实验四存储器管理系统
操作系统 课程实验-实验四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、实验目的深入了解页式存储管理如何实现地址转换；进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。
二、实验预备知识页式存储管理中地址转换的方法；页式虚拟存储的缺页中断处理方法。
三、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。
假定主存64KB，每个主存块1024字节，作业最大支持到64KB，系统中每个作业分得主存块4块。
四、提示与讲解页式存储管理中地址转换过程很简单，假定主存块的大小为2n字节，主存大小为2m'字节和逻辑地址m位，则进行地址转换时，首先从逻辑地址中的高m-n位中取得页号，然后根据页号查页表，得到块号，并将块号放入物理地址的高m'-n位，最后从逻辑地址中取得低n位放入物理地址的低n位就得到了物理地址，过程如图6所示。
逻辑地址图6 页式存储管理系统地址转换示意图地址转换是由硬件完成的，实验中使用软件程序模拟地址转换过程，模拟地址转换的流程如图7所示（实验中假定主存64KB，每个主存块1024字节，即n=10,m'=16，物理地址中块号6位、块内地址10位；作业最大64KB，即m=16，逻辑地址中页号6位、页内地址10位）。
在页式虚拟存储管理方式中，作业信息作为副本放在磁盘上，作业执行时仅把作业信息的部分页面装入主存储器，作业执行时若访问的页面在主存中，则按上述方式进行地址转换，若访问的页面不在主存中，则产生一个“缺页中断”，由操作系统把当前所需的页面装入主存储器后，再次执行时才可以按上述方法进行地址转换。
页式虚拟存储管理方式中页表除页号和该页对应的主存块号外，至少还要包括存在标志（该页是否在主存），磁盘位置（该页的副本在磁盘上的位置）和修改标志（该页是否修改过）。
存储器管理实验实验报告
存储器管理实验实验报告一、实验目的存储器管理是操作系统的重要组成部分，本次实验的目的在于深入理解存储器管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握存储器分配与回收的算法，以及页面置换算法的实现和性能评估。
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）存储器分配与回收算法实现1、首次适应算法（1）原理：从空闲分区链的首地址开始查找，找到第一个满足需求的空闲分区进行分配。
（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态（已分配或空闲）。
当有分配请求时，从链表头部开始遍历，找到第一个大小满足需求的空闲分区。
将该分区进行分割，一部分分配给请求，剩余部分仍作为空闲分区留在链表中。
若找不到满足需求的空闲分区，则返回分配失败。
2、最佳适应算法（1）原理：从空闲分区链中选择与需求大小最接近的空闲分区进行分配。
（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。
当有分配请求时，遍历整个链表，计算每个空闲分区与需求大小的差值。
选择差值最小的空闲分区进行分配，若有多个差值相同且最小的分区，选择其中起始地址最小的分区。
对选中的分区进行分割和处理，与首次适应算法类似。
3、最坏适应算法（1）原理：选择空闲分区链中最大的空闲分区进行分配。
（2）实现步骤：建立空闲分区链表，每个节点包含分区的起始地址、大小和状态。
当有分配请求时，遍历链表，找到最大的空闲分区。
对该分区进行分配和处理。
（二）页面置换算法实现1、先进先出（FIFO）页面置换算法（1）原理：选择在内存中驻留时间最久的页面进行置换。
（2）实现步骤：建立页面访问序列。
为每个页面设置一个进入内存的时间戳。
当发生缺页中断时，选择时间戳最早的页面进行置换。
2、最近最久未使用（LRU）页面置换算法（1）原理：选择最近一段时间内最长时间未被访问的页面进行置换。
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
实验4：双端口存储器实验 ----独立方式
河北环境工程学院
《计算机组成原理》实验报告
作者：
系（部）：
专业班级：
学号：
成绩：__________________
评阅教师：__________________
年月日
一、实验目的
1、了解双端口静态存储器IDT7132的工作特性及其使用方法；
2、了解半导体存储器怎样存储和读取数据；
3、了解双端口存储器怎样并行读写；
4、熟悉LK-TEC-9模型计算机存储器部分的数据通路；
二、预习内容
1.掌握双端口存储器的使用方法
2. 掌握TEC-8模型计算机存储器的部分的数据通路
三、实验环境及主要器件
1．TEC-8实验系统 1台
2. 逻辑测试笔 1支
3. 双踪示波器 1台
4. 逻辑测试笔 1支
四、实验内容
1、从存储器地址10H开始，通过左端口连续向双端口RAM中写入3个数：85H，60H，38H。
在写的过程中，在右端口检测写的数据是否正确。
2、从存储器地址10H开始，连续从双端口RAM的左端口和右端口同时读出存储器的内容。
五、实验步骤
六、实验结果分析与讨论。
存储器管理实验报告
存储器管理实验报告1. 实验目的本实验旨在通过实际操作，学习和理解存储器管理的基本概念和原理，并通过编写代码来实现常见的存储器管理算法。
2. 实验背景存储器管理是计算机系统中的重要组成部分，它负责管理和分配计算机的内存资源。
在计算机系统中，内存分为多个不同的区域，每个区域用于存储不同类型的数据。
存储器管理的主要任务是有效地管理和分配这些内存资源，以满足程序的需求，并保证系统的稳定性和高效性。
3. 实验步骤本实验共分为以下几个步骤：步骤一：了解存储器管理的基本概念在开始实验之前，我们首先需要了解存储器管理的基本概念。
包括内存分区、内存分配算法、内存回收算法等。
步骤二：设计实验代码根据实验要求，我们需要编写代码来实现常见的存储器管理算法。
可以选择使用C、C++等编程语言来实现。
步骤三：实验代码测试完成代码编写后，我们需要对代码进行测试，以验证其正确性和可行性。
可以编写一些测试样例来测试不同的存储器管理算法。
步骤四：实验结果分析根据实验的结果，我们可以对不同的存储器管理算法进行比较和分析，评估其优劣和适用性。
步骤五：实验总结在实验结束后，我们可以对实验过程和结果进行总结，总结实验中所学到的知识和经验，并提出改进的建议。
4. 实验总结通过本次实验，我深入了解了存储器管理的基本概念和原理，并通过编写代码实现了常见的存储器管理算法。
实验过程中，我遇到了一些问题，但通过查阅相关文献和资料，最终解决了这些问题。
通过实验，我不仅加深了对存储器管理的理解，还提高了编程能力和问题解决能力。
5. 改进建议在实验过程中，我发现代码实现的效率还有待提高，可以进一步优化算法的设计和实现。
此外，可以扩展实验内容，研究更多的存储器管理算法，并进行比较和分析。
参考文献•[1] 《操作系统教程》•[2] 《计算机体系结构》•[3] 《操作系统原理》。
存储管理实验报告
存储管理实验报告一、实验目的1.了解存储管理的概念及作用；2.掌握存储管理的基本操作和技术；3.熟悉常见的存储管理工具和方法；4.分析存储管理对系统性能的影响。
二、实验内容1.了解存储管理的基本概念：存储管理是指对计算机中的存储器进行有效管理和利用的一种技术手段。
主要包括内存管理和外存管理两个方面。
2.学习常见的存储管理工具和方法：（1）内存管理方案：连续内存管理、非连续内存管理和虚存管理；（2）外存管理方案：磁盘存储管理、文件系统管理和缓存管理等。
3.实际操作存储管理工具：（1）使用操作系统的内存管理工具，如Windows的任务管理器和Linux的top命令等，查看内存使用情况和进程占用的内存大小；（2）使用磁盘管理工具，如Windows的磁盘管理器和Linux的fdisk命令等，查看磁盘的分区情况和使用状况；（3）使用文件系统管理工具，如Windows的资源管理器和Linux的ls命令等，查看文件和目录的存储和管理状态。
4.分析存储管理对系统性能的影响：（1）使用性能监控工具，如Windows的性能监视器和Linux的sar 命令等，实时监测系统的内存、磁盘和文件系统等性能指标；（2）对比不同存储管理方案的优缺点，分析其对系统性能的影响；（3）根据实验结果提出优化存储管理的建议。
三、实验步骤1.阅读相关文献和资料，了解存储管理的基本概念和原理；2.使用操作系统的内存管理工具，查看当前系统内存的使用情况；3.使用操作系统的磁盘管理工具，查看当前系统磁盘的分区情况；4.使用操作系统的文件系统管理工具，查看当前系统文件和目录的存储和管理状态；5.使用性能监控工具，实时监测系统的内存、磁盘和文件系统等性能指标；6.根据实验结果，分析存储管理对系统性能的影响；7.结合实验结果，提出优化存储管理的建议。
四、实验结果1.使用内存管理工具查看系统内存使用情况，发现部分进程占用内存过高，导致系统运行缓慢；2.使用磁盘管理工具查看系统磁盘分区情况，发现磁盘分区不合理，造成磁盘空间利用率较低；3.使用文件系统管理工具查看文件和目录的存储和管理状态，发现有大量重复和冗余的文件，需要进行清理和整理；4.使用性能监控工具实时监测系统的性能指标，发现内存和磁盘的利用率较高，需要优化存储管理。
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)
五邑大学计算机学院20142015操作系统试验使用班级120801
实验项目名称：进程的同步（实验一）1、实验目的(1) 掌握进程和线程基本概念和属性；(2) 掌握用PV操作解决并发进程的同步问题；(3) 掌握用于同步的信号量初值的设置；(4) 掌握如何处理共享资源的直接制约关系。
2、实验内容(1) 设计一个模拟若干售票网点的售票程序。
界面可以参考图1。
还应设计多个后台售票线程并发运行。
图1售票(2) 模拟：桌上有一只盘子，每次只能放入一个水果。
爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放桔子，一个女儿专等吃盘子里的苹果，一个儿子专等吃盘子里的桔子。
只要盘子空则爸爸或妈妈都可以向盘子放一个水果，仅当盘子中有自己需要的水果时，儿子或女儿可以从盘子中取出水果。
放-取水果的几种情况如图2(a)~(f)所示，可以参照进行设计。
(a)盘子空时取水果 (b)父亲放入苹果(c) 儿子取水果 (d) 女儿取水果(e)儿子取走桔子 (f)盘子满时放水果图2 放-取水果(3) 自选其它能反映进程互斥问题的应用。
实验项目名称：处理机调度（实验二）1、实验目的(1) 掌握几种处理机调度算法的基本思想和特点；(2) 理解并发与并行的区别；(3) 比较几种算法的特点。
2、实验内容编写程序模拟处理机调度，参照图3。
(1) 时间片轮转(2) 动态优先权调度(3) 高响应比优先调度图3 模拟处理机调度实验项目名称：银行家算法（实验三）1、实验目的银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。
加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
2、实验内容(1) 设计进程对各类资源最大申请表示及初值确定。
(2) 设定系统提供资源初始状况。
(3) 设定每次某个进程对各类资源的申请表示。
(4) 编制程序，依据银行家算法，决定其申请是否得到满足。
具体设计可参照图4(a)~(c) 进行。
(a) 某时刻系统资源情况(b)测试安全性(c)安全序列图4银行家算法实验项目名称：存储器管理（实验四）1、实验目的存储器是计算机系统的重要组成部分。
实验四、存储器实验
实验四、存储器实验实验目的：1.深入理解计算机内存储器的功能、组成知识；2.深入学懂静态存储器芯片的读写原理和用他们组成教学计算机存储器系统的方法（即字、位扩展技术），控制其运行的方式；3.思考并对比静态和动态存储器芯片在特性和使用场合等方面的异同之处。
实验内容：1．要完成存储器容量扩展的教学实验，需为扩展存储器选择一个地址，并注意读写和OE控制信号的正确状态；2．用监控程序的D、E命令对存储器进行读写，比较RAM（6116）EEPROM（28系列芯片）EPROM（27系列芯片）在读写上的异同；3．用监控程序的Ａ命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确；4．用监控程序的A命令编写一段程序，对扩展存储器EEPROM（28系列芯片）进行读写，用D命令查看结果是否正确；如不正确，分析原因，改写程序，重新运行。
实验步骤：1．RAM（6116）读写实验（1）用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果。
截屏如下：图1. E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果图2.断电后的查询结果分析结果：从输入输出结果可以看出，RAM芯片在断电重启后原先写入的程序都会丢失，需要每次重新执行输入写入程序的过程。
（2）用A命令输入一段程序，执行并观察结果。
从图中可以看出RAM芯片可直接用A指令键入程序，但断电后会丢失，要再次调试主程序必须重新输入，对那些较长的程序或经常用到的程序可通过交叉汇编，在上位机生成代码文件，每次加电启动后不用重新输入，只需通过PCEC16将代码文件传送给下位机即可。
截屏如下：图3.A命令执行结果图4.A命令执行结果续2.EPROM芯片实验。
将芯片0000~001F的内存单元的值置为01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F。
截屏如下：图5.擦除芯片内容断电重启后的实验结果如下：图6.断电重启后的实验结果3.58C65芯片扩展EEPROM实验。
实验四存储器EM实验共4页word资料
实验四存储器EM 实验一、实验目的1、了解模型机中程序存储器EM 的工作原理及控制方法。
2、利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序存储器EM 的读写操作。
二、实验仪器计算机组成原理实验箱及配套电源三、实验原理存储器EM 由一片6116RAM 构成，是用户存放程序和数据的地方。
存储器EM 通过一片74HC245 与数据总线相连。
存储器EM 的地址可选择由PC或MAR 提供。
存储器EM 的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。
当ICOE 为0 时，这片74HC245 输出中断指令B8。
连接线表四、实验内容五、实验步骤实验1：PC/MAR 输出地址选择置控制信号为：以下存贮器EM实验均由MAR提供地址实验2：存储器EM 写实验将地址0 写入MAR二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H 置控制信号为：按STEP键, 将地址0 写入MAR将数据11H写入EM[0]二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据11H 置控制信号为：按STEP键, 将数据11H写入EM[0]将地址1 写入MAR二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据01H 置控制信号为：按STEP键, 将地址1 写入MAR将数据22H写入EM[1]二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据22H 置控制信号为：按STEP键，将数据22H写入EM[1]实验3：存储器EM 读实验将地址0 写入MAR二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H 置控制信号为：按STEP键, 将地址0 写入MAR读EM[0]置控制信号为：EM[0]被读出：11H将地址1写入MAR二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据01H 置控制信号为：按STEP键，将地址0写入MAR读EM[1]置控制信号为：EM[1]被读出：22H实验4：存储器打入IR指令寄存器/uPC实验将地址0写入MAR二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H 置控制信号为：按STEP键，将地址0写入MAR读EM[0]，写入IR及uPC置控制信号为：EM[0]被读出：11H按STEP键，将EM[0]写入IR及uPC，IR=11H，uPC=10H将地址1写入MAR二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据01H 置控制信号为：按STEP键，将地址1写入MAR读EM[1]，写入IR及uPC置控制信号为：EM[1]被读出：22H按STEP键，将地址EM[1]写入IR及uPC，IR=22H，uPC=20H 实验5：使用实验仪小键盘输入EM1．连接J1，J22．打开电源3．按TV/ME键，选择EM4．输入两位地址，005．按NEXT，进入程序修改6．按两位程序数据7．按NEXT选择下个地址/按LAST选择上个地址8．重复6，7 步输入程序9．按RST结束希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、理想的路总是为有信心的人预备着。
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。
存储器管理实验实验报告
软件环境：Windows XP SP SP3, Visual C++ 6.0
三、实验内容及步骤
1、对已给出的实验内容，要求读懂程序、理解算法。
2、绘制程序流程图。
3、要求对程序算法进行改进，并把改进内容记录下来。
四、实验结果（本实验源程序清单及运行结果或实验结论、实验设计图）
五、实验总结（对本实验结果进行分析，学生软件开发能力和软件的调试技术。
4、培养学生开发大型程序的方法和相互合作的精神。
5、通过本实验的练习，理解内存的分配及回收。
6、培养学生的算法设计和算法分析能力。
7、培养学生对问题进行文字论述和文字表达的能力。
二、实验环境（本实验所使用的硬件设备和相关软件）
硬件环境：CPU Intel(R) G630 @2.70GHz，内存4GB，
实验报告
课程名称
操作系统
实验日期
实验项目名称
存储器管理实验
实验地点
实验类型
√验证型 □设计型
□综合型
学 时
2
一、实验目的及要求（本实验所涉及并要求掌握的知识点）
1、内存管理是计算机操作系统的一大功能，任何作业的运行都需要装入内存。加深对操作系统存储管理概念的理解，通过编程了解存储器的管理。
2、培养学生能够独立进行知识综合，独立开发较大程序的能力。
实验四：存储器扩展实验
大连理工大学本科实验报告课程名称：计算机组成原理实验学院（系）：软件学院专业：软件工程班级：0907英学号：200892497学生姓名：刘云伟2011年4月7 日大连理工大学实验报告学院（系）：软件学院专业：软件工程班级：0907 英姓名：刘云伟学号：200892497 实验台：21实验时间：2011.4.7 实验室：C110 成绩：指导教师签字：实验三：存储器扩展实验1.实验目的：（1）深入理解计算机内存储器的功能、组成知识；（2）深入地学懂静态存储器芯片的读写原理和用他们组成教学计算机存储器系统的方法（即字、位扩展技术），控制其运行的方式；思考并对比静态和动态存储器芯片在特性和使用场合等方面的同异之处。
2. 实验平台硬件平台：清华大学TEC-XP实验箱的MACH部分部件：HN58c65p-25两片3. 实验要求：（任务）（1）完成HN58c65p-25两片EEPROM的物理扩展；（2）完成必要的跳线设置；（3）验证RAM和EEPROM在存储上的区别（使用A命令和E命令）；（4）基于以上所学完成：从键盘上输入一个0-9的数字，将从该数字开始到F的所有数据存储到扩展之后的5000开始的EEPROM存储器单元中。
IN 81 ;判键盘上是否按了一个键SHR R0 ;即串行口是否有了输入的字符SHR R0JRNC 2000 ;未输入完则循环测试IN 80 ;接收该字符MVRD R6,FF30 ;转换为数字SUB R0,R6MVRD R2,5000 ;从5000号内在单元开始存数MVRD R1,000F ;最大的加数STRR [R2],R0 ;先把当前第一个数存至5000号单元INC R0 ;得到下一个待存数INC R2 ;得到下一个应存的地址单元号STRR [R2],R0 ;把R0的值存起来；延迟MVRD R7,0000MVRD R8,00FFMVRD R9,0000INC R9ADD R7,R9CMP R9,R8JRNZ //INC R9处CMP R0,R1 ;判是否累加完JRNZ INC R0 ;未完, 开始下一轮得数存数RET4. 体会、意见、建议实验体会，除写个人实验课程理解之外，还应对实验课时数实验仪器设备、实验讲义、实验内容安排、时间分配及教师授课方式提出意见和建议。
存储器实验报告
1. 了解存储器的分类、组成和工作原理；2. 掌握静态随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的基本操作；3. 熟悉存储器扩展技术，提高计算机系统的存储容量；4. 培养动手实践能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理1. 存储器分类：存储器分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
RAM用于存储程序和数据，具有读写速度快、易失性等特点；ROM用于存储程序和固定数据，具有非易失性、读速度快、写速度慢等特点。
2. RAM工作原理：RAM主要由存储单元、地址译码器、数据输入输出电路和控制电路组成。
存储单元由MOS晶体管构成，用于存储信息；地址译码器将地址信号转换为对应的存储单元地址；数据输入输出电路负责数据的读写；控制电路控制读写操作。
3. ROM工作原理：ROM主要由存储单元、地址译码器、数据输入输出电路和控制电路组成。
与RAM类似，ROM的存储单元由MOS晶体管构成，用于存储信息；地址译码器将地址信号转换为对应的存储单元地址；数据输入输出电路负责数据的读写；控制电路控制读写操作。
4. 存储器扩展技术：通过增加存储器芯片，提高计算机系统的存储容量。
常用的扩展技术有位扩展、字扩展和行列扩展。
三、实验仪器与设备1. 电脑一台；2. Proteus仿真软件；3. AT89C51单片机实验板；4. SRAM 6116芯片；5. 译码器74HC138；6. 排线、连接线等。
1. 将AT89C51单片机实验板与电脑连接，并启动Proteus仿真软件。
2. 在Proteus中搭建实验电路，包括AT89C51单片机、SRAM 6116芯片、译码器74HC138等。
3. 编写实验程序，实现以下功能：（1）初始化AT89C51单片机；（2）编写SRAM 6116芯片读写程序，实现数据的读写操作；（3）编写译码器74HC138控制程序，实现存储器地址译码。
4. 运行仿真程序，观察实验结果。
五、实验数据记录与分析1. 实验数据记录：（1）位扩展实验：使用SRAM 6116芯片扩展AT89C51单片机RAM存储器（2KB），选择8个连续的存储单元的地址，分别存入不同内容，进行单个存储器单元的读/写操作。
存储器管理实验报告
一、实验目的1. 理解存储器管理的概念和作用。
2. 掌握虚拟存储器的实现原理。
3. 熟悉存储器分配策略和页面置换算法。
4. 提高动手实践能力，加深对存储器管理知识的理解。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C/C++3. 开发环境：GCC编译器三、实验内容1. 虚拟存储器实现原理（1）分页式存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页。
内存与外存之间通过页表进行映射，实现虚拟存储器。
（2）页表管理：包括页表建立、修改和删除等操作。
（3）页面置换算法：包括FIFO、LRU、LRU时钟等算法。
2. 存储器分配策略（1）固定分区分配：将内存划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能分配给一个进程。
（2）可变分区分配：根据进程需求动态分配内存，分为首次适应、最佳适应和最坏适应等策略。
（3）分页存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页，通过页表进行映射。
3. 页面置换算法（1）FIFO算法：根据进程进入内存的顺序进行页面置换，最早进入内存的页面将被淘汰。
（2）LRU算法：淘汰最近最少使用的页面。
（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，通过一个时钟指针实现页面置换。
四、实验步骤1. 编写程序实现虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。
2. 编写测试程序，模拟进程在虚拟存储器中的运行过程，观察不同页面置换算法的效果。
3. 分析实验结果，比较不同页面置换算法的性能差异。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过模拟实验，验证了虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。
实验结果显示，不同页面置换算法对系统性能的影响较大。
2. 实验分析（1）FIFO算法：实现简单，但可能导致频繁的页面置换，影响系统性能。
（2）LRU算法：性能较好，但实现复杂，需要额外的硬件支持。
（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，在性能和实现复杂度之间取得平衡。
实验四存储器EM实验
实验四存储器EM实验实验背景存储器是计算机的重要组成部分之一，它负责存储计算机处理数据所需要的程序和数据。
在计算机的运作中，存储器起到缓冲、暂存、传递数据的作用。
现实生活中，我们可以将存储器看做是我们大脑的记忆系统，就像我们可以从记忆中取出一些信息一样，计算机可以从存储器中读取程序和数据。
存储器按照物理结构可以分成两种：随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是一种易失性存储器，意味着在断电之后，RAM中的数据会被擦除。
ROM是一种非易失性存储器，意味着即使断电，ROM中的数据也会保持不变。
现代计算机一般都使用RAM和ROM的组合来存储程序和数据。
实验原理本实验选择EEPROM，EEPROM是一种带有“可编程”功能的非易失性存储器，其功能类似于ROM。
EEPROM可以多次擦写和编程，因此比传统ROM更为灵活。
EEPROM通常用于存储设备的参数，而不是存储程序。
EEPROM包含一个晶体管和一个电容器的结构，它的存储通过在电容器中存储的电荷来完成。
EEPROM读取的过程包括两个操作：地址操作和读操作。
首先，将要读取的地址写入EEPROM的地址端口中，然后将读取操作信号写入EEPROM的控制端口，EEPROM会返回与地址相对应的数据。
每个EEPROM芯片都有唯一的地址范围，因此在使用时需注意。
实验器材1. 单片机：ATmega162. EEPROM芯片：AT24C023. 电路板5. 电源6. 万用表7. Oscilloscope实验步骤1. 在电路板上组装电路2. 使用编程器对ATmega16进行编程，程序中将ATmega16的端口配置为与EEPROM通信的ISRAB协议。
3. 将ATmega16和EEPROM芯片插入到电路板中。
4. 启动电源，并使用万用表检查电路是否正常。
5. 将示波器连接到ATmega16和EEPROM上，检查ATmega16是否能正常向EEPROM进行读操作。
6. 如果ATmega16能够成功读取EEPROM中的数据，则说明实验成功。
实验四-存储器管理
实验四存储器管理1、目的与要求本实验的目的是让学生熟悉存储器管理的方法，加深对所学各种存储器管理方案的了解；要求采用一些常用的存储器分配算法，设计一个存储器管理模拟系统，模拟内存空间的分配和释放。
2、实验内容①设计一个存放空闲块的自由链和一个内存作业分配表，存放内存中已经存在的作业。
②编制一个按照首次适应法分配内存的算法，进行内存分配。
③同时设计内存的回收以及内存清理（如果要分配的作业块大于任何一个空闲块，但小于总的空闲分区，则需要进行内存的清理，空出大块的空闲分区）的算法。
3．实验环境①PC兼容机②Windows、DOS系统、Turbo c 2.0③C语言4．实验提示一、数据结构1、自由链内存空区采用自由链结构，链首由指针freep指向，链中各空区按地址递增次序排列。
初启动时整个用户内存区为一个大空区，每个空区首部设置一个区头（freearea）结构，区头信息包括：Size 空区大小Next 前向指针，指向下一个空区Back 反向指针，指向上一个空区Adderss 本空区首地址2、内存分配表JOBMA T系统设置一个MA T，每个运行的作业都在MAT中占有一个表目，回收分区时清除相应表目，表目信息包括：Name 用户作业名Length 作业区大小Addr 作业区首地址二、算法存储分配算法采用首次适应法，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区便分配，当某空区被分配后的剩余空闲空间大于所规定的碎片最小量mini时，则形成一个较小的空区留在自由链中。
回收时，根据MA T将制定分区链入自由链，若该分区有前邻或后邻分区，则将他们拼成一个较大的空区。
当某个分配请求不能被满足，但此时系统中所有碎片总容量满足分配请求的容量时，系统立即进行内存搬家，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），形成一片连续的作业区，而在用户内存区的上部形成一块较大的空闲，然后再进行分配。
- 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)。
实验四存储器管理1、目的与要求本实验的目的是让学生熟悉存储器管理的方法，加深对所学各种存储器管理方案的了解；要求采用一些常用的存储器分配算法，设计一个存储器管理模拟系统，模拟内存空间的分配和释放。
2、实验内容①设计一个存放空闲块的自由链和一个内存作业分配表，存放内存中已经存在的作业。
②编制一个按照首次适应法分配内存的算法，进行内存分配。
③同时设计内存的回收以及内存清理（如果要分配的作业块大于任何一个空闲块，但小于总的空闲分区，则需要进行内存的清理，空出大块的空闲分区）的算法。
3．实验环境①PC兼容机②Windows、DOS系统、Turbo c 2.0③C语言4．实验提示一、数据结构1、自由链内存空区采用自由链结构，链首由指针freep指向，链中各空区按地址递增次序排列。
初启动时整个用户内存区为一个大空区，每个空区首部设置一个区头（freearea）结构，区头信息包括：Size 空区大小Next 前向指针，指向下一个空区Back 反向指针，指向上一个空区Adderss 本空区首地址2、内存分配表JOBMAT系统设置一个MAT，每个运行的作业都在MAT中占有一个表目，回收分区时清除相应表目，表目信息包括：Name 用户作业名Length 作业区大小Addr 作业区首地址二、算法存储分配算法采用首次适应法，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区便分配，当某空区被分配后的剩余空闲空间大于所规定的碎片最小量mini时，则形成一个较小的空区留在自由链中。
回收时，根据MAT将制定分区链入自由链，若该分区有前邻或后邻分区，则将他们拼成一个较大的空区。
当某个分配请求不能被满足，但此时系统中所有碎片总容量满足分配请求的容量时，系统立即进行内存搬家，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），形成一片连续的作业区，而在用户内存区的上部形成一块较大的空闲，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ffcollection，搬家模块coalesce及命令处理模块menu，menu用以模拟系统的输入，通过键盘命令选择进行分配模块、回收模块、内存查询以及退出的操作。
程序运行的流程如下图：5．实验运行情况****************MENU***************You can select one of the following:(1)Require to be allocate. 请分配内存(2)Require to collecte the size. 将分配的内存回收(3)Check the memory. 检查当前的内存情况(4)Quit. 退出***********************************1Enter your job name:JOB1Enter your job length:1000name length(b) addreJOB1 1000 2000The total left is 4000 bytes6．实验程序#include <stdio.h>#include <dos.h>#include <stdlib.h>#include <conio.h>#include <io.h>#include "string.h"#define TOTALSPACE 5000 /*起始空闲空间大小#define INITADDRESS 2000 /*起始地址#define MINSPACE 100#define MAXJOBCNT 10 /* 内存中作业数量最大值struct JobMat{char name[10];int address;int length;struct JobMat * next;struct JobMat * back;};struct FreeArea{int address;int size;struct FreeArea * next;struct FreeArea * back;};struct JobMat *p_JobMat;struct FreeArea *p_FreeArea;int UnusedSpace; /*未分配的空闲空间大小int CurrentJobCnt; /*目前内存中的作业数量int JobSize; /*目前要分配的作业的大小char JobName[10];int JobAddress;void initiation(){p_FreeArea=(struct FreeArea *)malloc(sizeof(struct FreeArea));p_FreeArea->size=TOTALSPACE;p_FreeArea->address=INITADDRESS;p_FreeArea->next=NULL;p_FreeArea->back=NULL;UnusedSpace=TOTALSPACE;p_JobMat=NULL;CurrentJobCnt=0;JobSize=0;memset(JobName, 0, 10);JobAddress=0;}void ffallocation(){struct FreeArea * fp;struct JobMat *jp;struct JobMat *jp1;struct JobMat *jp2;JobAddress=-1;if (UnusedSpace<JobSize){/*printf("Sorry, you input job length is too big ^_^ \n");*/return;}JobAddress=0;fp=p_FreeArea;while (fp!=NULL)if((fp->size) < JobSize){fp=fp->next;}else{CurrentJobCnt=CurrentJobCnt+1;UnusedSpace=UnusedSpace-JobSize;jp2=(struct JobMat *)malloc(sizeof(struct JobMat));strcpy(jp2->name,JobName);jp2->length=JobSize;jp2->address=fp->address;JobAddress=jp2->address;if (p_JobMat==NULL){jp2->next=NULL;jp2->back=NULL;p_JobMat=jp2;}else{jp=p_JobMat;while((jp!=NULL)&&(jp2->address<jp->address)){jp1=jp;jp=jp->next;}jp2->next=jp;if (jp==NULL){jp2->back=jp1;jp1->next=jp2;}else{jp2->back=jp->back;if (jp->back!=NULL) jp1->next=jp2;else p_JobMat=jp2;jp->back=jp2;}}if (fp->size-JobSize<MINSPACE){if (fp->next!=NULL) fp->next->back=fp->back;if (fp->back!=NULL) fp->back->next=fp->next;else p_FreeArea=fp->next;}else{fp->size=fp->size-JobSize;fp->address=fp->address+JobSize;}/*exit(1);*/return;}}void ffcollection(){struct FreeArea *fp;struct FreeArea *fp1;struct FreeArea *fp2;struct JobMat *jp;int f;jp=p_JobMat;f=0;while((jp!=NULL) && strcmp(jp->name, JobName) != 0) {jp=jp->next;}if (jp!=NULL){CurrentJobCnt=CurrentJobCnt-1;UnusedSpace=UnusedSpace+jp->length;if (p_FreeArea==NULL){p_FreeArea=(struct FreeArea *)malloc(sizeof(struct FreeArea));p_FreeArea->address=jp->address;p_FreeArea->size=jp->length;p_FreeArea->next=NULL;p_FreeArea->back=NULL;}else{fp=p_FreeArea;while((fp!=NULL)&&(fp->address<jp->address)){fp1=fp;fp=fp->next;}if (fp!=NULL){if((fp->next!=NULL)&&(fp->next->address==jp->address+jp->length)){f=f+1;}if((fp->back!=NULL)&&(jp->address==fp1->address+fp1->size)){f=f+2;}}else if ((jp->address) == (fp1->address+(fp1->size))){f=f+2;}switch (f){case 0:fp2=(struct FreeArea *)malloc(sizeof(struct FreeArea));fp2->address=jp->address;fp2->size=jp->length;fp2->next=fp;if (fp!=NULL){fp2->back=fp->back;if (fp->back!=NULL) fp1->next=fp2;else p_FreeArea=fp2;fp->back=fp2;}else{fp2->back=fp1;fp1->next=fp2;}break;case 1:fp->size=fp->size+jp->length;fp->address=jp->address;break;case 2:fp1->size=fp1->size+jp->length;break;case 3:fp1->size=fp1->size+jp->length+fp->size;fp1->next=fp->next;if (fp->next!=NULL){fp->next->back=fp2;}free (fp);break;}}if (jp==p_JobMat) p_JobMat=jp->next;if (jp->next!=NULL) {jp->next->back=jp->back;}if (jp->back!=NULL) jp->back->next=jp->next;free(jp);}}void showyou(){struct JobMat *jp;/*clrscr();*/if (CurrentJobCnt<=0){printf("No job.\n");}else{printf("name length(b) addre\n");jp=p_JobMat;while (jp!=NULL){printf("%s %d %d\n", jp->name, jp->length,jp->address);jp=jp->next;}}printf("The total left is %d bytes\n",UnusedSpace);}void coalesce(){struct FreeArea *fp;struct FreeArea *fp1;struct JobMat *jp;int bottom;if (CurrentJobCnt>0){jp=p_JobMat;bottom=TOTALSPACE+INITADDRESS;while (jp!=NULL){jp->address=bottom-jp->length;bottom=bottom-jp->length;jp=jp->next;}fp=p_FreeArea;while(fp!=NULL){fp1=fp;fp=fp->next;free(fp1);}p_FreeArea=(struct FreeArea *)malloc(sizeof(struct FreeArea));p_FreeArea->size=UnusedSpace;p_FreeArea->address=INITADDRESS;p_FreeArea->next=NULL;p_FreeArea->back=NULL;}}void menu(){int select;printf("\n\n\n****************MENU***************\n");printf("You can select one of the following:\n");printf("(1)Require to be allocate.\n");printf("(2)Require to collecte the size.\n");printf("(3)Check the memory.\n");printf("(4)Quit.\n");printf("***********************************\n");scanf("%d",&select);switch(select){case 1:if( CurrentJobCnt>=MAXJOBCNT){printf("The job is too many"); }else{printf("Enter your job name:"); }scanf("%s",JobName);printf("Enter your job length:"); scanf("%d",&JobSize); ffallocation();switch (JobAddress){case -1:printf("the memory is full");break;case 0:coalesce();ffallocation();break;default:break;}break;case 2:printf("Enter the name of job:");scanf("%s",JobName);ffcollection();break;case 3:break;case 4:exit(1);break;default:printf("You input a wrong number!\n");break;}}void main(){initiation();while (1){menu();showyou();}}7.实验结果实用标准文案精彩文档。