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。通过实验，我们可以了解到，内存的大小及其分配对程序性能的影响，以及使用 LRU 和其他页面置换算法的优缺点。我们可以通过分析相应的数据得到更具体的结论。

实验结果分析

通过进行不同场景下的模拟，得到了许多有趣的结果。其中，最重要的是得出了以下几个结论：

1.内存大小影响了请求页式存储管理的性能：如果内存太小，我们将会

处在不断置换页面的状态，从而影响了程序的性能。如果内存过大，我们就会浪费大量的内存资源。

2.页面置换算法对性能有着重大影响：不同的页面置换算法将对程序的

性能产生不同的影响。例如，FIFO 算法并不考虑页面最近一次使用的时间，可能会出现问题，而 LRU 算法具有更好的性能。

3.同时考虑多个变量：在实际情况中，很少只考虑一个变量。在我们的

实验中，我们考虑了多种变量，例如内存大小，页面置换算法等。我们需要同时考虑这些变量，以得出更具有实际意义的结论。

总结

本次实验中，我们了解了请求页式存储管理的基本概念，并通过编写并使用一个简单的模拟器，更深入地理解了该技术。在模拟过程中，我们针对不同的场景进行了实验，并得出了很多有用的结论。通过本次实验，我们更好地理解了请求页式存储管理技术及其常见的页面置换算法，并获得了更深入的实践经验。