实验二 存储管理 操作系统实验报告
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。
操作系统实验实验报告
操作系统实验实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的核心软件，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个方便、高效、稳定的工作环境。
本次操作系统实验的目的在于通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理和核心概念，掌握操作系统的基本功能和操作方法，提高对操作系统的认识和应用能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10 专业版，开发工具为Visual Studio 2019，编程语言为 C 和 C+＋。
实验硬件环境为一台配备Intel Core i7 处理器、16GB 内存、512GB SSD 硬盘的个人计算机。
三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。
在实验中，我们使用了 Windows API 函数 CreateProcess 和 TerminateProcess 来完成进程的创建和终止操作。
通过观察进程的创建和终止过程，深入理解了进程的生命周期和状态转换。
2、进程同步与互斥为了实现进程之间的同步与互斥，我们使用了信号量、互斥量等同步对象。
通过编写多线程程序，模拟了多个进程对共享资源的访问，实现了对共享资源的互斥访问和同步操作。
在实验中，我们深刻体会到了进程同步与互斥的重要性，以及不正确的同步操作可能导致的死锁等问题。
（二）内存管理实验1、内存分配与释放使用 Windows API 函数 VirtualAlloc 和 VirtualFree 进行内存的分配和释放操作。
通过实验，了解了内存分配的不同方式（如堆分配、栈分配等）以及内存释放的时机和方法，掌握了内存管理的基本原理和操作技巧。
2、内存分页与分段通过编程模拟内存的分页和分段管理机制，了解了内存分页和分段的基本原理和实现方法。
在实验中，我们实现了简单的内存分页和分段算法，对内存的地址转换和页面置换等过程有了更深入的理解。
（三）文件系统实验1、文件操作使用 Windows API 函数 CreateFile、ReadFile、WriteFile 等进行文件的创建、读取和写入操作。
操作系统实习二报告
实验二主存储器空间的分配和回收一、实验题目：模拟在分页式管理方式下采用位示图来表示主存分配情况，实现主存空间的分配和回收。
二、实验目的：主存的分配和回收的实现与主存储器的管理方式有关，通过本实习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。
三、实验内容：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。
四、程序中使用的数据结构及符号说明：五、程序流程图：六、程序源代码：#include <stdlib.h>#include <stdio.h>typedef int datatype;typedef struct node{datatype pageNum,blockNum;struct node *next;}linknode;typedef linknode *linklist;linklist creatlinklist(int n)/*尾插法创建带头结点的单链表*/{linklist head,r,s;int x,y,i=0;head=r=(linklist)malloc(sizeof(linknode));printf("\n请分别输入页表的页号及块号（-1表示空）：\n");printf("\n页号| 块号\n");while (i<n){scanf("%d %d",&x,&y);s=(linklist)malloc(sizeof(linknode));s->pageNum=x;s->blockNum=y;r->next=s;r=s;i++;}r->next=NULL;return head;}void init(int g[100][100],int N)/*初始化位示图，将值全置为零，0表示空闲状态*/{int i,j;for(i=0;i<100;i++){for(j=0;j<100;j++){g[i][j]=0; //全置为零}}g[N+1][0]=N*N; //在数组最后一个数的后面设置一个空间用来存放剩余空闲块数}linklist Init(linklist head,int g[100][100],int n,int N){linklist p;int i,j;p=head->next;if(n<=g[N+1][0]) //首先判断作业的页数是否小于等于位示图剩余空闲块的个数{while(p){i=p->blockNum/N;j=p->blockNum%N;g[i][j]=1;g[N+1][0]--;p=p->next;}}return head;}printStr(int g[100][100],int N)/*打印位示图*/{int i,j;printf("\n此时位示图为：\n");printf("\n ");for(i=0;i<N;i++){printf(" ");printf("%d",i);}printf("\n");for(i=0;i<N;i++){printf("%d",i);for(j=0;j<N;j++){printf(" ");printf("%d",g[i][j]);}printf("\n");}printf("\n");}void print(linklist head)/*输出带头结点的单链表*/{linklist p;p=head->next;printf("\n该页表为:\n");printf("\n");printf("\n 页号| 块号\n");while(p){printf("%11d%7d\n",p->pageNum,p->blockNum);p=p->next;}printf("\n");}linklist Dis(linklist head,int g[100][100],int n,int N){linklist p;int i,j;p=head->next;if(n<=g[N+1][0]) //首先判断作业的页数是否小于等于位示图剩余空闲块的个数{while(p){for(i=0;i<N;i++){for(j=0;j<N;j++){if(g[i][j]==0){p->blockNum=N*i+j; //将对应块号记录到页表g[i][j]=1; //将块置1，表示已被占用g[N+1][0]--; //剩余空闲块减1break; //跳出循环，进行下一个页的分配}}break; //跳出循环}p=p->next; //下一个页进行分配}return head;}}linklist Recy(linklist head,int g[100][100],int n,int N)/*回收已经完成的页*/ {int i,j;linklist p;p=head->next;while(p&&p->pageNum!=n) //找出要回收的页号{p=p->next;}if(p) //找到{i=p->blockNum/N;j=p->blockNum%N;g[i][j]=0; //将该块置0，表空闲状态g[N+1][0]++;p->blockNum=-1; //页表中对应的块号为空，置成-1}return head;}void main(){int m,n,N;int x,y,a,b,t;int graph[100][100];linklist head,Head;printf("\n*****分页式存储管理分配及回收算法*****\n");printf("\n请输入位示图字长：");scanf("%d",&N);printf("\n请输入已占用内存作业的页数：");scanf("%d",&m);head=creatlinklist(m);init(graph,N);head=Init(head,graph,m,N);printStr(graph,N);printf("\n当前空闲块数为：%d",graph[N+1][0]);printf("\n\n现在进行作业分配：\n");printf("\n请输入需要分配的作业的页数：");scanf("%d",&n);Head=creatlinklist(n);Head=Dis(Head,graph,n,N);print(Head);printStr(graph,N);printf("\n当前空闲块数为：%d",graph[N+1][0]);printf("\n\n您是否想回收已完成的页，“是”请按1，“否”请按0：");scanf("%d",&x);if(x) //判断是否要回收{printf("\n请输入您要回收的页号：");scanf("%d %d %d %d",&y,&a,&b,&t);head=Recy(head,graph,y,N);head=Recy(head,graph,a,N);head=Recy(head,graph,b,N);head=Recy(head,graph,t,N);printStr(graph,N);}printf("\n当前空闲块数为：%d",graph[N+1][0]);printf("\n");}七、运行结果：实习小结：本次实验是自己花了很多的时间去琢磨去尝试才完成的，虽然还不是很完美，但是在设计的过程中自己在对编程方面的逻辑思维得到了很好的锻炼。
存储管理实验报告(操作系统)
实验报告课程名称：操作系统实验项目名称：存储管理实验时间： 20120504 班级：姓名：学号：实验目的:理解可变分区管理方式下采用最佳适应分配算法实现主存分配和回收。
对理论课中学习的内存管理中的概念作进一步的理解。
实验环境:winTC实验内容及过程:1、分配主存采用最佳适应分配算法（Best fit），将空闲区表中的空闲区按其容量递增的次序排列。
当一个作业要求装入主存时，按由小到大的顺序查找空闲区说明表，找到第一个满足申请长度的空闲区（满足条件的最小空闲区）。
有时候空闲区大于作业需要量，需要将空闲区分成两部分，一部分作业占用，另一部分作为一个空闲区将其插入适当的位置。
为了方便查找，总是让“空表目”集中在表格的后面。
2、回收主存当一个作业执行结束撤离时，作业所占的区域应该归还，系统根据回收区的首址从空闲区表中找到相应的插入点，归还的区域如果与其他空闲区相邻（有如下三种情况），则应合成一个大的空闲区，病登记在空闲区说明表中。
否则作为一个新的空闲区登记在空闲区说明表中。
实验过程：1. 编写程序，由必要的数据结构、主函数、内存分配函数及主存回收函数构成。
实现可变分区管理方式下采用最优/佳适应分配算法实现主存的分配和回收。
2. 在上机环境中输入程序，调试，编译。
3. 设计输入数据，写出程序的执行结果。
实验结果及分析：程序a请求长度为10内存：作业b请求长度为20的内存：回收作业a主存回收b 的主存：实验心得：陈少琼：可变分区管理方式下采用最佳适应分配算法实现主存分配和回收是一个较好理解的算法，用C语言编写的参考程序要自己去补充定义，分析程序，理解算法，才可能去设计实验数据，进行实验，虽然会话多一点的时间，但是可以充分理解这个算法，和计算机主存的分配和回收情况。
兰晓铃：本实验的实验过程中还是遇到比较多的问题，程序编译时不能够一次通过，而是要不断的补充和定义，课堂上的最佳适应算法虽然通俗易懂，但要用这样基础的程序语言描述出来，并且编译通过还有相当大的距离，在老师和同学的帮助下终于实现可变分区管理方式下采用最优/佳适应分配算法实现主存的分配和回收。
操作系统存储管理实验报告
操作系统存储管理实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过编写一段程序，实现对内存的分配和回收操作，并验证算法的正确性和性能。
二、实验内容1.实现首次适应算法首次适应算法是一种动态分配的内存管理算法，通过从低地址往高地址内存块，找到第一个满足需求的空闲块进行分配。
具体实现过程如下：（1）初始化内存空间，设置内存块的大小和地址范围；（2）编写一个函数，实现内存的分配操作，根据需求大小找到第一个合适的空闲块，并在其前后设置相应的标志位；（3）编写一个函数，实现内存的回收操作，根据释放块的地址，将其前后的标志位进行合并；（4）模拟应用程序的运行，测试内存的分配和回收操作。
2.实现最佳适应算法最佳适应算法是一种动态分配的内存管理算法，通过整个内存空间，找到最小的满足需求的空闲块进行分配。
具体实现过程如下：（1）初始化内存空间，设置内存块的大小和地址范围；（2）编写一个函数，实现内存的分配操作，遍历整个内存空间，找到满足需求且大小最小的空闲块进行分配；（3）编写一个函数，实现内存的回收操作，根据释放块的地址，将其前后的标志位进行合并；（4）模拟应用程序的运行，测试内存的分配和回收操作。
三、实验结果1.首次适应算法经过测试，首次适应算法能够正确地进行内存的分配和回收操作，并且算法的性能良好。
尽管首次适应算法在分配过程中可能会产生碎片，但是由于它从低地址开始，可以在较短的时间内找到满足需求的空闲块。
在实际应用中，首次适应算法被广泛采用。
2.最佳适应算法经过测试，最佳适应算法能够正确地进行内存的分配和回收操作，并且算法的性能较好。
最佳适应算法会整个内存空间，找到大小最小的满足需求的空闲块。
因此，在分配过程中不会产生很多的碎片，但是算法的执行时间较长。
四、实验总结通过本次实验，我们成功地实现了首次适应算法和最佳适应算法，并对算法的正确性和性能进行了验证。
两种算法在内存的分配和回收过程中都表现出良好的性能，可广泛应用于实际场景中。
实验报告实验二：存储管理
实验二 存储管理一． 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（FIFO ）； 2） 最近最少使用算法（LRU ）； 3） 最佳淘汰算法（OPT ）； 4） 最少访问页面算法（LFR ）；页地址流长度页面失效次数命中率-=1其中3）和4）为选择内容三．系统框图四．页面置换算法程序代码（部分）五．运行结果运行程序前先新建一个页面流文件文件（格式为*.txt），在文件中存储的是一系列页面号（页面号用整数表示，用空格作为分隔符），用来模拟待换入的页面。
操作系统存储管理实验报告
操作系统实验·报告
typedef struct pfc_struct pfc_type; (2)模块结构 (伙伴系统) # define Inital 1024 //初始时的总内存
NODE root=(memory_node *)malloc(1*sizeof(memory_node));//根节点 int chip=0; // 记录总的碎片大小
total = 256 use =127 remain_max = 0 flag = 0 pid =0
total = 256 use = 0 remain_max = 256 flag = 0 pid =-1
total = 1024 use = 0 remain_max = 512 flag = 1 pid =-1
total = 512 use = 0 remain_max = 512 flag = 0 pid =-1
total = 512 use = 267 remain_max = 0 flag = 0 pid = -1
6 / 37
操作系统实验·报告
三、实验理论分析
7 / 37
操作系统实验·报告
(伙伴算法) Buddy System 是一种经典的内存管理算法。在 Unix 和 Linux 操作系统中都有用到。其 作用是减少存储空间中的空洞、减少碎片、增加利用率。避免外碎片的方法有两种： a.利用分页单元把一组非连续的空闲页框映射到非连续的线性地址区间。 b.开发适当的技术来记录现存的空闲连续页框块的情况，以尽量避免为满足对小块的 请 求而把大块的空闲块进行分割。 基于下面三种原因，内核选择第二种避免方法： a.在某些情况下，连续的页框确实必要。 b.即使连续页框的分配不是很必要，它在保持内核页表不变方面所起的作用也是不容 忽视的。假如修改页表，则导致平均访存次数增加，从而频繁刷新 TLB。 c.通过 4M 的页可以访问大块连续的物理内存，相对于 4K 页的使用，TLB 未命中率降 低，加快平均访存速度。 Buddy 算法将所有空闲页框分组为 10 个块链表，每个块链表分别包含 1,2,4,8,16,32,64,128,256,512 个连续的页框，每个块的第一个页框的物理地址是该块 大小的整数倍。如，大小为 16 个页框的块，其起始地址是 16*2^12 的倍数。 例，假设要请求一个 128 个页框的块，算法先检查 128 个页框的链表是否有空闲块， 如果没有则查 256 个页框的链表，有则将 256 个页框的块分裂两份，一 份使用，一份 插入 128 个页框的链表。如果还没有，就查 512 个页框的链表，有的话就分裂为 128， 128，256，一个 128 使用，剩余两个插入对应链 表。如果在 512 还没查到，则返回 出错信号。 回收过程相反，内核试图把大小为 b 的空闲伙伴合并为一个大小为 2b 的单独块，满足 以下条件的两个块称为伙伴： a.两个块具有相同的大小，记做 b。 b.它们的物理地址是连续的。 c.第一个块的第一个页框的物理地址是 2*b*2^12 的倍数。 该算法迭代，如果成功合并所释放的块，会试图合并 2b 的块来形成更大的块。 为了模拟 Buddy System 算法，我采用了数的数据结构，并使用了结构体，来记录各项 数据与标记，虽然不是真正的操作系统使用的方法，但成功模拟了插入和回收的过程。 在回收时我采用物理上的合并——即删除实际的物理节点，释放空间。然而实际中可 能根据需要仅仅是删除了标记项，使之标记成没用过的，从而避免了合并，会提高下 一次的插入操作。 碎片百分比 = 碎片总大小/总内存大小 (置换算法)
操作系统存储管理实验报告
操作系统存储管理实验报告一、实验目的操作系统的存储管理是计算机系统中非常重要的组成部分，它直接影响着系统的性能和资源利用率。
本次实验的目的在于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，掌握存储分配、回收、地址转换等关键技术，并对不同存储管理策略的性能进行分析和比较。
二、实验环境本次实验在 Windows 10 操作系统下进行，使用 Visual Studio 2019 作为编程环境，编程语言为 C+＋。
三、实验内容（一）固定分区存储管理1、原理固定分区存储管理将内存空间划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能装入一道作业。
分区的大小可以相等，也可以不等。
2、实现创建一个固定大小的内存空间数组，模拟内存分区。
为每个分区设置状态标志（已分配或空闲），并实现作业的分配和回收算法。
3、实验结果与分析通过输入不同大小的作业请求，观察内存的分配和回收情况。
分析固定分区存储管理的优缺点，如内存利用率低、存在内部碎片等。
（二）可变分区存储管理1、原理可变分区存储管理根据作业的实际需求动态地划分内存空间，分区的大小和数量是可变的。
2、实现使用链表或数组来管理内存空间，记录每个分区的起始地址、大小和状态。
实现首次适应、最佳适应和最坏适应等分配算法，以及分区的合并和回收算法。
3、实验结果与分析比较不同分配算法的性能，如分配时间、内存利用率等。
观察内存碎片的产生和处理情况，分析可变分区存储管理的优缺点。
（三）页式存储管理1、原理页式存储管理将内存空间和作业都划分为固定大小的页，通过页表将逻辑地址转换为物理地址。
2、实现设计页表结构，实现逻辑地址到物理地址的转换算法。
模拟页面的调入和调出过程，处理缺页中断。
3、实验结果与分析测量页式存储管理的页面置换算法（如先进先出、最近最少使用等）的命中率，分析其对系统性能的影响。
探讨页大小的选择对存储管理的影响。
（四）段式存储管理1、原理段式存储管理将作业按照逻辑结构划分为若干个段，每个段有自己的名字和长度。
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。
操作系统内存管理实验报告
操作系统内存管理实验报告操作系统内存管理实验报告引言：操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理计算机系统的各种资源，其中内存管理是操作系统的重要功能之一。
内存管理的目标是有效地管理计算机的内存资源，提高计算机系统的性能和可靠性。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的内存管理系统，加深对操作系统内存管理原理的理解，并通过实践来加深对操作系统的认识。
一、实验背景计算机内存是计算机系统中的重要组成部分，它用于存储程序和数据。
在操作系统中，内存被划分为多个不同的区域，每个区域有不同的用途和访问权限。
内存管理的主要任务是为进程分配内存空间，并进行合理的管理和调度，以提高系统的性能和资源利用率。
二、实验目的本实验旨在通过设计和实现一个简单的内存管理系统，加深对操作系统内存管理原理的理解，并通过实践来加深对操作系统的认识。
具体目标包括：1. 设计和实现一个简单的内存分配算法，实现内存的动态分配和回收；2. 实现内存的地址映射机制，实现虚拟地址到物理地址的转换；3. 实现内存保护机制，确保进程之间的内存隔离和安全性；4. 实现内存的页面置换算法，提高内存的利用率和性能。
三、实验设计与实现1. 内存分配算法为了实现内存的动态分配和回收，我们设计了一个简单的内存分配算法。
该算法根据进程的内存需求和剩余内存空间的大小，选择合适的内存块进行分配。
当进程结束或释放内存时，将已使用的内存块标记为空闲状态，以便下次分配。
2. 地址映射机制为了实现虚拟地址到物理地址的转换，我们设计了一个地址映射机制。
该机制使用页表来记录虚拟地址与物理地址的映射关系。
当进程访问内存时，操作系统根据页表将虚拟地址转换为物理地址，并进行内存访问。
3. 内存保护机制为了确保进程之间的内存隔离和安全性，我们实现了一个简单的内存保护机制。
该机制通过设置每个进程的访问权限，限制进程对内存的读写操作。
只有获得相应权限的进程才能访问内存，确保进程之间的数据安全和隔离。
操作系统实验之内存管理实验报告
操作系统实验之内存管理实验报告一、实验目的内存管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的主要目的是深入理解操作系统中内存管理的基本原理和机制，通过实际编程和模拟操作，掌握内存分配、回收、地址转换等关键技术，提高对操作系统内存管理的认识和实践能力。
二、实验环境本次实验在 Windows 操作系统下进行，使用 Visual Studio 作为编程环境，编程语言为 C+＋。
三、实验原理1、内存分配算法常见的内存分配算法有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。
首次适应算法从内存的起始位置开始查找，找到第一个满足需求的空闲分区进行分配；最佳适应算法则选择大小最接近需求的空闲分区；最坏适应算法选择最大的空闲分区进行分配。
2、内存回收算法当进程结束释放内存时，需要将其占用的内存区域回收至空闲分区链表。
回收过程中需要考虑相邻空闲分区的合并，以减少内存碎片。
3、地址转换在虚拟内存环境下，需要通过页表将逻辑地址转换为物理地址，以实现进程对内存的正确访问。
四、实验内容1、实现简单的内存分配和回收功能设计一个内存管理模块，能够根据指定的分配算法为进程分配内存，并在进程结束时回收内存。
通过模拟多个进程的内存请求和释放，观察内存的使用情况和变化。
2、实现地址转换功能构建一个简单的页式存储管理模型，模拟页表的建立和地址转换过程。
给定逻辑地址，能够正确计算出对应的物理地址。
五、实验步骤1、内存分配和回收功能实现定义内存分区的数据结构，包括起始地址、大小、使用状态等信息。
实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。
创建空闲分区链表，初始化为整个内存空间。
模拟进程的内存请求，调用相应的分配算法进行内存分配，并更新空闲分区链表。
模拟进程结束，回收内存，处理相邻空闲分区的合并。
2、地址转换功能实现定义页表的数据结构，包括页号、页框号等信息。
给定页面大小和逻辑地址，计算页号和页内偏移。
通过页表查找页框号，结合页内偏移计算出物理地址。
《操作系统》实验二
《操作系统》实验二一、实验目的本实验旨在加深对操作系统基本概念和原理的理解，通过实际操作，提高对操作系统设计和实现的认知。
通过实验二，我们将重点掌握进程管理、线程调度、内存管理和文件系统的基本原理和实现方法。
二、实验内容1、进程管理a.实现进程创建、撤销、阻塞、唤醒等基本操作。
b.设计一个简单的进程调度算法，如轮转法或优先级调度法。
c.实现进程间的通信机制，如共享内存或消息队列。
2、线程调度a.实现线程的创建、撤销和调度。
b.实现一个简单的线程调度算法，如协同多任务（cooperative multitasking）。
3、内存管理a.设计一个简单的分页内存管理系统。
b.实现内存的分配和回收。
c.实现一个简单的内存保护机制。
4、文件系统a.设计一个简单的文件系统，包括文件的创建、读取、写入和删除。
b.实现文件的存储和检索。
c.实现文件的备份和恢复。
三、实验步骤1、进程管理a.首先，设计一个进程类，包含进程的基本属性（如进程ID、状态、优先级等）和操作方法（如创建、撤销、阻塞、唤醒等）。
b.然后，实现一个进程调度器，根据不同的调度算法对进程进行调度。
可以使用模拟的方法，不需要真实的硬件环境。
c.最后，实现进程间的通信机制，可以通过模拟共享内存或消息队列来实现。
2、线程调度a.首先，设计一个线程类，包含线程的基本属性（如线程ID、状态等）和操作方法（如创建、撤销等）。
b.然后，实现一个线程调度器，根据不同的调度算法对线程进行调度。
同样可以使用模拟的方法。
3、内存管理a.首先，设计一个内存页框类，包含页框的基本属性（如页框号、状态等）和操作方法（如分配、回收等）。
b.然后，实现一个内存管理器，根据不同的内存保护机制对内存进行保护。
可以使用模拟的方法。
4、文件系统a.首先，设计一个文件类，包含文件的基本属性（如文件名、大小等）和操作方法（如创建、读取、写入、删除等）。
b.然后，实现一个文件系统管理器，包括文件的存储和检索功能。
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lab2实验报告
操作系统lab2实验报告操作系统 Lab2 实验报告一、实验目的本次实验着重学习操作系统内存管理的相关概念和技术，包括页表的建立和管理，以及虚拟内存系统的实现和优化。
通过完成本实验，我们能够加深对操作系统内存管理机制的理解，并掌握相关的实现方法。
二、实验环境本次实验使用的实验环境为 Linux 操作系统（具体版本号）、GCC 编译器（具体版本号）以及所提供的模拟器。
三、实验内容本次实验主要包括以下几个任务：1. 理解虚拟内存和物理内存的概念，掌握页表的结构和管理方法。
2. 编写代码实现一个简单的页表建立和管理的模拟器，包括页表的初始化、地址映射和页表的更新。
3. 实现一个简单的虚拟内存系统，包括页的加载、替换等操作。
4. 对实现的虚拟内存系统进行性能优化，包括缓存算法的改进、预加载等策略的应用。
四、实验步骤及结果1. 理解虚拟内存和物理内存的概念在本次实验中，我们将使用虚拟内存系统来管理进程的地址空间。
虚拟内存是操作系统提供给进程的一种抽象概念，它为每个进程提供了一个独立的、连续的地址空间。
物理内存是实际存在的计算机内存，由物理地址组成。
2. 编写页表管理模拟器代码根据实验要求，我们需要编写代码模拟页表的建立和管理过程。
首先，我们需要实现页表的初始化函数，用于初始化页表的数据结构。
接着，我们需要实现地址映射函数，用于将虚拟地址映射到物理地址。
最后，我们需要实现页表的更新函数，用于更新页表中的相关信息。
3. 实现虚拟内存系统在本次实验中，我们需要实现一个简单的虚拟内存系统。
虚拟内存系统可以将虚拟地址映射到物理地址，并且可以实现页的加载和替换操作。
我们需要实现页面加载函数，用于将页面加载到内存中。
同时，我们还需要实现页面替换函数，当内存空间不足时，根据特定的算法选择待替换的页，并将其移出内存。
4. 性能优化为了提高虚拟内存系统的性能，我们可以采用一些优化策略。
例如，我们可以改进缓存算法，通过提前缓存一些可能会被访问的页面，减少缺页次数。
操作系统实验报告4
操作系统实验报告4一、实验目的本次操作系统实验的目的在于深入了解和掌握操作系统中进程管理、内存管理、文件系统等核心概念和相关操作，通过实际的实验操作，增强对操作系统原理的理解和应用能力，提高解决实际问题的能力。
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、实验内容与步骤（一）进程管理实验1、进程创建与终止使用 C+＋语言编写程序，创建多个进程，并在进程中执行不同的任务。
通过进程的标识符（PID）来监控进程的创建和终止过程。
2、进程同步与互斥设计一个生产者消费者问题的程序，使用信号量来实现进程之间的同步与互斥。
观察生产者和消费者进程在不同情况下的执行顺序和结果。
（二）内存管理实验1、内存分配与释放编写程序，使用动态内存分配函数（如｀malloc` 和｀free`）来分配和释放内存。
观察内存的使用情况和内存泄漏的检测。
2、内存页面置换算法实现几种常见的内存页面置换算法，如先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法和最佳置换（OPT）算法。
通过模拟不同的页面访问序列，比较不同算法的性能。
（三）文件系统实验1、文件创建与读写使用 C+＋语言的文件操作函数，创建一个新文件，并向文件中写入数据。
从文件中读取数据，并进行数据的处理和显示。
2、文件目录操作实现对文件目录的创建、删除、遍历等操作。
观察文件目录结构的变化和文件的组织方式。
四、实验结果与分析（一）进程管理实验结果与分析1、进程创建与终止在实验中，成功创建了多个进程，并通过控制台输出观察到了每个进程的 PID 和执行状态。
可以看到，进程的创建和终止是按照程序的逻辑顺序进行的，操作系统能够有效地管理进程的生命周期。
2、进程同步与互斥在生产者消费者问题的实验中，通过信号量的控制，生产者和消费者进程能够正确地实现同步与互斥。
当缓冲区为空时，消费者进程等待；当缓冲区已满时，生产者进程等待。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输入表长；测试数据：15；
分配存储器地址，长度；测试数据：20，15；显示更新之后的存储分配表
如图所示：
继续选择要求；测试数据：2；
输入地址和表长；测试数据16，10；显示更新之后的存储分配表
继续选择要求；测试数据：2；
输入地址和表长；测试数据27，5；显示更新之后的存储分配表
学年第学期
操作系统课程
实验报告
学院：
专业：
班级：
姓名：
学号：
任课教师：
实验期：2017年5月21日
实验题目
实验二存储管理
实验地点
实验目的
1、理解动态异长存储分区资源管理，掌握所需数据结构和管理程序，了解各种
存储分配算法的优点和缺点。
2、按算法动态更新存储分配表，并将每次更新之后的存储分配表显示。
实
代码：
实
验
结果
根据提示输入存储资源表地址和表长;测试数据：0，100；
选择适应算法：最好适应算法输入b，最坏适应算法输入w；测试数据：b
初始化存储资源表；显示地址和表长<0100>
选择要求1.请求，2.释放，0.退出；测试数据：1；
输入表长；测试数据：20；
分配存储器地址，长度；测试数据：0，20；显示更新之后的存储分配表
验
内
容
1、分析UNIX最先适应（First Fit,FF）存储分配算法，即map数据结构、存储分配函数malloc()和存储释放函数mfree()，找出与算法有关的成分。
2、修改上述与算法有关的成分，使其分别体现BF（Best Fit,最佳适应）
分配原则和WF(Worst Fit，最环适应)分配原则。
如图所示：
遇到问题及解决方法
1、if(bp->m_size>==size)语句中多写一个等号，删除多余符号，即：
if(bp->m_size>=size)
{
a=bp->m_addr;
s=bp->m_size;
for(bpp=bp;bpp->m_size;bpp++)
2、bp->addr=a;语句中没有定义此名字，根据其余代码可知语句应改为：bp->m_addr=a;