实验三 虚拟存储器管理
实验三 存储管理实验--starof
实验三存储管理实验一. 目的要求：1、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。
2、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：1、设计一个固定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。
可以假定每个作业都是批处理作业，并且不允许动态申请内存。
为实现分的分配和回收，可以设定一个分区说明表，按照表中的有关信息进行分配，并根据分区的分配和回收情况修改该表。
1.1、算法描述本算法将内存的用户区分成大小相等的四个的分区，设一张分区说明表用来记录分区的大小、起始地址和分区的状态，当系统为某个作业分配主存空间时，根据所需要的内存容量，在分区表中找到一个足够大的空闲分区分配给它，然后将此作业装入内存。
如果找不到足够大的空闲分区，则这个作业暂时无法分配内存空间，系统将调度另一个作业。
当一个作业运行结束时，系统将回收改作业所占据的分区并将该分区改为空闲。
1.2、程序运行结果：1.3程序代码：(C语言描述)#include <stdio.h>#include <stdio.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#define NUM 4#define alloMemory(type) (type*)malloc(sizeof(type))struct partiTab{int no;int size;int firstAddr;char state;}parTab[NUM];typedef struct partiTab PARTITAB;typedef struct jcb { /*定义作业控制块JCB ,部分信息省略*/ char name[10]; //作业名int size; //作业大小struct jcb* link; //链指针}JCB;typedef struct{JCB *front,*rear;}jcbQue;jcbQue *jcbReadyQue;void AllocateMemory(int size);void createTab();void checkTab();void recycleMemory(int i);void AllocateMemory(int size){int i;for(i=0;i<NUM;i++){PARTITAB p=parTab[i];if(p.state='N' && p.size>size)parTab[i].state='Y';elseprintf("没有空闲分区，无法分配内存！\n");}}void createTab(){int i;for( i=1;i<=NUM;i++){//getPartiTab(PARTITAB);parTab[i-1].no=i;parTab[i-1].size=20;parTab[i-1].firstAddr=21;parTab[i-1].state='N';}}void checkTab(){int i;printf("分区号\t大小\t起址\t状态\n");for(i=0;i<NUM;i++){printf("%d\t",parTab[i].no);printf("%d\t",parTab[i].size);printf("%d\t",parTab[i].firstAddr);printf("%c\t",parTab[i].state);printf("\n");}}void recycleMemory(int i){parTab[i-1].state='N';}int main(int argc, char* argv[]){int i;printf("****固定式分区分配存储管理******\n");createTab();checkTab();printf("请按任意键继续：\n");getchar();printf("每个分区装入一道作业：\n");for(i=0;i<NUM;i++){AllocateMemory((i+1)*3);}checkTab();printf("请按任意键继续：\n");getchar();printf("假如一段时间后，其中一个作业结束，回收给它分配的分区(假如该作业在第2分区)\n");recycleMemory(2);checkTab();printf("请按任意键继续：\n");getchar();printf("接着,从外存后备作业队列中选择一个作业装入该分区(假如该作业大小为10)\n");AllocateMemory(10);checkTab();return 0;}2、设计一个可变式分区分配的存储管理方案。
(完整word版)Linux操作系统实验报告 存储管理试验
(3)实现FIFO页面淘汰算法。
(4)实现页故障率反馈模型。
2、实验目的与要求
①(1)用C语言是实现模拟Linux系统中连续内存分配用到的伙伴对算法。
(2)通过链表的形式输出在内存申请和释放过程中内存状态的对比图。
②(1)了解工作集模型的原理及其特点。
printmem();
}
int power(int x,int y){
int k=0,tmp=1;
for(;k<y;k++){
tmp=tmp*x;
}
return tmp;
}
int root(int x,int y){
int result=y,count=0;
while(result!=1){
result=result/x;
merge(tempId,merger);
}else {
return 0;
}
return 1;
}else {
second=second->next;
isFirst++;
}
}
return 1;
}
int freeb(int size){
block * first=(struct block *)malloc(sizeof(struct block));
if((second->start==nextStart || second->start==preStart) && second->loc==0){
merger->size=(first->size)+(second->size);
实验3虚拟存储器
在进程装入之前，整个虚拟内存的地址空间都被设置为只有 PAGE_NOACCESS 权限
的自由区域。当系统装入进程代码和数据后，才将内存地址的空间标记为已调配区或保留
区，并将诸如 EXECUTE、READWRITE 和 READONLY示，给出了 MEMORY_BASIC_INFORMATION 的结构，此数据描述了进程
2 实验目的
1)通过实验了解 Windows 内存的使用，学习如何在应用程序中管理内存，体会 Windows 应用程序内存的简单性和自我防护能力。
2)学习检查虚拟内存空间或对其进行操作。 3)了解 Windows 的内存结构和虚拟内存的管理，进而了解进程堆和 Windows 为使用内 存而提供的一些扩展功能。
分成三部分：
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根1保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷0资配不料置仅试技可卷术以要是解求指决，机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料试荷试卷下卷问高总题中2体2资配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况1卷下中安与，全过要，度加并工强且作看尽下护可1都能关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编.工写保况复护进杂层行设防自备腐动与跨处装接理置地，高线尤中弯其资曲要料半避试径免卷标错调高误试等高方，中案要资，求料编技试5写术卷、重交保电要底护气设。装设备管置备4高线动调、中敷作试电资设，高气料技并中课3试术且资件、卷中拒料中管试包绝试调路验含动卷试敷方线作技设案槽，术技以、来术及管避系架免统等不启多必动项要方高案式中；，资对为料整解试套决卷启高突动中然过语停程文机中电。高气因中课此资件，料中电试管力卷壁高电薄中气、资设接料备口试进不卷行严保调等护试问装工题置作，调并合试且理技进利术行用，过管要关线求运敷电行设力高技保中术护资。装料线置试缆做卷敷到技设准术原确指则灵导：活。在。对分对于线于调盒差试处动过，保程当护中不装高同置中电高资压中料回资试路料卷交试技叉卷术时调问，试题应技，采术作用是为金指调属发试隔电人板机员进一，行变需隔压要开器在处组事理在前；发掌同生握一内图线部纸槽故资内障料，时、强，设电需备回要制路进造须行厂同外家时部出切电具断源高习高中题中资电资料源料试，试卷线卷试缆切验敷除报设从告完而与毕采相，用关要高技进中术行资资检料料查试，和卷并检主且测要了处保解理护现。装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
OS实验三虚拟存储器的管理
OS实验三虚拟存储器的管理虚拟存储器管理南京理工大学泰州科技学院实验报告书课程名称：《计算机操作系统》实验题目：实验三班级： 08计算机2班学号：姓名：叶萌指导教师：袁宝华虚拟存储器管理一实验目的1. 理解虚拟存储器概念；2. 掌握分页式存储管理地址转换和缺页中断。
二实验内容1．模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断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。
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。
2．用先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断在分页式虚拟存储系统中，当硬件发出“缺页中断”后，引出操作系统来处理这个中断事件。
如果主存中已经没有空闲块，则可用FIFO页面调度算法把该作业中最先进入主存的一页调出，存放到磁盘上，然后再把当前要访问的页装入该块。
调出和装入后都要修改页表中对应页的标志。
FIFO页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。
假定作业被选中时，把开始的m个页面装入主存，则数组的元素可定为m个。
三实验准备1. 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，程序流程图如图4-1所示。
虚拟存储管理实验报告
虚拟存储管理实验报告实验概述虚拟存储管理实验是操作系统课程中的一项重要实验，旨在通过模拟内存管理中的分页机制和页面置换算法，深入理解操作系统中的虚拟内存管理技术。
本实验主要包括以下几个关键点：- 模拟内存的分页机制- 实现页面置换算法- 分析不同页面置换算法的性能指标实验环境本次实验基于C语言和Linux操作系统进行实现，使用gcc编译器进行编译和调试。
实验过程及实现细节在本次实验中，我们实现了一个简单的虚拟内存系统，主要包括以下几个模块：页面管理、页面分配、页面置换和性能分析。
下面对每个模块的实现细节进行详细描述。
页面管理页面管理模块主要负责管理虚拟内存和物理内存之间的映射关系。
我们采用了分页机制进行管理，将虚拟内存和物理内存划分为固定大小的页面。
页面的大小由实验设置为4KB。
页面分配页面分配模块负责分配物理内存空间给进程使用。
我们使用一个位图作为物理内存管理的数据结构，记录每个页面的使用情况。
在每次页面分配时，我们会查找位图中第一个空闲的页面，并将其分配给进程。
页面置换页面置换模块是虚拟存储管理中的核心算法，主要用于解决内存中页面不足时的页面置换问题。
本次实验中我们实现了两种常用的页面置换算法：FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）算法。
FIFO算法是一种简单的页面置换算法，它总是选择最早被加载到物理内存的页面进行置换。
LRU算法是一种基于页面访问历史的算法，它总是选择最长时间未被访问的页面进行置换。
性能分析性能分析模块主要用于评估不同的页面置换算法的性能指标。
我们使用了缺页率（Page Fault Rate）和命中率（Hit Rate）作为评价指标。
缺页率表示物理内存中的页面不能满足进程请求的比例，命中率表示进程请求的页面已经在物理内存中的比例。
实验结果为了评估不同的页面置换算法的性能，在实验过程中，我们通过模拟进程的页面访问序列，统计页面置换次数、缺页率和命中率等指标。
以一个包含100个页面访问请求的序列为例，我们分别使用FIFO算法和LRU 算法进行页面置换。
虚拟页面管理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解虚拟存储器的概念和作用。
2. 掌握分页式存储管理的基本原理和地址转换过程。
3. 熟悉几种常见的页面置换算法，并比较其优缺点。
4. 通过实验，加深对虚拟存储器管理机制的理解。
二、实验内容1. 模拟分页式存储管理中的地址转换过程。
2. 比较几种常见的页面置换算法：FIFO、LRU、LFU和OPT。
三、实验原理虚拟存储器是一种将内存和磁盘结合使用的存储管理技术，它允许程序使用比实际物理内存更大的地址空间。
虚拟存储器通过将内存划分为固定大小的页（Page）和相应的页表（Page Table）来实现。
1. 分页式存储管理分页式存储管理将内存划分为固定大小的页，每个页的大小相同。
程序在运行时，按照页为单位进行内存访问。
分页式存储管理的主要优点是内存碎片化程度低，便于实现虚拟存储器。
2. 页面置换算法当内存中没有足够的空间来存放新请求的页面时，需要将某个页面从内存中移除，这个过程称为页面置换。
以下介绍几种常见的页面置换算法：（1）FIFO（先进先出）：优先淘汰最早进入内存的页面。
（2）LRU（最近最少使用）：优先淘汰最近最少被访问的页面。
（3）LFU（最不频繁使用）：优先淘汰最不频繁被访问的页面。
（4）OPT（最佳置换）：优先淘汰未来最长时间内不再被访问的页面。
四、实验步骤1. 模拟分页式存储管理中的地址转换过程（1）创建一个模拟内存的数组，表示物理内存。
（2）创建一个模拟页表的数组，用于存放虚拟页号和物理页号之间的映射关系。
（3）模拟进程对内存的访问，将访问的虚拟页号转换为物理页号。
2. 比较几种常见的页面置换算法（1）创建一个模拟进程的数组，包含访问的虚拟页号序列。
（2）对每个页面置换算法，模拟进程的运行过程，记录缺页中断次数。
（3）计算不同页面置换算法的缺页率，并比较其性能。
五、实验结果与分析1. 分页式存储管理中的地址转换过程实验结果表明，分页式存储管理能够有效地将虚拟地址转换为物理地址，实现虚拟存储器。
操作系统实验3虚拟存储器管理[1]
![操作系统实验3虚拟存储器管理[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/77f86034e2bd960590c67728.png)
实验报告班级：系统本111 学号：2011415108 姓名：张国锋日期：2013.6.27⒈实验题目模拟分页式虚拟存储管理实验。
2．实验要求编写一段程序来模拟页面置换算法。
要求能分别显示最佳(Optimal)置换算法、先进先出(FIFO)页面置换算法和最近最久未使用(LRU)置换算法的置换过程。
3. 实验目的通过本实验帮助学生理解虚拟存储器的工作方法。
了解分页式存储管理里中各页面置换算法是怎样实现的，各算法有怎样的优缺点。
⒋实验原理分析⑴页面置换算法是在分页存储管理方式中为了合理的将进程运行所需的页面调入内存而产生的算法。
一个好的页面转换算法，应具有较低的页面更换频率。
最常见的页面置换算法有最佳(Optimal)置换算法、先进先出(FIFO)页面置换算法和最近最久未使用(LRU)置换算法。
⑵算法的说明最佳置换算法：选择以后永不使用或是在最长时间内不再被访问的页面作为被淘汰的页面。
这种算法通常可保证获得最低的缺页率，但因为内存中哪个页面是以后永不使用的是无法预知的，所以该算法是无法实现的。
先进先出页面置换算法：选择内存中驻留时间最长的页面作为被淘汰的页面。
该算法实现简单，只需将调入内存中的页面链成一个队列，并设置一个指针指向最老的页面即可。
最近最久未使用置换算法：选择最近最久未使用的页面作为被淘汰的页面。
该算法需要为每个页面设置一个访问字段用来记录页面上次被访问的时间，通过这个时间来决定淘汰哪一个页面。
⑶主要变量及函数说明如表1所示表1 主要变量及函数说明表PRA(void) 初始化int findSpace(void) 查找是否有空闲内存int findExist(int curpage) 查找内存中是否有该页面int findReplace(void) 查找应予置换的页面void display(void) 显示void FIFO(void) FIFO算法void LRU(void) LRU算法void Optimal(void) OPTIMAL算法void BlockClear(void) BLOCK恢复struct pageInfor * block 物理块struct pageInfor * page 页面号串5.实验代码清单#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <conio.h>#define Bsize 3#define Psize 20struct pageInfor{int content; /*页面号*/int timer; /*被访问标记*/};void PRA(); /*初始化*/int findSpace(); /*查找是否有空闲内存*/int findExist(int curpage);/*查找内存中是否有该页面*/int findReplace(); /*查找应予置换的页面*/void display(); /*显示*/void FIFO(); /*FIFO算法*/void LRU(); /*LRU算法*/void Optimal(); /*OPTIMAL算法*/void BlockClear(); /*BLOCK恢复*/struct pageInfor * block; /*物理块*/struct pageInfor * page; /*页面号串*/int QString[20];void PRA(){int i,n;printf("请输入页面号引用串:\n");for(i=0;i<20;i++){scanf("%d",&QString[i]);}printf("您输入页面号引用串为:\n");printf("==================\n");for(i=0;i<20;i++){printf("%d\t",QString[i]);}printf("==================\n");block=(struct pageInfor *)malloc(sizeof(struct pageInfor));for(i=0; i<Bsize; i++) {block[i].content = -1;block[i].timer = 0;}page = (struct pageInfor *)malloc(sizeof(struct pageInfor)*Psize); for(i=0; i<Psize; i++) {page[i].content = QString[i];page[i].timer = 0;}}int findSpace(){int i=0;for(i=0; i<Bsize; i++)if(block[i].content == -1)return i; /*找到空闲内存，返回BLOCK中位置*/ return -1;}int findExist(int curpage){int i=0;for(i=0; i<Bsize; i++)if(block[i].content == page[curpage].content)return i; /*找到内存中有该页面，返回BLOCK中位置*/ return -1;}int findReplace(){int pos = 0,i;for(i=0; i<Bsize; i++)if(block[i].timer >= block[pos].timer)pos = i; /*找到应予置换页面，返回BLOCK中位置*/ return pos;}void display(){int i=0;for(i=0; i<Bsize; i++)if(block[i].content != -1)printf("%d\t",block[i].content);printf("\n");}void Optimal(){int exist,space,position,i,k,j ;for(i=0; i<Psize; i++) {exist = findExist(i);if(exist != -1) {printf("不缺页\n");}else {space = findSpace();if(space != -1) {block[space] = page[i];display();}else {for(k=0; k<Bsize; k++)for(j=i; j<Psize; j++) {if(block[k].content != page[j].content) { block[k].timer = 1000;}else {block[k].timer = j;break;}}position = findReplace();block[position] = page[i];display();}}}getch();system("cls");}void LRU(){int exist,space,position,i,k,j ; for(i=0; i<Psize; i++) { exist = findExist(i);if(exist != -1) {printf("不缺页\n");block[exist].timer = -1; } else {space = findSpace();if(space != -1) {block[space] = page[i]; display();}else {position = findReplace(); block[position] = page[i]; display();}}for(j=0; j<Bsize; j++)block[j].timer++;}getch();system("cls");}void FIFO(){int exist,space,position,i,k,j ;for(i=0; i<Psize; i++) {exist = findExist(i);if(exist != -1) {printf("不缺页\n");}else {space = findSpace();if(space != -1) {block[space] = page[i];display();}else {position = findReplace();block[position] = page[i];display();}}for(j=0; j<Bsize; j++)block[j].timer++; /*BLOCK中所有页面TIMER++*/ }getch();system("cls");}void BlockClear() //清空页面信息{int i;for(i=0; i<Bsize; i++) {block[i].content = -1;block[i].timer = 0;}}void main(){PRA();system("color 2");int select=1;while(select) {printf("系统本111项静怡小组页面置换算法程序\n"); printf("请按以下菜单选择：\n");printf("[1]\tOptimal\t算法\n");printf("[2]\tFIFO\t算法\n");printf("[3]\tLRU\t算法\n");printf("[0]\t退出\n");scanf("%d",&select);switch(select) {case 0:break;case 1:printf("Optimal算法结果如下:\n");Optimal();break;case 2:printf("FIFO算法结果如下:\n");FIFO();break;case 3:printf("LRU算法结果如下:\n");LRU();break;default:printf("菜选项输入错误，请输入(1,2,3,0)\n");break;}BlockClear();}}6.实现①输入课本中例题数据，创建3个物理模块，页面引用串为7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 12 0 1 7 0 1运行界面如图1所示图1 输入②用最佳置换算法，运行后如图2所示图2 Optinal算法③用FIFO先进先出算法运行后如图3所示图3 FIFO算法④用LRU最久未使用算法，运行后如图4所示图4 LRU算法。
虚拟器存储实验报告
一、实验目的1. 了解虚拟器存储的基本概念和原理；2. 掌握虚拟器存储的安装和配置方法；3. 通过虚拟器存储实验，验证虚拟器存储在计算机系统中的作用和优势。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 虚拟器软件：VMware Workstation 153. 实验内容：创建虚拟机、配置虚拟机、安装操作系统、配置网络、使用虚拟机存储三、实验步骤1. 创建虚拟机（1）打开VMware Workstation，点击“创建新的虚拟机”；（2）选择“自定义（高级）”，点击“下一步”；（3）选择虚拟机兼容性，点击“下一步”；（4）选择操作系统类型和版本，点击“下一步”；（5）输入虚拟机名称和安装路径，点击“下一步”；（6）分配内存大小，点击“下一步”；（7）创建虚拟硬盘，选择硬盘文件类型和容量，点击“下一步”；（8）选择虚拟机网络类型，点击“下一步”；（9）选择I/O设备设置，点击“下一步”；（10）完成创建虚拟机。
2. 配置虚拟机（1）双击打开虚拟机；（2）选择“自定义设置”；（3）在“硬件”选项卡中，调整虚拟机CPU核心数、内存大小等；（4）在“选项”选项卡中，配置网络连接、USB控制器等；（5）在“虚拟硬盘”选项卡中，调整硬盘容量、存储模式等；（6）在“CD/DVD选项”选项卡中，添加安装操作系统所需的镜像文件；（7）在“其他设置”选项卡中，配置USB控制器、打印机等。
3. 安装操作系统（1）启动虚拟机，进入操作系统安装界面；（2）按照安装向导完成操作系统安装。
4. 配置网络（1）在虚拟机中打开网络管理工具；（2）选择合适的网络连接方式，如桥接模式；（3）配置IP地址、子网掩码、网关等信息。
5. 使用虚拟机存储（1）在虚拟机中安装文件管理器；（2）将需要存储的文件复制到虚拟机中；（3）在虚拟机中打开文件管理器，查看存储的文件。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过本次实验，成功创建了一个虚拟机，并安装了操作系统。
实验三：存储管理
一、实验名称实验三：存储管理[1]Windows Server 2003内存结构[2] Windows Server 2003虚拟内存二、 [1]实验目的1）通过实验了解windows Server 2003内存的使用，学习如何在应用程序中管理内存、体会Windows应用程序内存的简单性和自我防护能力。
2）了解windows Server 2003的内存结构和虚拟内存的管理，进而了解进程堆和windows为使用内存而提供的一些扩展功能。
三、 [1]实验内容1. 使用任务管理器终止进程2. 显示其他进程计数器3. 更改正在运行的程序的优先级四、 [1]实验步骤Windows提供了一个API即GetSystemInfo() ，以便用户能检查系统中虚拟内存的一些特性。
程序5-1显示了如何调用该函数以及显示系统中当前内存的参数。
步骤1：登录进入Windows Server 2003 。
步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”-“Microsoft Visual Studio 6.0”–“Microsoft Visual C++ 6.0”命令，进入Visual C++窗口。
步骤3：在工具栏单击“打开”按钮，在“打开”对话框中找到并打开实验源程序5-1.cpp。
程序5-1：获取有关系统的内存设置的信息步骤4：单击“Build”菜单中的“Compile 5-1.cpp”命令，并单击“是”按钮确认。
系统对4-1.cpp进行编译。
步骤5：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 5-1.exe”命令，建立5-1.exe可执行文件。
操作能否正常进行？如果不行，则可能的原因是什么？答：操作能正常进行。
_____________________________________________________步骤6：在工具栏单击“Execute Program”(执行程序) 按钮，执行5-1.exe程序。
运行结果(分行书写。
虚拟存储器实验Word版
安徽大学操作系统实验报告姓名：学号：实验日期：指导老师：一、实验题目虚拟存储器——模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。
一、实验目的及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。
通过本实验帮助同学理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器。
四、实验内容和步骤（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2-1。
（4）假定主存的每块长度为64个字节；现有一个共七页的作业，其中第0页至第3页已经装入主存，其余三页尚未装入主存；该作业的页表为：如果作业依次执行的指令序列为：（5）运行设计的地址转换程序，显示或打印运行结果。
虚拟储存管理实验报告
一、实验目的1. 理解虚拟存储管理的基本概念和原理。
2. 掌握分页式虚拟存储管理的地址转换和缺页中断处理过程。
3. 学习并分析几种常见的页面置换算法，如FIFO、LRU、OPT等。
4. 比较不同页面置换算法的性能，提高对虚拟存储管理的认识。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3. 虚拟存储器模拟工具：虚拟机（VirtualBox）三、实验内容1. 模拟分页式虚拟存储器（1）定义分页式虚拟存储器的参数，如页大小、内存大小、虚拟地址空间大小等。
（2）创建页表，记录每个页在内存中的位置和是否已加载。
（3）模拟进程的指令序列，生成虚拟地址。
（4）根据虚拟地址进行地址转换，得到物理地址。
（5）处理缺页中断，选择合适的页面置换算法。
2. 页面置换算法模拟（1）实现FIFO（先进先出）页面置换算法。
（2）实现LRU（最近最少使用）页面置换算法。
（3）实现OPT（最优页面置换）算法。
3. 比较不同页面置换算法的性能（1）设置不同的页面置换算法，模拟进程运行。
（2）记录每次缺页中断时的页面命中率。
（3）比较不同页面置换算法的页面命中率，分析其性能。
四、实验结果与分析1. 分页式虚拟存储器模拟（1）通过模拟，成功实现了分页式虚拟存储器的地址转换和缺页中断处理过程。
（2）实验结果表明，分页式虚拟存储器能够有效地提高内存利用率，减少内存碎片。
2. 页面置换算法模拟（1）实现了FIFO、LRU和OPT三种页面置换算法。
（2）通过模拟，比较了三种算法在不同进程下的页面命中率。
3. 页面置换算法性能比较（1）FIFO算法的页面命中率较低，适用于进程较稳定的情况。
（2）LRU算法的页面命中率较高，适用于进程频繁访问同一页面的情况。
（3）OPT算法的页面命中率最高，但实现复杂度较高，适用于进程访问序列可预测的情况。
五、实验结论1. 通过本次实验，加深了对虚拟存储管理的基本概念和原理的理解。
操作系统管理_-_虚拟存储器_实验报告_代码
淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：《操作系统原理》题目：虚拟存储器班级：学号：姓名：评语：成绩：指导教师：批阅时间：年月日一、目的与要求（一）目的由于超大规模集成电器电路（ＶＬＳＩ）技术的发展，使存贮器的容量不断扩大，价格大幅度下降。
但从应用角度看，存贮器的容量和成本总会受到一定的限制。
所以，提高存贮器的使用效率始终是操作系统研究的重要课题之一，虚拟存贮器技术是用来扩大主存容量的一种重要的方法。
本实习要求学生独立地用高级语言编写几个常用的存贮器分配算法，并能设计一个存贮管理的模拟程序，能对各种算法进行分析比较，评测其性能优劣，从而加深对这些算法的了解。
（二）要求为了比较真实地模拟存贮器管理，可预先生成一个大致符合实际情况的指令地址流。
然后，通过模拟这样一种指令序列的执行来计算和分析比较各种算法的访问命中率。
二、示例１．题目本示例给出采用页式分配存贮器管理方案，并通过分析、计算不同页面淘汰算法情况下的访问命中率来比较各种算法的优劣，另外也考虑改变页面尺寸大小和实际存贮器容量对计算结果的影响，从而可为选择好的算法、合适的页面尺寸和存贮器实际容量提供依据。
本程序是按下述原则生成指令序列的：（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。
示例中选用最佳淘汰算法（OPT）和最近最少使用页面淘汰算法（ＬＲＵ）计算页面命中率。
公式为：页面失败次数命中率＝１－───────页地址流长度假定虚拟存贮容量为３２Ｋ，页面尺寸从１Ｋ到８Ｋ，实存容量从４页到３２页。
２.算法与框图（１）最佳淘汰算法（ＯＰＴ）。
这是一种理想的算法，可用来作为衡量其他算法优劣的依据，在实际系统中是难以实现的，因为它必须先知道指令的全部地址流。
由于本示例中已生成了全部地址流，故可计算最佳命中率。
该算法的准则是淘汰已满页表中以后不再访问或是最迟访问的页。
这就要求将页表中的页逐个与后继指令访问的所有页比较，如后继指令不再访问此页，则把此页淘汰，不然得找出后继指令中最迟访问的页面予以淘汰。
《操作系统》实验报告三 页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断
实验项
目
名称
页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断
实验目的及要求1、深入了解页式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。
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。
实验具体包括：首先对给定的地址进行地址转换工作，若发生缺页则先进行缺页中断处理，然后再进行地址转换；最后编写主函数对所做工作进行测试。
假定内存64KB，每个内存块1024字节；作业最大支持到64KB，系统中每个作业分得内存块4块。
实验步骤
注：可根据实际情况加页。
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。
操作系统管理-虚拟存储器-实验报告-代码7页
操作系统管理-虚拟存储器-实验报告-代码7页一、实验目的学习操作系统中虚拟存储器的概念，掌握虚拟存储器的实现思路和方式。
二、实验要求在C语言环境下，实现基于分页机制的虚拟存储和页表管理。
三、实验内容1.实现一个虚拟存储器，其中分页大小为4KB，虚拟地址空间大小为4GB（每个进程可以使用的虚拟地址空间）。
物理内存大小为512MB，即实际内存中有128个物理页面。
2.实现页表管理，将虚拟地址映射到物理地址。
3.实现页面替换算法，当物理内存不足时，需要将某些页面从内存中置换出来。
4.实现程序的运行，能够根据页面缺失率输出性能参数。
四、实验步骤1.确定程序设计思路和数据结构。
2.实现虚拟存储器和页表管理。
3.实现页面替换算法。
五、实验代码及解析对于程序设计思路，首先需要确定虚拟存储器和物理内存的大小，以及页面大小。
虚拟存储器大小默认为4GB，物理内存大小为512MB，页面大小为4KB。
其次，需要设计页表数据结构。
页表可以使用一个二维数组表示，其中第一维表示页表项，第二维表示页内地址。
页表项有四个字段，分别为标志位（是否在内存中）、页框号（页面所在的物理页框号）、保护（页面的读写权限）、计数（页面使用情况的计数器）。
第三，需要设计页面替换算法。
本程序采用最近最少使用算法（LRU）作为页面替换算法，当物理内存不足时，选择使用最近最少使用的页面进行替换。
#define PAGE_SIZE 4096 // 页面大小#define VIRTUAL_MEM_SIZE 4 * 1024 * 1024 * 1024 // 虚拟存储器大小#define PHYSICAL_MEM_SIZE 512 * 1024 * 1024 // 物理内存大小#define PAGE_NUM (VIRTUAL_MEM_SIZE / PAGE_SIZE) // 页面总数#define PHYSICAL_PAGE_NUM (PHYSICAL_MEM_SIZE / PAGE_SIZE) // 物理页面数struct page_table_entry {int present; // 是否在内存中（1为在，0为不在）int page_frame; // 页面所在的物理页框号int protect; // 页面的读写权限int count; // 页面使用情况的计数器}struct page_table_entry page_table[PAGE_NUM][PAGE_SIZE]; // 页表虚拟存储器和页表管理需要掌握的是页表的相关数据结构，还有一个重要的点，就是如何将虚拟地址映射到物理地址。
虚拟存储管理实验总结
虚拟存储管理实验总结虚拟存储是一种计算机操作系统的存储管理技术。
通过虚拟存储技术，操作系统能够把正在运行的程序看成是存储在主存储器中的一部分。
当程序需要的数据暂时不存在于主存储器时，操作系统会自动把暂时不用的程序或数据存放在磁盘上，并在需要时再自动调入主存储器中，从而以较小的主存储器容量来运行大程序。
在本次虚拟存储管理实验中，我们学习了虚拟存储管理技术的实现原理以及相关算法。
通过该实验，我们深入理解了进程运行时的存储管理过程，并通过实际操作和调试，进一步巩固了对操作系统的理论知识和实践应用的掌握。
一、实验环境本次实验主要在Linux操作系统上进行。
Linux内核由于其源代码公开、开放平台、代码规范等优点，成为了广大计算机科学爱好者学习操作系统的首选。
我们还需要安装实验所需的MAM分配器和SSTF调度器等辅助工具。
二、实验过程实验的主要步骤包括：1.分配器的实现。
我们需要实现MAM分配器，该分配器要求能够自动将进程使用的内存块分配出去，且在进程退出时自动释放所使用的内存块。
2.虚拟地址转换实现。
实验中，我们需要使用页表来管理虚拟地址。
通过页表，可以将虚拟地址转换为物理地址，从而操作系统可以向硬盘中读写数据。
3.页面置换算法实现。
当内存不足时，虚拟存储会通过一些页面置换算法将部分进程在内存中的页面清除，以留下新的内存页面。
我们需要实现SSTF算法，即使用磁盘上最近访问时间最短的页面作为置换页面。
4.进程初始化和各种信号灯的设置。
进程初始化时，需要使用fork函数创建子进程并将进程挂入等待队列中，以等待分配内存同步完成。
信号灯的设置则是为了保证操作的原子性和同步性。
实验中，我们首先实现了MAM分配器，通过实现内存块分配和释放函数，它可以很好地帮助我们管理分配出去的内存块。
接着，我们着手实现虚拟地址转换功能，需要对物理内存和虚拟内存进行管理。
由于高速缓存可以从磁盘中不用重复读取数据，所以我们还需要实现页面管理算法，以保证内存的有效利用。
虚拟存储器实验报告
虚拟存储器实验报告一、实验目的本次虚拟存储器实验的目的在于深入理解虚拟存储器的工作原理，掌握其基本概念和关键技术，通过实际操作和观察，分析虚拟存储器对系统性能的影响，并能够运用所学知识解决在实验过程中遇到的问题。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，开发工具为 Visual Studio 2019，编程语言为 C+＋。
实验所使用的计算机配置为：Intel Core i7 处理器，16GB 内存，512GB 固态硬盘。
三、实验原理虚拟存储器是一种利用硬盘等辅助存储器来扩充主存容量的技术。
它将程序的逻辑地址空间与物理地址空间分开，使得程序可以使用比实际物理内存更大的地址空间。
当程序访问的地址不在物理内存中时，系统会通过页面置换算法将暂时不用的页面换出到硬盘，将需要的页面换入到物理内存中。
虚拟存储器的实现主要依赖于页式存储管理和地址转换机制。
页式存储管理将逻辑地址空间划分为固定大小的页面，物理地址空间也划分为相同大小的页框。
地址转换通过页表来完成，页表记录了逻辑页面与物理页框的对应关系。
四、实验内容1、页面置换算法的实现首先实现了先进先出（FIFO）页面置换算法。
创建一个固定大小的物理内存页框数组，模拟物理内存。
当需要装入新页面时，如果物理内存已满，按照先进入的页面先被置换的原则选择置换页面。
接着实现了最近最少使用（LRU）页面置换算法。
为每个页面设置一个访问时间戳，当需要置换页面时，选择访问时间最久远的页面进行置换。
2、虚拟地址到物理地址的转换设计了一个简单的页表结构，包括逻辑页号、物理页框号和有效位等字段。
输入一个虚拟地址，通过查找页表将其转换为物理地址。
如果页面不在物理内存中，触发页面置换算法进行页面调入。
3、性能分析对不同大小的程序和不同的页面置换算法，测量其页面缺失率和执行时间。
分析页面大小、物理内存大小等因素对虚拟存储器性能的影响。
五、实验步骤1、初始化实验环境设定物理内存大小、页面大小等参数。
实验3+虚拟存储器管理
算法数据结构说明——虚页的表示 虚页的表示
pn pfn time 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。
虚页结构
算法数据结构说明——实页的表示 实页的表示
pn pfn next 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
实页结构
缺页次数的统计
实验3 虚拟存储器管理
实验说明（一）
实验目的 请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之 一。通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的 模拟，有助于理解虚拟存储技术的特点，并加深 对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。 实验环境 Turbo C 2.0/3.0或VC++6.0 实验学时 4学时，必做实验
实验内容
本设计的内容是要求使用C语言编写一个页面调 度算法模拟程序，模拟一个拥有10个虚页的进程 在给定的若干个实页中运行、并形成一个长度为 20的页地址流的情形。 本设计的具体要求是所编写的程序能随机产生页 地址流中对虚页的访问次序，并动态指派所用的 实页数n；使用FIFO和LRU算法调度页面，程序 运行时屏幕能显示出调度过程中的状态信息并输 出访问结束时的页面命中率；文档中包含两种算 法的程序流程图，内容准确、详尽。
为计算命中率，需要统计在20次的页面访问 中缺页的次数。为此，程序应设置一个计数 器count，来统计缺页中断发生的次数。 每当所访问的虚页的pfn项值为-1，表示此时 它尚未被装入内存中的实页内，缺页中断就 发生了，count加1。最终命中率 命中率=1命中率 count/20。
实验三 存储器管理
实验三存储器管理一、实验目的1．了解内存管理的基本功能2．掌握内存管理中的几种内存分配与回收算法3．掌握可变分区算法中空闲分区的合并方法二、实验内容与要求设计一个存储器管理模拟系统并调试运行。
要求采用一种常用的存储器分配算法(如：最佳适应算法、最坏适应算法）,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。
三、实验参考下面是采用的是首次适应分配算法的一个示例。
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。
用到的数据结构如下：（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。
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实验三虚拟存储器管理
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、缺页中断以及页式置换算法，处理缺页中断。
通过本实验，使学生对请求分页存储管理的概念有一个清楚的理解。
二、实验内容
1、模拟请求分页存储管理中的硬件地址变换的过程
(1)请求分页虚拟存储器管理技术是把进程地址空间的全部信息存放在磁盘对换区上。
当进程被选中运行时，先把进程的开始几页装入主存并启动运行。
为此在为进程建立页表时，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 所示。
在表1中
①"标志位"表示对应页是否已经装入主存的标志: "0"表示对应页未装入主存;"1"表示对应页已装入主存。
②"主存块号"表示该页对应的主存块号。
③"修改位"指示该页进主存后是否修改过的标志。
④"外存地址"表示该页所在的外存地址。
设计一个主存分块表，假定分配给进程的主存块数为M，且该进程开始的M页已装入主存。
(2)进程执行时，指令中的逻辑地址指出指令或操作数的地址中的页号和页内地址。
硬件地址转换机构按页号查页表。
①若该页的有效位为"1" ，表示该页已在主存，从而找到该页对应的主存块号。
根据如下的关系式，计算出欲访问的主存地址:
绝对地址=块号×块的长度+页内地址
由于页的大小为2 的整次幕，所以只要将块号与页内地址相拼接，放入主存地址寄存器，形成绝对地址。
不去模拟指令的执行，而是输出被转换的地址即可。
②若该页的有效位为"0" ，对应的页不在主存，由硬件产生缺页中断，转操作系统处理。
这里不去设计缺页处理程序，仅输出"*该页号的页不在主存，产生缺页中断"即可，以表示产生了一次缺页中断。
假定主存的每块长度为128个字节。
现有一个具有8页的进程，系统为它分配了4 个主存块(即m=4)。
其中第0~3页已经装入主存。
该进程的页表如表2 所示，进程执行的指令序列如表3 所示，地址变换算法流程如图1所示。
图1 地址变换算法流程
运行自己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，并不模拟指令的执行，故不考虑上述指令的操作结果。
2、采用先进先出(或LRU)算法实现分页管理的缺页中断处理
在请求分页存储管理系统中，当硬件发出缺页中断后转操作系统处理缺页中断。
如果主存中已无空闲块，采用适当算法(FIFO 或LRU) 进程缺页处理。
(1)当采用先进先出算法时，用一个数组P构成先进先出(FIFO) 队列，数组中各个元素为进程已在主存的页号，其队列头指针放在HEAD变量中，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。
当队列满需淘汰时，掏汰最先进入主存的一页。
若该页修改过，还要存入磁盘。
然后再把当前要访问的页装入该块，并修改页表和存储分块表中的对应标志。
采用先进先出(FIFO) 置换算法的流程如图2 所示。
每一次调整，要求输出队列中的元素。
(2)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指示的钱顶。
当访问的页在栈中时，还应调整页号从当前位置到栈顶。
采用LRU 置换算法的流程如图3 所示。
每一次调整，要求输出栈中的元素。
图2 FIFO置换算法流程
图3 LRU置换算法流程。