计算机操作系统实验三 存储管理
实验三存储管理实验
实验三存储管理实验 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】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．实验内容：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。
为实现分区的分配和回收，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。
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，其中分区的表项有分区的大小、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。
算法原程序#include ""#include ""#include <>#include <>#define PCB_NUM 5 行程序.");printf("\n\t\t\t0.退出程序.");scanf("%d",&m);switch(m){case1:break;case0:system("cls");menu();break;default:system("cls");break;}}void paixu(struct MemInf* ComMem,int n){int i,j,t;for(j=0; j<n-1; j++)for(i=0; i<n-j-1; i++)if(ComMem[i].size>ComMem[i+1].size){t=ComMem[i].size;ComMem[i].size=ComMem[i+1].size;ComMem[i+1].size=t;}}void paixu2(){int i,j,t;for(j=0; j<4; j++)for(i=0; i<4-j; i++)if(pcbList[i].size>pcbList[i+1].size){t=pcbList[i].size;pcbList[i].size=pcbList[i+1].size; pcbList[i+1].size=t;}}void main(){DD:menu();char ch;int i,j,n,a=0;struct MemInf* ComMem;system("cls");printf("你要分多少个分区呢，请输入数值吧:");scanf("%d",&n);ComMem=(struct MemInf*)malloc(n*sizeof(struct MemInf));printf("请划分内存固定大小分区:\n");ize);if(i==0) ComMem[i].addr=40;ddr=ComMem[i-1].addr+ComMem[i-1].size;tate=0;ize+a;if(a>=INT){printf("超出规定内存范围");ch=getchar();ch=getchar();goto DD;}}paixu(ComMem,n);cbID =1;pcbList[0].RunState =0; ize=30;pcbList[0].RunTime =0;pcbList[0].TolTime =5;pcbList[1].pcbID =2;pcbList[1].RunState =0;pcbList[1].size=15;pcbList[1].RunTime =0;pcbList[1].TolTime =6;pcbList[2].pcbID =3;pcbList[2].RunState =0;pcbList[2].size=50;pcbList[2].RunTime =0;pcbList[2].TolTime =3;pcbList[3].pcbID =4;pcbList[3].RunState =0;pcbList[3].size=120;pcbList[3].RunTime =0;pcbList[3].TolTime =4;pcbList[4].pcbID =5;pcbList[4].RunState =0;pcbList[4].size=125;pcbList[4].RunTime =0;pcbList[4].TolTime =9;ch=getchar();ch=getchar();while(pcbList[PCB_NUM-1].RunTime < pcbList[PCB_NUM-1].TolTime){{for(j=0; j<PCB_NUM; j++){tate ==0&& pcbList[j].RunState==0) ize >= pcbList[j].size) tate =pcbList[j].pcbID ;pcbList[j].RunState=1;}}unTime >=pcbList[j].TolTime) tate == pcbList[j].pcbID){ComMem[i].state =0; unState=2; unState==1&& pcbList[i].RunTime < pcbList[i].TolTime) unTime++;cbID,pcbList[i].size, pcbList[i].RunState,pcbList[i].TolTime ,pcbList[i].RunTime);printf("分区ID\t 分区大小\t 状态\n");for(i=0; i<n; i++)printf("%d\t %d\t\t %d\n",i,ComMem[i].size ,ComMem[i].state );printf("按回车键继续...\n");getchar(); tart=-1;frees[i].length=0;strcpy(frees[i].tag,"free");occupys[i].start=-1;occupys[i].length=0;strcpy(occupys[i].tag,"");}free_quantity=0;occupy_quantity=0;}void writedata() tart);printf("输入第%d个分区的长度：\n",j);scanf("%d",&frees[i].length);}if((fp=fopen(fname,"wb"))==NULL)printf("错误,文件打不开,请检查文件名\n");for(i=0;i<SIZE;i++)if(fwrite(&frees[i],sizeof(struct node),1,fp)!=1)printf("文件写入错误!\n");fclose(fp);}void readdata() tart<=frees[t].start)t=j;}frees[free_quantity].start=frees[i].start;frees[free_quantity].length=frees[i].length;frees[i].start=frees[t].start;frees[i].length=frees[t].length;frees[t].start=frees[free_quantity].start;frees[t].length=frees[free_quantity].length;}}void view() tart,frees[i].length,frees[i].tag);printf("\n\n已分配分区表显示如下：\n");printf("起始地址\t长度\t占用作业名\n");for(j=0;j<occupy_quantity;j++)printf("%6dk\t%10dk\t%s\t\n",occupys[j].start,occupys[j].length,occupys[j].t ag);getchar();getchar();}void earliest() ength>=joblength)f=1;}if(f==0){printf("\n当前没有能满足你申请长度的空闲内存,请稍候再试\n");getchar();}else{ ength>=joblength){t=1;}j++;}j--;occupys[occupy_quantity].start=frees[j].start; ag,jobname); occupys[occupy_quantity].length=joblength;occupy_quantity++;if(frees[j].length>joblength){frees[j].start+=joblength;frees[j].length-=joblength;}else{for(i=j;i<free_quantity-1;i++){frees[i].start=frees[i+1].start;frees[i].length=frees[i+1].length;}free_quantity--;}printf("作业申请内存空间成功!\n");getchar();getchar();}}void excellent() ength>=joblength)f=1;}if(f==0){printf("\n当前没有能满足你申请长度的空闲内存,请稍候再试\n");getchar();}else ength>=joblength){t=1;}j++;}j--;for(i=0;i<free_quantity;i++){if(frees[i].length>=joblength&&frees[i].length<frees[j].length) j=i;}occupys[occupy_quantity].start=frees[j].start; ag,jobname);occupys[occupy_quantity].length=joblength;occupy_quantity++;if(frees[j].length>joblength){frees[j].start+=joblength;frees[j].length-=joblength;}else{for(i=j;i<free_quantity-1;i++){frees[i].start=frees[i+1].start;frees[i].length=frees[i+1].length;}free_quantity--;}printf("作业申请内存空间成功!\n");getchar();getchar();}}void worst(){char jobname[20];int joblength,f=0;int i,j;printf("请输入作业名：\n");scanf("%s",&jobname);printf("输入作业的长度：\n");scanf("%d",&joblength);for(i=0;i<free_quantity;i++){if(frees[i].length>=joblength)f=1;}if(f==0){printf("\n当前没有能满足你申请长度的空闲内存,请稍候再试\n");getchar();getchar();}else ength>=joblength){t=1;}j++;}j--;for(i=0;i<free_quantity;i++){if(frees[i].length>=joblength&&frees[i].length>frees[j].length) j=i;}occupys[occupy_quantity].start=frees[j].start; ag,jobname);occupys[occupy_quantity].length=joblength;occupy_quantity++;if(frees[j].length>joblength){frees[j].start+=joblength;frees[j].length-=joblength;}else{for(i=j;i<free_quantity-1;i++){frees[i].start=frees[i+1].start;frees[i].length=frees[i+1].length;}free_quantity--;}printf("作业申请内存空间成功!\n");getchar();getchar();}}void main(){initial();int n;writedata();system("cls");readdata();for(;;){sort();printf("************************************\n"); printf("************************************\n"); printf("** 欢迎使用可变分区存储管理系统 **\n");printf("************************************\n"); printf("** 1.显示空闲表和分配表 **\n");printf("** 2.首次适应算法 **\n");printf("** 3.最佳适应算法 **\n");printf("** 4.最坏适应算法 **\n");printf("** 0.退出系统 **\n"); printf("************************************\n"); printf("************************************\n"); printf("请输入您要选择的项目：\n");scanf("%d",&n);for(;;){if(n<0||n>4){printf("没有这个选项，请重新输入!");scanf("%d",&n);}elsebreak;}switch(n){case0:printf("感谢您的使用!再见!\n");exit(0);case1:view();break;case2:earliest();break;case3:excellent();break;case4:worst();break;}system("cls");}}测试结果：使用首次适应算法的结果：使用最佳适应算法：使用最坏适应算法：内存过满：3、编写并调试一个段页式存储管理的地址转换的模拟程序。
实验三 存储管理指导
实验三存储管理实验目的1) 加深对存储管理的理解；2) 掌握几种页面置换算法；3) 通过实验比较各种置换算法的优劣。
实验要求1) 编写程序完成实验内容；2) 对测试数据进行分析；3) 撰写实验报告。
实验内容1) 定义为进程分配的物理块数；2）定义进程运行所需访问的页面号；3）定义页的结构；4）模拟两种页面置换算法；5）计算页面置换算法的命中率；6）比较两种算法的优劣。
实验原理1.虚拟存储基于局部性原理，应用程序在运行之前，没有必要全部装入内存，仅须将那些当前要运行的少数页面或段先装入内存便可运行，其余部分暂留在盘上。
程序在运行时，如果它所要访问的页(段)已调入内存，便可继续执行下去；但如果程序所要访问的页(段)尚未调入内存(称为缺页或缺段)，此时程序应利用OS所提供的请求调页(段)功能，将它们调入内存，以使进程能继续执行下去。
如果此时内存已满，无法再装入新的页(段)，则还须再利用页(段)的置换功能，将内存中暂时不用的页(段)调至盘上，腾出足够的内存空间后，再将要访问的页(段)调入内存，使程序继续执行下去。
2.页面置换算法1）最佳(Optimal)置换算法最佳置换算法是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。
其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的，或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。
采用最佳置换算法，通常可保证获得最低的缺页率。
但由于人们目前还无法预知一个进程在内存的若干个页面中，哪一个页面是未来最长时间内不再被访问的，因而该算法是无法实现的，但可以利用该算法去评价其它算法。
2）最近最久未使用(LRU)置换算法FIFO置换算法性能之所以较差，是因为它所依据的条件是各个页面调入内存的时间，而页面调入的先后并不能反映页面的使用情况。
最近最久未使用(LRU)的页面置换算法，是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的。
由于无法预测各页面将来的使用情况，只能利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似，因此，LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。
存储管理实验报告
int m=0;//已分配作业数
int flag;//分配成功标志
int isup,isdow n; //回收区域存在上邻和下邻的标志
int is=0;
struct jcb {
char n ame[10];
char state;
int ntime; //所需时间
给作业占用；另一部分又成为一个较小的空闲区，留在空闲区表中。 为了尽量减少由于
分割造成的空闲区，尽可能分配低地址部分的空闲区，而尽量保存高地址部分有较大的
连续空闲区域，以利于大型作业的装入。 为此，在空闲区说明表中，把每个空闲区按其 地址顺序从低到高登记， 即每个后继的空闲区其起始地址总是比前者大。为了方便查找
为了说明那些分区是空闲的，可以用来装入新作业，必须有一张空闲说明表
长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。
状态一一有两种状态，一种是 “未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的 区域是空闲区；另一种是 “空表目”状态， 表示表中对应的登记项目是空白（无效） 可用来登记新的空闲区（例如，作业完成后，它所占的区域就成了空闲区，应找一个
{
JCB *first;
if(ready==NULL) ready=p;
else{
first=ready;
while(first->li nk!=NULL)
first=first->li nk;
first->li nk=p;
p->li nk=NULL;
}
}
void sort3()/*建立对已分配作业队列的排列函数，直接插在队列之尾*/
实验三、存储管理
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。
计算机操作系统实验三存储器管理
计算机操作系统实验三存储器管理引言存储器管理是计算机操作系统中非常重要的一部分。
它负责管理计算机中的存储器资源，以便有效地分配和管理内存。
在操作系统的设计和实现中，存储器管理的性能和效率对整个系统的稳定性和性能有着重要的影响。
本文档将介绍计算机操作系统实验三中的存储器管理的实验内容及相关的知识点。
我们将从内存分区管理、页式存储管理和段式存储管理三个方面进行讨论。
内存分区管理内存分区管理是一种常见的存储器管理方法，旨在将物理内存分成若干个不同大小的区域，以便为不同的进程分配内存。
在实验三中，我们将学习和实现两种内存分区管理算法：首次适应算法和最佳适应算法。
首次适应算法是一种简单直观的算法，它从内存的起始位置开始查找第一个满足要求的空闲分区。
而最佳适应算法则是通过遍历整个内存空间，选择最合适的空闲分区来满足进程的内存需求。
通过实验，我们将学习如何实现这两种算法，并通过比较它们的性能和效果来深入理解内存分区管理的原理和实现。
页式存储管理页式存储管理是一种将物理内存分成固定大小的页框（page frame）和逻辑地址分成固定大小的页面（page）的管理方法。
在操作系统中，虚拟内存通过将进程的地址空间划分成大小相等的页面，并与物理内存中的页框相对应，实现了大容量的存储管理和地址空间共享。
在实验三中，我们将学习和实现页式存储管理的基本原理和算法。
我们将了解页表的结构和作用，以及如何通过页表将逻辑地址转换为物理地址。
此外，我们还将学习页面置换算法，用于处理内存不足时的页面置换问题。
段式存储管理段式存储管理是一种将逻辑地址分成不同大小的段并与物理内存中的段相对应的管理方法。
在操作系统的设计中，段式存储管理可以提供更灵活的地址空间管理和内存分配。
实验三将介绍段式存储管理的基本原理和实现方法。
我们将学习段表的结构和作用，以及如何通过段表将逻辑地址转换为物理地址。
同时，我们还将探讨段的分配和释放过程，并学习如何处理外部碎片的问题。
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。
操作系统实验三存储管理实验
实验三、存储管理实验一. 目的要求：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。
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. 例题设计一个请求页式存储管理方案。
并编写模拟程序实现之。
产生一个需要访问的指令地址流，它是一系列需要访问的指令的地址。
为不失一般性，你可以适当地（用人工指定地方法或用随机数产生器）生成这个序列，使得 50％的指令是顺序执行的，25％的指令均匀地散布在前地址部分，25％的地址是均匀地散布在后地址部分。
为简单起见，页面淘汰算法采用 FIFO页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页表中抹去，而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。
具体的做法可以是：产生一个需要访问的指令地址流；指令合适的页面尺寸（例如以 1K或2K为1页）；指定内存页表的最大长度，并对页表进行初始化；每访问一个地址时，首先要计算该地址所在的页的页号，然后查页表，判断该页是否在主存——如果该页已在主存，则打印页表情况；如果该页不在主存且页表未满，则调入一页并打印页表情况；如果该页不在主存且页表已满，则按 FIFO页面淘汰算法淘汰一页后调入所需的页，打印页表情况；逐个地址访问，直到所有地址访问完毕。
存储管理算法的流程图如下：三. 实验题：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。
为实现分区的分配和回收，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。
设计一个可变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。
对分区的管理法可以是下面三种算法之一：首次适应算法最坏适应算法最佳适应算法编写并调试一个段页式存储管理的地址转换的模拟程序。
首先设计好段表、页表，然后给出若干个有一定代表性的地址，通过查找段表页表后得到转换的地址。
《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是计算机系统中最基础、最核心的软件之一，负责管理计算机硬件资源和提供资源的分配与调度。
而存储管理是操作系统中的重要组成部分，它负责管理计算机的内存，包括内存的分配、回收、保护等操作。
本文将针对存储管理进行实验，并撰写实验报告。
本次实验主要涉及以下内容：内存的分配与回收、内存的保护。
实验过程中，我首先根据操作系统的要求，设计了相应的算法用于内存的分配与回收。
并通过编写程序，验证了算法的正确性。
随后，我进一步研究了内存的保护机制，通过设置访问权限位和访问控制表，实现了对内存的合理保护。
在内存的分配与回收方面，我设计了一种简单的算法，首次适应算法。
具体实现如下：首先，将内存分为若干个块，每个块的大小为固定值。
当需要分配内存时，首先遍历内存块列表，找到第一个大小合适的块，将其分配给进程。
当进程终止时，将其占用的内存块回收，以便后续进程使用。
通过编写程序进行测试，结果表明该算法能够正确地进行内存的分配与回收。
在内存的保护方面，我采用了访问权限位和访问控制表的方式进行。
具体实现如下：首先，为每个进程分配一组访问权限位，记录了该进程能够访问的内存区域。
同时，设置一个访问控制表，记录了每个内存块的权限。
当进程访问一些内存块时，首先检查该进程的访问权限位，再与访问控制表中的权限进行比较，以确定该进程是否有权限访问该内存块。
通过编写程序进行测试，证明了该机制能够有效地保护内存。
总结来说，本次实验主要涉及了操作系统中的存储管理部分，包括内存的分配与回收、内存的保护。
通过设计算法和编写程序，我成功地实现了这些功能，并验证了其正确性。
通过本次实验，我进一步加深了对操作系统存储管理的理解，提高了编程和设计的能力。
《操作系统》实验三 存储管理
①先进先出算法（FIFO）；
②最近最少使用算法（LRU）；
③最佳淘汰算法（OPT）；先淘汰最不常用的页地址； ④最少访问页面算法（LFU）。
命中率的算、数据结构
int vmsize /*虚存容量，为32k*/
三、实验内容
1、问题描述
⑴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：
①一半的指令是顺序执行的；
②四分之一的指令是均匀分布在前地址部分；
③四分之一的指令是均匀分布在后地址部分。
具体的实施办法是：
①在[0，319]之间选一起点m；
②顺序执行一条指令，即m+1条；
③向前地址[0，m—1]中执行一条指令m′；
（3）算法总体框图（见后图3.1）
（4）FIFO算法与LRU算法框图
④顺序执行一条指令，即m′+1条；
⑤向后地址（m′+2，319）执行一条指令m’’
⑵将指令序列变换成为页地址流。
假设：
①页面大小为1KB；
②用户实存容量为4页到32页；
③用户虚存容量为32KB。
用户虚存容量32KB，每1KB中放10条指令，共320条指令（0∽319）。其中0∽9为0页，10∽19为1页…310∽319为31页。
实验三存贮器管理
一、实验目的
本课题实习的目的用高级语言编写一个程序，模拟实现分页式虚拟存储管理，并对几种常用的页面调度算法（、LRU、FIFO OPT等）进行分析比较，评测其性能优劣，从而加深对虚拟存储管理以及各种调度算法的了解。
二、实验要求
采用一些常用的存贮器分配算法,设计一个存贮器管理模拟系统并调试运行。模拟环境应尽量接近真实。
操作系统实验三存储管理
实验三存储管理一、实验目的通过实验了解Windows 2000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。
学习检查虚拟内存空间或对其进行操作；了解Windows 2000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。
二、实验环境硬件环境：计算机一台，局域网环境；软件环境：Windows 2000 Professional，Visual C++ 6.0专业版或企业版。
三、实验内容和步骤在Windows 2000环境下，4GB的虚拟地址空间被划分成两个部分：低端2GB提供给进程使用，高端2GB提供给系统使用。
这意味着用户的应用程序代码，包括DLL以及进程使用的各种数据等，都装在用户进程地址空间内(低端2GB) 。
1.虚拟内存的检测程序参见实验指导书程序中显示一个WalkVM() 函数开始于某个进程可访问的最低端虚拟地址处，并在其中显示各块虚拟内存的特性。
虚拟内存中的块由VirtualQueryEx() API定义成连续快或具有相同状态(自由区、已调配区等等) 的内存，并分配以一组统一的保护标志(只读、可执行等等) 。
分析运行结果按committed、reserved、free等三种虚拟地址空间分别记录实验数据。
其中“描述”是指对该组数据的简单描述，例如，对下列一组数据：00010000 – 00012000 <8.00KB> Committed, READWRITE, Private可描述为：具有READWRITE权限的已调配私有内存区。
将系统当前的自由区(free) 虚拟地址空间填入表中。
将系统当前的保留区(reserved) 虚拟地址空间填入表5-8中。
2) 从上述输出结果，对照分析程序，请简单描述程序运行的流程：__运行已调配区，运行自由区，运行保留区_______2. 虚拟内存操作示例程序显示了如何分配一个大容量空间，将物理存储委托给其中的很小一部分(千分之一) 并加以使用。
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。
实验3：存储管理
操作系统实验报告实验题目：存储管理专业计算机科学与技术学生姓名班级学号指导教师肖莹指导单位计算机学院日期一、实验目的1、理解操作系统存储管理原理操作系统的发展使得系统完成了大部分的内存管理工作。
对于程序员而言，这些内存管理的过程完全透明不可见。
因此，程序员开发时从不关心系统如何为自己分配内存，而且永远认为系统可以分配给程序所需要的内存。
在程序开发时，程序员真正需要做的就是：申请内存、使用内存、释放内存，其他一概无需过问。
2、在Linux下，用malloc（）函数实现cat或copy命令。
二、实验指导1、内存分配与管理的相关函数1）内存动态分配函数#include <malloc.h>void *malloc(size_t size)该函数分配指定大小size个字节的内存空间，成功时返回分配内存的指针（即所分配内存的地址）。
2） void free(void * addr);该函数释放由malloc()分配的内存，addr是要释放内存空间的起始地址，并且addr必须是被以前malloc( )调用返回的。
2、内存分配与回收参考程序——申请内存、使用内存以及释放一块内存#include <stdio.h>#include <string.h>#include<stdlib.h>#include <malloc.h>int main(void){char * str;if ((str=(char*)malloc(10))==NULL){printf("not enough memory to allocate buffer\\n");exit(1);}strcpy(str,"hello");printf("string is %s\\n",str);free(str);return 0;}（要求：1、以自己的学号命名C程序；2、能够输出内存空间无法分配的信息）三、实验步骤（附操作截图）四、运行结果及其结果分析（附结果截图）五、思考题1、为什么需要动态存储分配？。
操作系统实验三：存储管理
题目要求：理解操作系统存储管理原理。
研读Linux 内存管理所用到的文件include/linux/mm.h,主要包括两个数据结构：mem_map、free_area。
在Linux 下，用malloc（）函数实现cat或copy命令。
例程1申请内存、使用内存以及释放一块内存#include <stdio.h>#include <stdlib.h> //exit函数，实验指导上少了这一个头文件#include <string.h>#include <malloc.h>int main(void){char * str;if ((str=(char*)malloc(10))==NULL){printf("not enough memory to allocate buffer\\n");exit(1);}strcpy(str,"hello");printf("string is %s\\n",str);free(str);return 0;}例程2在打开文件后，通过fstat()获得文件长度，然后通过malloc()系统调用申请响应大小的内存空间，通过read()将文件内容完全读入该内存空间，并显示出来。
#include<stdio.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <malloc.h>#include <string.h> //实验指导上少了这一个头文件#include <sys/types.h> //实验指导上少了这一个头文件#include <fcntl.h> //实验指导上少了这一个头文件main(){int fd,len;void *tp;struct stat ps;//fd=open(“/home/jf03/try”,0);fd = open(“/home/wonz/b16xxxxxx.c”, 0); //实验指导上这里写错了fstat(fd,&ps);len=ps.st_size;tp=malloc(len);read(fd,tp,len);//printf(“%s\\n”,tp);printf(“%s\n”,tp); //实验指导上这里写错了printf(“the length of the file: %d\n”, len); //实验指导上这里写错了close(fd);}。
实验3(存储管理)
实验3（存储管理）《操作系统》实验实验3存储管理实验3存储管理一、目的与要求1.目的提高内存管理的效率始终是操作系统研究的重要课题之一，虚拟存储技术是用来提高存储容量的一种重要方法，所以，本项实验的目的是让学生独立地设计几个常用的存储分配算法，并用高级语言编写程序对各种算法进行分析比较，评测其性能的优劣，从而加深对这些算法的了解。
2.要求本实验要求学生用c语言独立编写分区分配算法、回收算法、请求式分页分配算法。
在请求式分页分配算法中，通过程序的执行结果来分析计算不同页面淘汰算法情况下的访问命中率，并以此来比较各种算法的优劣，同时，还要求分析改变页面大小和实际存储容量对计算结果的影响，为选择好的算法，合适的页面尺寸和实存容量提供依据。
本实验的计算机时间为2~4学时。
二、实验内容1.分区分配算法本实验要求采用首次适应算法和最佳适应算法两种分区分配的内存管理算法。
(1)建立分区描述器：分区描述器可根据自己编写程序的需要来建立，描述器本身所包含的内容以描述清楚内存分区情况为准。
（2）建立空闲内存队列：为两种不同的布局策略（第一种自适应和最佳自适应）建立相应的队列结构。
(3)用c语言编写实现首次适应算法和最佳适应算法的程序。
(4)用c语言编写回收算法。
2.请求分页存储管理算法本实验要求采用请求式分页存储算法，淘汰算法采用先进先出算法fifo和最近最少使用页面淘汰算法（lru）。
将逻辑空间大小设置为128K，页面大小分别设置为2、4、6、8、10、12、14和16K，内存容量设置为8到64页。
(1)先进先出算法fifo：该算法的实质是选择作业中在主存驻留时间最长的一页淘汰，这种算法容易实现，例如分配一个作业的存储块数为m，则只需建立一张m个元素的队列表q(0)、q(1)、…、q(m-1)和一个替换指针。
这个队列是按页调入主存的一页。
如图4-1所示，某时刻调入主存四个块，（即m=4），它们按页进入主存的先后顺序为4、5、1、2，当需要置换时，总是淘汰替换指针所指向的那一页。
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。
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南京信息工程大学实验（实习）报告
实验（实习）名称存储管理实验（实习）日期 20131130 得分指导教师
系计算机系专业计科年级 2011 班次 1 姓名汤建洋学号 20112308018
1. 实验目的
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，掌握请求页式存储管理的页面置换算法，此外通过实验了解HASH表数据结构的使用。
2. 实验准备
⑴数据结构HASH表查找方式。
⑵操作系统相关内存交换知识。
⑶阅读Linux系统的msg.c、sem.c和shm.c等源码文件，掌握几个LINUX函数getpid ( )、srand (int a)和int rand ( )的使用方法。
3. 实验内容
设计一个虚拟存储区和内存工作区，并分别编程实现使用先进先出置换算法（FIFO）
和最近最少使用页面置换算法（LRU）计算访问命中率。
4. 实验指导
拥有页面交换机制的操作系统总是把当前进程中急需处理的部分页面换入到内存当中，而把更多暂时不需处理的页面放置在外存当中，由于进程需要处理页面的顺序不同，而需要
在内存与外存之间进行页面交换，交换算法也就应运而生。
本实验并没有进入系统空间对实际进程页面进行控制，而是在用户空间用线性表的连续
存储方式对进程页面交换进行的模拟。
⑴ FIFO算法实现
<原理描述>
在分配内存页面数（AP）小于进程页面数（PP）时，当然是最先的AP个页面放入
内存；
这时有需要处理新的页面，则将原理在内存中的AP个页面中最先进入的调出，然
后放入新页面；
以后如果有新页面需要调入，按（2）之规则进行。
算法特点：所使用的内存页面构成一个队列。
<算法实现提示>
要得到“命中率”，必然应该有一个常量total_instruction记录页面总共使用次数；此外需
要一个变量记录总共换入页面的次数（需要换出页面，总是因为没有命中而产生的）diseffect。
利用公式(1-diseffect/total_instructiong)×100%可以得到命中率。
[步骤1] 初始化。
设置两个数组page[ap]和pagecontrol[pp]分别表示进程页面数和内存分
配的页面数，并产生一个的随机数序列main[total_instruction]（当然这个序列由page[]的下标
随机构成），表示待处理的进程页面顺序，diseffect置零。
[步骤2] 看main[]中是否有下一个元素，有就由main[]中获取该页面下标，并转到⑶；
没有，就转到⑺。
[步骤3] 如果该page业已在内存中，就转到⑵；否则就到⑷，同时未命中的diseffect加1。
[步骤4] 观察pagecontrol是否占满，如果占满需将使用队列（⑹中建立的）中最先进入的（就是队列第一个单元）pagecontrol单元“清干净”，同时将对应的page[]单元置为“不在内存中”。
[步骤5] 将该page[]与pagecontrol[]建立关系（可以改变pagecontrol[]的标示位，也可以采用指针连接，总之至少要使对应的pagecontrol单元包含两个信息：一是它被使用了，另外是哪个page[]单元使用的；page[]单元包含两个信息：对应的pagecontrol单元号、本page[]单元已在内存中）
[步骤6] 将用到的pagecontrol置入使用队列（这里的队列当然是一种先进先出的数据结构了，而不是泛指），返回⑵；
[步骤7] 显示(1-diseffect/total_instructiong)×100%，完成。
<程序设计>
为了便于操作和观察结果，用一个程序作为“引子”，先后fork ( )两个子进程SERVER和CLIENT进行通信，
SERVER端建立一个KEY为75的消息队列，等待其他进程发来的消息。
当遇到类型为1的消息时，则作为结束信号，取消该队列并退出SERVER。
SERVER每接收到一个消息后显示一句“( server) received”。
CLIENT端使用KEY为75的消息队列，先后发送类型从10到1的消息后退出。
最后的一个消息即是SERVER端需要的结束信号。
CLIENT每发送一条消息后显示一句“（client）sent”。
父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。
<程序代码>
# include <stdio.h>
# include <sys/types.h>
# include <sys/msg.h>
# include <sys/ipc.h>
# define MSGKEY 75 /* 定义关键词*/
struct msgform /* 定义消息结构*/
{
long mtype;
char mtrex [1030]; /*文本长度*/
}msg;
int msgqid, i;
viod CLIENT ( )
{ int i;
msgqid=msgget ( MSGKEY, 0777);
for (i=10, i>=1, i--)
{ msg, mtype=i;
printf (“(client) sent \n”)
msgsnd ( msgqid, &msg, 1024,0); /*发送消息msg入msgqid消息队列*/ }
exit ( );
}
Void SERVER ( )
{
msgqid=msgget ( MSGKEY, 0777| IPC_CREAT); /* 由关键字获得消息队列*/
do
{ msgrcv ( msgqid, &msg, 1030,0,0); /* 从msgqid队列接收消息msg */ printf (“(server) received \n”);
} while ( msg.type ! =1); /* 消息类型为1时，释放队列*/ magctl ( msgqid, IPC_RMID, 0);
exit (0);
}
void main ( )
{
while ((i= fork ( )) = = -1 );
if ( ! i) SERVER ( );
while ((i= fork ( )) = = -1 );
if ( ! i) CLIENT ( );
wait (0);
wait (0);
}
<运行结果>
从理想的结果来说，应当是每当CLIENT发送一个消息后，SERVER接收该消息，CLIENT再发送下一条。
也就是说“( client ) sent ”和“( server ) receive ”的字样应该在屏幕上交替出现。
实际的结果大多是，先由CLIENT发送了两条消息，然后SERVER接收一条消息。
此后CLIENT_SERVER交替发送和接收消息。
最后SERVER一次接收两条消息。
CLIENT和SERVER分别发送和接收了10条消息，与预期设想一致。
<分析>
message的传送和控制并不保证完全同步，当一个程序不在激活状态的时候，它完全可能继续睡眠，造成了上面的现象，在多次send message后才received message。
这一点有助于理解消息传送的实现原理。