管理- 理解虚拟存储管理的概念和原理- 实现一个简单的虚拟存储管理系统- 设计测试用例,验证虚拟存储管理的正确性和有效性3、实验结果分析3.1 分页存储管理结果分析- 分析分页存储管理系统的性能优缺点- 比较不同页面大小对系统性能的影响3.2 分段存储管理结果分析- 分析分段存储管理系统的性能优缺点- 比较不同段大小对系统性能的影响3.3 虚拟存储管理结果分析- 分析虚拟存储管理系统的性能优缺点- 比较不同页面置换算法对系统性能的影响4、总结与展望4.1 实验总结- 总结本次实验的收获和体会- 分析实验中遇到的问题和解决方法4.2 实验展望- 探讨存储管理领域的未来发展方向- 提出对本实验的改进意见和建议附件:无法律名词及注释:- 存储管理:操作系统中负责管理内存的任务,包括内存分配、回收和管理等功能。
操作系统段页式存储实验报告
一、指定的选题一一段页式存储管理1课程设计题目分析段式和页式存储管理各有优缺点,段页式存储管理系统,用分段的方法来分配和管理虚拟存储器,而用分页的方法来分配和管理主存。
既有段式系统便于实现段的共享,段的保护,动态链接和段的动态增长等一系列优点,又能像页式系统那样,很好地解决内存的外碎片问题。
段页式系统的基本原理,是分段和分页原理的组合。
即先将用户程序分为若干个段,再把每个段划分成若干页,并为每个段赋予一个段名。
在段页式系统中,地址结构由段号、段内页号、页内地址三部分组成。
在段页式系统中,为了便于实现地址变换,须配置一段表寄存器,存放段表始址和段长TL。
(1)进行地址变换时,首先利用段号S,将它与段长TL进行比较,若S<TL,表示未越界,利用段表始址和段号来求出该段对应的段表项在段表中的位置,得到该段的页表始址;(2)利用逻辑地址中的段内页号P,获得对应页的页表项位置,读出该页所在的物理块号b ;(3)用块号b和页内地址构成物理地址。
2数据结构及模块说明2.1存储结构说明在此段页式存储管理系统中,我们采用以下数据结构来存储数据,存储结构用结构体和结构体数组来实现:2.1段表//段表typedef struct Stack {int num;〃 段号 int flag;// 段状态 int plen;〃页表长度 int psta;//页表始址 }Stack;其中状态为1代表在内存,为0代表不在内存。
2.2页表//页表typedef struct Page {int num;〃 页号int flag;//页状态,即是否在内存。
int block;//该页对应的块号 }Page;2.3数据区简单起见,我们没有把内容初始化到每一个内存地址,只给出每个作业块的内容, 并且用一串字符代替。
typedef struct Data {int num;//内存的块数string str;//对应数据块的作业内容,简化起见说明内容为一串字符。
计算机操作系统储存管理实验报告
计算机操作系统储存管理实验报告软件学院综合性、设计性实验报告⼀、实验⽬的通过请求页式存储管理中页⾯置换算法模拟程序,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、实验仪器或设备实验机房pc电脑三、总体设计(设计原理、设计⽅案及流程等)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产: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。
2.将指令序列变换成为页地址流设页⾯⼤⼩为1K;⽤户内存容量为4页到32页;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条⾄第9条指令为第0页;第10条⾄19条指令为第1页;…第310条⾄319条指令为第31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。
(1) 先进先出算法(FIFO)(2) 最近最少使⽤算法(LRU)(3) 最佳使⽤算(OPT)命中率=1-页⾯失效次数/页地址流长度本实验中,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。
关于随机数的产⽣办法。
⾸先要初始化设置随机数,产⽣序列的开始点,例如,通过下列语句实现:srand ( 400 ) ;(1) 计算随机数,产⽣320条指令序列m=160;for (i=0;i<80;i++={j=i﹡4;a[j]=m;a[j+1]=m+1;a[j+2]=a[j] ﹡﹡ rand( )/32767;a[j+3]=a[j+2]+1m=a[j+3]+(319-a[j+3]) ﹡﹡rand( )/32767;}(2) 将指令序列变换成为页地址流for ( k=0;k<320;k++){ pt=a[k]/10;pd= a[k]%10;…}(3) 计算不同算法的命中率rate=﹡U/320 ;其中U为缺页中断次数,320是页地址流长度。
操作系统存储管理实验报告
程使用内存的信息:(2) 利用cat /proc/meminfo命令可以查看RAM使用情况,而且这是最简单的方法:$ cat /proc/meminfo参数/proc/meminfo是个动态更新的虚拟文件,实际上它的内容是许多其他内存相关工具(如: free、 ps、 top) 等显示信息的组合。
/proc/meminfo列出了所有你想了解的内存的使用情况。
进程的内存使用信息也可以通过cat 命令显示/proc/<pid>/statm和/proc/<pid>/status文件的信息来查看。
根据_上述命令的输出,用户可以发现一些使用内存较大的进程。
为了缓解系统内存的紧张情况,可以使用kill命令终止一些进程,使系统释放一部分内存空间。
(二)、监视对换区使用情况在Linux系统上运行的程序只看到大量的可用内存,而不关心哪部分在磁盘上,哪部分是物理内存。
当然,硬盘的读写速度比物理内存要慢得多,大约慢千倍,所以如果程序运行中多次在物理内存和硬盘之间交换内存块,则导致程序运行较慢。
.vmstat命令是一个通用监控程序,是Virtual Meomory Statistics (虛拟内存统计)的缩写。
vmstat命令显示实时数据与平均值的统计,包括CPU、内存、I/O等内容。
例如内存情况,不仅显示物理内存,也统计虚拟内存。
--般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的,第一个参数是采样的时间间隔数,单位是秒,第二个参数是采样的次数。
下面是一个使用vmstat命令监视虚拟内存使用的例子。
vmstat命令报告主要的活动类型有进程(procs)、内存、交换分区、块设备I/O量、系统中断,以及CPU使用情况(包括分配给用户的时间、系统占用时间和空闲时间分别占用的比例)。
用户在编程时,如果需要为产生的数据申请内存空间,可以在程序中使用系统提供的相应函数,如: malloc (分配没有被初始化的内存块)、calloc (分配内存块并且初始化)、realloc(调整先前分配的内存块的大小)、free(释放先前由malloc等分配的内存)。
操作系统存储管理实验报告
操作系统存储管理实验报告操作系统存储管理实验报告引言:操作系统是计算机系统中的核心软件之一,它负责管理计算机硬件资源和提供用户与计算机之间的接口。
在操作系统中,存储管理是一个重要的子系统,它负责管理计算机的内存资源。
本实验旨在通过实际操作,深入了解操作系统的存储管理机制,并通过实验结果分析其性能和效果。
实验目的:1. 了解操作系统的存储管理机制;2. 掌握存储管理相关的概念和技术;3. 分析不同存储管理策略的优缺点;4. 通过实验验证不同策略的性能和效果。
实验内容:本次实验主要涉及以下几个方面的内容:1. 内存分配:在操作系统中,内存是计算机中的重要资源,它被划分为多个固定大小的块,每个块称为一页。
实验中,我们将学习不同的内存分配算法,如连续分配、离散分配和分页分配,并通过实验验证它们的性能和效果。
2. 内存回收:当某个进程不再需要使用内存时,操作系统需要回收该内存空间,以便其他进程使用。
实验中,我们将学习不同的内存回收算法,如最佳适应算法、最坏适应算法和首次适应算法,并通过实验比较它们的效果。
3. 虚拟内存管理:虚拟内存是一种扩展内存的技术,它将磁盘空间作为辅助存储器,将部分数据存储在磁盘上,以释放内存空间。
实验中,我们将学习虚拟内存的概念和原理,并通过实验验证其性能和效果。
实验结果与分析:通过实验,我们得到了不同存储管理策略的性能数据,并进行了分析。
在内存分配方面,连续分配在内存利用率方面表现较好,但容易产生外部碎片;离散分配能够充分利用内存空间,但需要额外的管理开销;分页分配能够灵活地分配内存,但会带来内部碎片。
在内存回收方面,最佳适应算法能够更好地利用内存空间,但需要较长的搜索时间;最坏适应算法能够减少外部碎片,但可能导致内存利用率较低;首次适应算法在搜索时间和内存利用率方面都有较好的平衡。
在虚拟内存管理方面,虚拟内存能够有效扩展内存空间,提高系统的性能和效率。
通过实验,我们发现虚拟内存的使用可以显著减少交换空间的开销,并提高系统的响应速度。
操作系统存储管理实验报告
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
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;
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++ 环境下编译运行; 4调试程序直至得出结果;
4、程序清单
include <>
include <>
include<>
include<>
define NUM 4
define alloMemorytype typemallocsizeoftype
xk=free_tablek.length;
}
else{
free_tablek.length=free_tablek.length-xk;
ad=free_tablek.address+free_tablek.length;
}
i=0;
whileused_tablei.flag=0&&i<n
i++;
ifi>=n
cin>>>>;
}
=page.block;
menu;
}
void change
{
cout<<"请输入要转化的逻辑地址,段号s,段内页号p,页内偏移地址dB"<<endl;
存储管理实验报告
一、实验目的1. 理解操作系统存储管理的概念和作用。
2. 掌握存储管理的基本算法和策略。
3. 通过实验,加深对存储管理原理的理解,提高实际操作能力。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 软件环境:虚拟机软件VMware Workstation 153. 实验平台:Linux系统三、实验内容1. 存储管理概述2. 页式存储管理3. 段式存储管理4. 分段分页存储管理5. 存储管理算法四、实验步骤1. 页式存储管理实验(1)设置虚拟内存:在Linux系统中,使用`cat /proc/meminfo`命令查看内存信息,然后使用`vmstat`命令查看虚拟内存的使用情况。
(2)编写实验程序:使用C语言编写一个简单的程序,模拟页式存储管理过程。
(3)运行实验程序:编译并运行实验程序,观察程序运行过程中页面的分配、置换和回收过程。
2. 段式存储管理实验(1)设置虚拟内存:同页式存储管理实验。
(2)编写实验程序:使用C语言编写一个简单的程序,模拟段式存储管理过程。
(3)运行实验程序:编译并运行实验程序,观察程序运行过程中段页的分配、置换和回收过程。
3. 分段分页存储管理实验(1)设置虚拟内存:同页式存储管理实验。
(2)编写实验程序:使用C语言编写一个简单的程序,模拟分段分页存储管理过程。
(3)运行实验程序:编译并运行实验程序,观察程序运行过程中段页的分配、置换和回收过程。
4. 存储管理算法实验(1)编写实验程序:使用C语言编写一个简单的程序,模拟不同的存储管理算法(如FIFO、LRU、LFU等)。
(2)运行实验程序:编译并运行实验程序,观察不同算法在页面分配、置换和回收过程中的表现。
五、实验结果与分析1. 页式存储管理实验实验结果表明,页式存储管理可以将大程序离散地存储在内存中,提高内存利用率。
但页式存储管理也存在页面碎片问题,导致内存碎片化。
2. 段式存储管理实验实验结果表明,段式存储管理可以将程序按照逻辑结构划分为多个段,提高了内存的利用率。
分页存储管理实验报告
一、实验目的1. 理解分页存储管理的基本原理和方法;2. 掌握分页存储管理中的页面置换算法;3. 熟悉分页存储管理的实现过程;4. 培养动手实践能力,提高对操作系统内存管理的认识。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发环境:Visual Studio 2019三、实验原理分页存储管理是一种将内存划分为固定大小的页面,并将进程的地址空间划分为同样大小的逻辑页的内存管理方式。
分页存储管理的主要优点是消除了外部碎片,提高了内存的利用率。
以下是分页存储管理的关键概念:1. 页面:内存划分为固定大小的块,称为页面。
页面大小通常为4KB或8KB。
2. 逻辑页:进程的地址空间划分为同样大小的块,称为逻辑页。
3. 页表:用于记录逻辑页与物理页的映射关系。
四、实验内容1. 初始化内存:创建一个模拟的内存空间,用数组表示。
初始化时,内存中的一部分页面被占用,其他页面为空闲状态。
2. 进程调度:模拟进程的调度过程,包括进程的创建、销毁和页面请求。
3. 页面置换算法:实现不同的页面置换算法,如先进先出(FIFO)、最近最少使用(LRU)等。
4. 页面映射:根据进程的页面请求,查找页表,将逻辑页映射到物理页。
5. 页面回收:当进程销毁或页面不再需要时,回收对应的物理页。
五、实验步骤1. 初始化内存:创建一个大小为1024的数组,模拟内存空间。
其中,前256个元素表示被占用的页面,其余元素表示空闲页面。
2. 创建进程:模拟进程的创建过程,包括进程的编号、所需页面数和页面请求序列。
3. 页面置换算法:实现FIFO和LRU两种页面置换算法。
FIFO算法按照进程创建的顺序进行页面置换;LRU算法根据页面在内存中驻留时间的长短进行页面置换。
4. 页面映射:根据进程的页面请求,查找页表,将逻辑页映射到物理页。
如果请求的页面已在内存中,则直接返回物理页号;如果请求的页面不在内存中,则根据页面置换算法替换一个页面,并将请求的页面加载到内存中。
分页存储管理实验报告
分页存储管理实验报告分页存储管理实验报告篇一:分页存储管理的模拟实验上机报告分页存储管理的模拟实验上机报告页面管理的基本原理及方法:各进程的虚拟空间被划分成若干个长度相等的页(page)。
页长的划分和内存外存之间的数据传输速度以及内存大小等有关。
页式管理还把内存空间也按也的大小划分为页面(page frame)。
然后把页式虚拟地址与内存页面物理地址建立一一对应页表,并用相应的硬件地址变换机构,来解决离散地址变换问题。
在作业或进程开始执行之前,把该作业或进程的程序段和数据全部装入内存的各个页面中,并通过页表(page mapping table)和硬件地址变换机构实现虚拟地址到内存物理地址的地址映射。
1. 内存页面分配静态页面管理的第一步是为要求内存的作业或进程分配足够的页面。
系统依靠存储页面表,请求表及页表来完成内存的分配工作。
a. 页表页表由页号与页面号组成。
如右图所示页表的大小由进程或作业的长度决定。
例如,对于一个每页长1k,大小为20k的进程来说,如果一个内存单元存放一个页表项,则只要分配给该页表20个存储单元即可。
页式管理是每个进程至少拥有一个页表。
实验中对页表的定义如下(采用数组形式,数组下标表示页号,数组单元存放与数组下标(页号)相应的页面号):int pagetable[100] b.请求表(作业申请表)请求表用来确定作业或进程的虚拟空间的各页在内存中的对应位置。
为了完成这个认为,系统必须知道每个作业或进程的页表起始地址(本实验中假定为0)和长度,以进行内存分配和地址变换。
另外请求表中还包括每个作业或进程所要求的页面数。
请求表整个系统一张,实验中对请求表的定义如下(采用结构体数组形式,并将页表也作为其中一个成员(即域)):#define u 5 struct application_table{char name[8];/*作业名*/int size;/*作业大小――即将上表中的请求页面数改用字节表示*/int paddress; /*页表起始地址*/ int length;/*页表长度――以页面数表示*/int state; /*内存的分配状态,以分配的用1表示,未分配的用0表示*/int pagetable[100];/*页表,放在这里是为了方便虚地址转换及作业撤销的操作*/ }application[u];c.存储页面表(本实验中采用位示图法)位示图也是整个系统一张,它指出内存各页面是否已被分配出去,以及未分配页面的总数。
操作系统段页式存储实验报告
昆明理工大学(操作系统)实验报告实验名称:段页式存储管理专业班级:电科112姓名:学号:一、实验目的通过编程加深对基本分页、分段储存管理方式和段页式存储管理的理解,并对每种方式的过程与优缺点进行比较。
二、段页式系统的基本原理基本分段存储管理方式和基本分页存储管理方式原理的结合,即先将用户程序分成若干个段,再把每个段分成若干个页,并为每一个段赋予一个段名。
下图示出了一个作业的地址空间和地址结构。
该作业有三个段,页面大小为4 KB。
在段页式系统中,其地址结构由段号、段内页号及页内地址三部分所组成,如下图所示。
地址变换过程存放段表始址和段表长TL。
进行地址变换时,首先利用段号S,将它与段表长TL进行比较。
若S<TL,表示未越界,于是利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置,从中得到该段的页表始址,并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置,从中读出该页所在的物理块号b,再利用块号b和页内地址来构成物理地址。
右图示出了段页式系统中的地址变换机构。
在段页式系统中,为了获得一条指令或数据,须三次访问内存。
第一次访问是访问内存中的段表,从中取得页表始址;第二次访问是访问内存中的页表,从中取出该页所在的物理块号,并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址;第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中,取出指令或数据。
显然,这使访问内存的次数增加了近两倍。
为了提高执行速度,在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。
每次访问它时,都须同时利用段号和页号去检索高速缓存,若找到匹配的表项,便可从中得到相应页的物理块号,用来与页内地址一起形成物理地址;若未找到匹配表项,则仍须再三次访问内存。
实验内容:编写一个段页式存储管理程序:内存的大小为2048,分为四段:512、1024、128、384,每个页面大小为8,内存中四个段对应首地址分别为:1000、2000、3500、4000,要求输入一个逻辑地址,输出段表项、页表项、基址寄存器及物理地址。
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昆明理工大学(操作系统)实验报告
实验名称:段页式存储管理
专业班级:电科112
姓名:学号:
一、实验目的
通过编程加深对基本分页、分段储存管理方式和段页式存储管理的理解,并对每种方式的过程与优缺点进行比较。
二、段页式系统的基本原理
基本分段存储管理方式和基本分页存储管理方式原理的结合,即先将用户程序分成若干个段,再把每个段分成若干个页,并为每一个段赋予一个段名。
下图示出了一个作业的地址空间和地址结构。
该作业有三个段,页面大小为4 KB。
在段页式系统中,其地址结构由段号、段内页号及页内地址三部分所组成,如下图所示。
地址变换过程
存放段表始址和段表长TL。
进行地址变换时,首先利用段号S,将它与段表长TL进行比较。
若S<TL,表示未越界,于是利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置,从中得到该段的页表始址,并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置,从中读出该页所在的物理块号b,再利用块号b和页内地址来构成物理地址。
右图示出了段页式系统中的地址变换机构。
在段页式系统中,为了获得一条指令或数据,须三次访问内存。
第一次访问是访问内存中的段表,从中取得页表始址;第二次访问是访问内存中的页表,从中取出该页所在的物理块号,并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址;第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中,取出指令或数据。
显然,这使访问内存的次数增加了近两倍。
为了提高执行速度,在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。
每次访问它时,都须同时利用段号和页号去检索高速缓存,若找到匹配的表项,便可从中得到相应页的物理块号,用来与页内地址一起形成物理地址;若未找到匹配表项,则仍须再三次访问内存。
实验内容:
编写一个段页式存储管理程序:内存的大小为2048,分为四段:512、1024、128、384,每个页面大小为8,内存中四个段对应首地址分别为:1000、2000、3500、4000,要求输入一个逻辑地址,输出段表项、页表项、基址寄存器及物理地址。
实验程序及结果:
实验程序:
#include <stdio.h>
void main()
{
int shu,y,y1,d,d1,wu,ji,da,da1;
printf("输入逻辑地址:\n");
scanf("%d",&shu);
y1=shu%8;
if(y1==0)
y=(shu/8)-1;
else
y=shu/8;
if(0<=shu&&shu<=512)
{
d=1;
d1=shu;
wu=1000+shu;
ji=1000;
y=y;
da=512;
da1=5000;
}
else if(512<shu&&shu<=1536)
{
d=2;
d1=shu-512;
wu=2000+d1;
ji=2000;
y=y-64;
da=1024;
da1=5512;
}
else if(1536<shu&&shu<=1664)
{
d=3;
d1=shu-1536;
wu=3500+d1;
ji=3500;
y=y-192;
da=128;
da1=6536;
}
else if(1664<shu&&shu<=2048)
{
d=4;
d1=shu-1664;
wu=4000+d1;
ji=4000;
y=y-208;
da=384;
da1=6664;
}
printf("页表项为:\n");
printf("%d\n%d\n",y,y1);
printf("段表项为:\n");
printf("%d\n%d\n",d,d1);
printf("段表大小和段表始址:\n"); printf("%d\n%d\n",da,da1);
printf("物理地址初值和物理地址:\n");
printf("%d\n%d\n",ji,wu); }
2.实验结果:。