操作系统-请求页式存储管理实验报告分析解析
操作系统实验报告存储管理
操作系统上机实验报告实验名称：存储管理实验目的：通过请求页式存储管理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页面置换算法。
实验内容：1．设计一个虚拟存储区和内存工作区；例如内存工作区大小为9个内存块，假设系统中最多可运行3个进程，每个进程分配3个内存块；2．模拟实现FIFO、LRU、OPT算法，给出页面走向，可计算缺页率；3．根据实验结果比较几种算法的差别。
实验步骤及分析：（一）FIFO算法实现提示定义一个常量total_instruction来记录页面总共使用的次数；定义一个变量diseffect记录总共换入页面的次数。
利用公式diseffect/total_instruction*100%可以得到缺页率。
（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，并产生一个随机数序列pageorder[total_instruction ]（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0。
（2）看pageorder[]中是否有下一个元素，若有，就由pageorder[]中获取该页面的下标，并转到（3）；如果没有就转到（7）。
（3）如果该page已在内存中，就转到（2）；否则就到（4），同时未命中的diseffect加1。
（4）观察pagecontrol是否占满，如果占满须将使用队列中最先进入的pagecontrol单元“清干净”，同时将对应的page[]单元置为“不在内存中”。
（5）将该page[]与pagecontrol[]建立关系。
可以改变pagecontrol[]的标志位，也可以采用指针链接，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，二是哪个page[]单元使用的。
Page[]单元也包含两个信息：对应的pagecontrol 单元号和本 page[]单元已在内存中。
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
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操作系统实验·报告
三、实验理论分析
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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)
存储管理实验报告_6
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（2012 —2013 学年第二学期）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。
通过本次实验, 要求学生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, 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。
二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）用C或C++语言模拟实现请求式分页管理。
要求实现: 页表的数据结构、分页式内存空间的分配及回收（建议采用位图法）、地址重定位、页面置换算法（从FIFO,LRU,NRU中任选一种）。
int subareaSize[num]={8,12,16,32,24,16,64,128,40,64};//分区大小Process *pro=NULL;//保持进程信息int ProcessNum=0;//进程数目int applyProcessNum=0;//每次申请进程数目int maxApplyNum=0;//最大可申请数目int *applyIndex=NULL;//申请进程队列int totalApplyNum=0;//申请总数int *assignPointer=NULL;//已分配内存的进程队列int assignFlag=0;//分配索引, 表示已申请队列已分配的进程数int exeIndex;//执行的进程号Node *subareaNode=new Node[3];//分区回收时, 进程所在分区及其前, 后分区信息LinkList createLinkList(int n );//建立空闲分区链Node firstFit(LinkList &head,Process pro);//首次适应算法Node nestFit(LinkList &head,Process pro,Node flag);//循环适应算法Node bestFit(LinkList &head,Process pro);//最佳适应算法Node worstFit(LinkList &head,Process pro);//最坏适应算法Node assign(LinkList &head,int orderIndex,int index,Node flagNode);//一次分区分配int assignMemory(LinkList &head);//内存分配void insertNode(LinkList &head,Node q,int index);//插入节点Node deleteNode(LinkList &head,int index);//删除节点int display(LinkList &head);//打印分区分配情况int lowAttemper(int *excursionPointer);//低级调度int findSubarea(LinkList &head,int index);//回收内存int creatProcess();//创建进程Process* randomCreatPro(int n);//随机产生进程下面是各种方法简述:(1) 最优替换算法, 即OPT算法。
实验四操作系统存储管理实验报告
实验四操作系统存储管理实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是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，掌握内存分配与回收、页面置换算法等关键概念，并能够分析和解决存储管理中可能出现的问题。
二、实验环境本次实验在装有 Windows 操作系统的计算机上进行，使用了 Visual Studio 等编程工具和相关的调试环境。
三、实验内容（一）内存分配与回收算法实现1、首次适应算法首次适应算法从内存的起始位置开始查找，找到第一个能够满足需求的空闲分区进行分配。
在实现过程中，我们通过建立一个空闲分区链表来管理内存空间，每次分配时从表头开始查找。
2、最佳适应算法最佳适应算法会选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。
为了实现该算法，在空闲分区链表中，分区按照大小从小到大的顺序排列，这样在查找时能够快速找到最合适的分区。
3、最坏适应算法最坏适应算法则选择最大的空闲分区进行分配。
同样通过对空闲分区链表的排序和查找来实现。
（二）页面置换算法模拟1、先进先出（FIFO）页面置换算法FIFO 算法按照页面进入内存的先后顺序进行置换，即先进入内存的页面先被置换出去。
在模拟过程中，使用一个队列来记录页面的进入顺序。
2、最近最久未使用（LRU）页面置换算法LRU 算法根据页面最近被使用的时间来决定置换顺序，最近最久未使用的页面将被置换。
通过为每个页面设置一个时间戳来记录其最近使用的时间，从而实现置换策略。
3、时钟（Clock）页面置换算法Clock 算法使用一个环形链表来模拟内存中的页面，通过指针的移动和页面的访问标志来决定置换页面。
四、实验步骤（一）内存分配与回收算法的实现步骤1、初始化内存空间，创建空闲分区链表，并为每个分区设置起始地址、大小和状态等信息。
2、对于首次适应算法，从链表表头开始遍历，找到第一个大小满足需求的空闲分区，进行分配，并修改分区的状态和大小。
3、对于最佳适应算法，在遍历链表时，选择大小最接近需求的空闲分区进行分配，并对链表进行相应的调整。
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。
实验六请求分页存储管理
实验六：请求分页存储管理一．实验目的深入理解请求页式存储管理的基本概念和实现方法，重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。
二．实验属性该实验为综合性、设计性实验。
三．实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四．实验要求本实验要求2学时完成。
本实验要求完成如下任务：（1）建立相关的数据结构：页表、页表寄存器、存储块表等；（2）指定分配给进程的内存物理块数，设定进程的页面访问顺序；（3）设计页面置换算法，可以选择OPT、FIFO、LRU等，并计算相应的缺页率，以比较它们的优劣；（4）编写地址转换函数，实现通过查找页表完成逻辑地址到物理地址的转换；若发生缺页则选择某种置换算法（OPT、FIFO、LRU等）完成页面的交换；（5）将整个过程可视化显示出来。
实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。
实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。
三、设计过程3.1算法原理分析OPT算法是未来最远出现，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出当前页面中在未来的访问页中最远出现的页面或再也不出现的页面。
FIFO算法是先进先出，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出最先进来的页面。
LRU算法是最近最久未使用，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出在当前页面中最近最久没有使用的页面。
3.2数据定义int length,num_page,count,seed; //length记录访问串的长度，num_page页面数，count记录缺页次数int result[20][30],order[30],a[10]; //result记录结果,order存储访问串,a存储当前页面中的值int pos1,flag1,flag2,flag3; //pos1位置变量，flag1等为标志变量 char result1[30]; //记录缺页数组 void opt() //最佳void fifo() //先进先出bool search(int n) //查找当前内存中是否已存在该页3.3流程图与运行截图图6.1 FIFO （）函数流程图;否是 是否 开始得到执行的指令指令是否在内存中最先存入指令被淘汰下面是否还有指令 结束得出命中率图2.2 OPT算法流程图四、小结本次课程设计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。
《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。
存储管理实验报告
存储管理实验报告题目：1。
存储管理描述请求分页存储管理。
一.产生一个作业及作业页面序列P(pi)，例如：P(0,2,3,4,1,5,2,3,0,4,1,5)。
二.分配物理内存块数M。
三.采用FIFO，LRU置换算法。
四.设计原理：本程序提供两种分区管理法供用户使用，这两种算法是最佳适应算法和首次适应算法。
最佳适应算法要求将所有的空闲区，按其大小以递增的顺序形成一空闲区链。
这样，第一次找到的满足要求的空闲区，必然是最优的。
但该算法会留下许多这样难以利用的小空闲区。
首次适应算法要求空闲分区链以地址递增的次序链接。
在进行内存分配时，从链首开始顺序查找，直至找到一个能满足其大小要求的空闲分区为止。
然后，再按照作业的大小，从该分区中划出一快内存空间分配该请求者，余下的空闲分区仍留在空闲链中。
三．不足之处：该程序可以用文件形式输入作业的信息，但是该文件没有绑定在程序中。
不过，用户用键盘输入的作业的信息会自动保存到该文件中，下次当以文件形式输入作业信息时，文件中的内容是上一次用户用键盘输入的内容。
四．源程序以及解释：#include<stdio.h>#include<time.h>#include<stdlib.h>int memoryStartAddress = -1;int memorySize = -1;struct jobList//作业后备队列的链结点{int id; //作业的ID号int size; //作业的大小int status; //作业状态struct jobList *next;};struct freeList //空闲链的链结点{int startAddress; //空闲分区的首地址int size; //空闲分区的大小struct freeList *next;};struct usedList //已分配内存的作业链{int startAddress; //以分配内存的首地址int jobID;struct usedList *next;};void errorMessage(void) //出错信息{printf("\n\t错误!\a");printf("\n按任意键继续!");getch();exit(1);}void openFile(FILE **fp,char *filename,char *mode) //打开文件函数{if((*fp = fopen(filename,mode)) == NULL){printf("\n不能打开%s.",filename);errorMessage();}}void makeFreeNode(struct freeList **empty,int startAddress,int size)//申请内存空间{if((*empty = malloc(sizeof(struct freeList))) == NULL){printf("\n没有足够空间.");errorMessage();}(*empty)->startAddress = startAddress; //当有足够空间时，则分配(*empty)->size = size;(*empty)->next = NULL;}void iniMemory(void) //输入要求分配内存的首地址，大小{char MSA[10],MS[10];printf("\n请输入要分配内存的首地址!");scanf("%s",MSA);memoryStartAddress = atoi(MSA);printf("\n请输入要分配内存的大小!");scanf("%s",MS);memorySize = atoi(MS);}char selectFitMethod(void) //选择分区管理算法{FILE *fp;char fitMethod;do{printf("\n\n请选择分区管理的算法!\\n 1 最佳适应算法\\n 2 首次适应算法\n");fitMethod = getche();}while(fitMethod < '1' || fitMethod > '3'); //选择出错时openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");switch(fitMethod){case '1':fprintf(fp,"\n\n\n\n\t 最佳适应算法");fprintf(fp,"\n**********************************************");break;case '2':fprintf(fp,"\n\n\n\n\t首次适应算法");fprintf(fp,"\n**********************************************");break;}fclose(fp);return fitMethod;}void inputJob(void) //输入作业的信息{int /*id,size, */status = 0,jobnum = 0;FILE *fp;char id[10],size[10];openFile(&fp,"d:\\job.cl","w");fprintf(fp,"作业名\t大小\t状态");printf("\n\n\n\n请输入作业名和大小!\n输入0 0退出，job_ID由数字组成\n\n\njob_ID\tsize\n");do{/* scanf("%d%d",&id,&size); */scanf("%s\t%s",id,size); //保存作业ID，大小if(atoi(id) > 0 && atoi(size) > 0){fprintf(fp,"\n%s\t%s\t%d",id,size,status);/* fprintf(fp,"\n%d\t%d\t%d",id,size,status); */jobnum++;}else break;}while(1);if(jobnum)printf("\n完成输入!");else{printf("\n没有请求分配内存.");errorMessage();}fclose(fp);}int makeJobList(struct jobList **jobs) //把作业插入分区{char jobID[10],size[10],status[10];struct jobList *rear;FILE *fp;openFile(&fp,"d:\\job.cl","r");fscanf(fp,"%s%s%s",jobID,size,status);if((*jobs = malloc(sizeof(struct jobList))) == NULL) //当没有空闲分区时{printf("\n没有足够空间.");fclose(fp);errorMessage();}rear = *jobs;(*jobs) -> next = NULL;while(!feof(fp)){struct jobList *p;fscanf(fp,"%s%s%s",jobID,size,status);if((p = malloc(sizeof(struct jobList))) == NULL){printf("\n没有足够空间.");fclose(fp);errorMessage();}p -> next = rear -> next; //插入已在分区的作业队列中rear -> next = p;rear = rear -> next;rear -> id = atoi(jobID);rear -> size = atoi(size);rear -> status = atoi(status);}fclose(fp);return 0;}int updateJobFile(struct jobList *jobs){FILE *fp;struct jobList *p;openFile(&fp,"d:\\job.cl","w");fprintf(fp,"job_ID\tsize\tstatus");for(p = jobs -> next;p;p = p -> next)fprintf(fp,"\n%d\t%d\t%d",p -> id,p -> size,p -> status);fclose(fp);return 0;}int showFreeList(struct freeList *empty) //在屏幕上显示空闲分区{FILE *fp;struct freeList *p = empty -> next;int count = 0;openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n显示空闲内存");printf("\n\n显示空闲内存");if(p){fprintf(fp,"\nnumber\tsize\tstartAddress");printf("\n序号\t大小\t开始地址"); //显示空闲分区的大小和首地址for(;p;p = p -> next){fprintf(fp,"\n%d\t%d\t%d",++count,p -> size,p -> startAddress);printf("\n%d\t%d\t%d",count,p -> size,p -> startAddress);}fclose(fp);return 1;}Else //没有空闲分区{fprintf(fp,"\n内存已分配完!");printf("\n内存已分配完!");fclose(fp);return 0;}}void getJobInfo(struct jobList *jobs,int id,int *size,int *status) //查找作业是否在分区中{struct jobList *p = jobs->next;while(p && p->id != id) //删除作业p = p->next;if(p == NULL){printf("\n不能找到作业: %d .",id);errorMessage();}else{*size = p -> size;*status = p -> status;}}void updateJobStatus(struct jobList **jobs,int id,int status) //改变作业的状态{struct jobList *p = (*jobs)->next;while(p && p->id != id)p = p->next;if(p == NULL){printf("\n不能找到作业: %d .",id);errorMessage();}p -> status = status; //作业状态}int showUsedList(struct jobList *jobs,struct usedList *used) //显示以分配的分区{FILE *fp;struct usedList *p = used -> next;int count = 0,size,status;openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n显示已分配的内存");printf("\n\n显示已分配的内存");if(p){fprintf(fp,"\nnumber\t作业名\t大小\t开始地址");printf("\nnumber\t作业名\t大小\t开始地址"); //显示分区中的作业信息for(;p;p = p -> next){getJobInfo(jobs,p -> jobID,&size,&status);fprintf(fp,"\n%d\t%d\t%d\t%d",++count,p -> jobID,size,p -> startAddress);printf("\n%d\t%d\t%d\t%d",count,p -> jobID,size,p -> startAddress);}fclose(fp);return 1;}Else //分区中没有作业{fprintf(fp,"\n内存中没有作业.");printf("\n内存中没有作业.");fclose(fp);return 0;}}int showJobList(struct jobList *jobs) //分区上的作业{struct jobList *p;p = jobs->next;if(p == NULL){printf("\n列表上没有作业.");return 0;}printf("\n\nT列表上的作业如下:\n作业名\t大小\t状态"); //显示作业信息while(p)printf("\n%d\t%d\t%d",p->id,p->size,p->status);p = p->next;}return 1;}void moveFragment(struct jobList *jobs,struct freeList **empty,struct usedList **used) //当回收一部分分区后，进行碎片紧凑{int size,status;struct usedList *p;int address = memoryStartAddress;if((*empty)->next == NULL) //当没有空闲分区分配时，可以回收已分配内存{printf("\n内存已用完.\\n你可以先回收一些内存或者\\n按任意键再试一次!");getch();return;}for(p = (*used) -> next;p;p = p-> next) //插入作业{p -> startAddress = address;getJobInfo(jobs,p -> jobID,&size,&status);address += size;}(*empty) -> next -> startAddress = address; //删除作业，回收内存(*empty) -> next -> size = memorySize - (address - memoryStartAddress);(*empty) -> next -> next = NULL;}void order(struct freeList **empty,int bySize,int inc) //按顺序排列分区的作业{struct freeList *p,*q,*temp;int startAddress,size;for(p = (*empty) -> next;p;p = p -> next){for(temp = q = p;q;q = q -> next){switch(bySize){case 0 : switch(inc){case 0:if(q->size < temp->size) //交换作业位置temp = q;break;default:if(q->size > temp->size)//交换作业位置temp = q;break;} break;default: switch(inc){case 0:if(q->startAddress < temp->startAddress)temp = q;break; //交换作业位置default:if(q->startAddress > temp->startAddress)temp = q;break; //交换作业位置} break;}}if(temp != p){startAddress = p->startAddress;size = p->size;p->startAddress = temp->startAddress;p->size = temp->size;temp->startAddress = startAddress;temp->size = size;}}}int allocate(struct freeList **empty,int size) //按要求把分区分该作业{struct freeList *p,*prep;int startAddress = -1;p = (*empty) -> next;while(p && p->size < size)//没有足够分区，删除作业p = p -> next;if(p != NULL){if(p -> size > size) //当有足够分区，直接分配{startAddress = p -> startAddress;p -> startAddress += size;p -> size -= size;}else //将整个分区分给一个作业{startAddress = p -> startAddress;prep = *empty;while(prep -> next != p)prep = prep -> next;prep -> next = p -> next;free(p);}}else printf("\n你可以拼接碎片."); /* Unsuccessful ! */return startAddress;}void insertUsedNode(struct usedList **used,int id,int startAddress)//在分区中插入作业{struct usedList *q,*r,*prer;if((q = malloc(sizeof(struct usedList))) == NULL) //没有足够空间时{printf("\nNot enough to allocate for the used node .");errorMessage();}q -> startAddress = startAddress; //插入作业q -> jobID = id;prer = *used;r = (*used) -> next;while(r && r->startAddress < startAddress){prer = r;r = r -> next;}q -> next = prer -> next;prer -> next = q;}int finishJob(struct usedList **used,int id,int *startAddress) //删除作业，回收分区{struct usedList *p,*prep;prep = *used;p = prep -> next;while(p && p -> jobID != id) //删除作业{prep = p;p = p -> next;}if(p == NULL){printf("\n作业: %d 不在内存!",id); //找不到要删除的作业return 0;}else{*startAddress = p->startAddress;prep -> next = p -> next;free(p);return 1;}}void insertFreeNode(struct freeList **empty,int startAddress,int size)//插入空闲分区{struct freeList *p,*q,*r;for(p = *empty;p -> next;p = p -> next) ;if(p == *empty || p -> startAddress + p -> size < startAddress)//对空闲分区进行排列{makeFreeNode(&r,startAddress,size);r -> next = p -> next;p -> next = r;return ;}if(p -> startAddress + p -> size == startAddress) //插入空闲分区{p -> size += size;return ;}q = (*empty) -> next;if(startAddress + size == q -> startAddress) //插入空闲分区{q -> startAddress = startAddress;q -> size += size;}else if(startAddress + size < q -> startAddress) //插入空闲分区{makeFreeNode(&r,startAddress,size);r -> next = (*empty) -> next;(*empty) -> next = r;}else{while(q -> next && q -> startAddress < startAddress) //插入空闲分区{p = q;q = q -> next;}if(p -> startAddress + p -> size == startAddress &&\q -> startAddress == startAddress + size) //插入空闲分区{p -> size += size + q -> size;p -> next = q -> next;free(q);}else if(p -> startAddress + p -> size == startAddress &&\q -> startAddress != startAddress + size) //插入空闲分区{p -> size += size;}else if(p -> startAddress + p -> size != startAddress &&\q -> startAddress == startAddress + size) //插入空闲分区{q -> startAddress = startAddress;q -> size += size;}else{makeFreeNode(&r,startAddress,size); //申请作业空间r -> next = p -> next;p -> next = r;}}}void main(void){char fitMethod; //定义变量FILE *fp; //定义变量struct jobList *jobs; //定义一个队列struct freeList *empty;//定义一个队列struct usedList *used;//定义一个队列if((used = malloc(sizeof(struct usedList))) == NULL){printf("\n没有足够空间.");errorMessage();}used -> next = NULL;remove("d:\\result.cl");makeFreeNode(&empty,0,0);while(1) //界面设计{char ch,step; //定义变量int id,size,startAddress,status; //定义变量struct jobList *q;printf("\n 1 输入作业的信息.\\n 2 作业放到内存.\\n 3 完成作业,并回收内存.\\n 4 当前空闲的内存.\\n 5 当前已分配的内存.\\n 6 拼接碎片.\\n 7 退出.");printf("\n请选择.\n");step = getche();printf("\n");switch(step){case '1': //当选择1时openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n\t输入作业的信息:)");used -> next = NULL; //初始化队列empty->next = NULL; //初始化队列iniMemory();makeFreeNode(&(empty->next),memoryStartAddress,memorySize);fprintf(fp,"\n\n\n你用文件形式输入吗?(Y/N) : ");//是否用文件形式输出printf("\n\n\n你用文件形式输入吗?(Y/N ): \n");ch = getche();fprintf(fp,"\n%c",ch);fclose(fp);if(ch != 'Y'&& ch != 'y') //当选择用文件形式输出时{inputJob();}makeJobList(&jobs);if(ch == 'Y'|| ch == 'y') //读入文件的作业信息{for(q = jobs->next;q;q = q->next){if(q->status == 1){startAddress = allocate(&empty,q->size);if(startAddress != -1){insertUsedNode(&used,q->id,startAddress);}}}}fitMethod = selectFitMethod();break;case '2': //当选择2时if(memoryStartAddress < 0 || memorySize < 1){printf("\n\nBad memory allocated !\a");break;}openFile(&fp,"d:\\result.cl","a"); //打开文件fprintf(fp,"\n\n\t把作业放到内存");fprintf(fp,"\n\n\n你用键盘输入作业信息吗?(Y/N): ");printf("\n\n\n你用键盘输入作业信息吗?(Y/N): \n");ch = getche();fprintf(fp,"\n%c",ch);fclose(fp);if(ch != 'Y' && ch != 'y') //把作业放到分区中{for(q = jobs->next;q;q = q->next){if(q->status == 0){switch(fitMethod) //用不同分区管理算法{case '1': order(&empty,0,0);break;case '2': order(&empty,0,1);break;case '3': order(&empty,1,0);break;case '4': order(&empty,1,1);break;}startAddress = allocate(&empty,q->size);if(startAddress != -1){insertUsedNode(&used,q->id,startAddress);//把作业插入到以分配内存中updateJobStatus(&jobs,q->id,1);}}}updateJobFile(jobs);}else{showJobList(jobs); //显示可操作的作业openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n请从上面的作业中选择一个作业，输入作业名.");printf("\n请从上面的作业中选择一个作业，输入作业名.");scanf("%d",&id);fprintf(fp,"%d\n",id);getJobInfo(jobs,id,&size,&status); //把作业放入内存switch(status) //作业的不同状态{case 0: printf("\nOk !作业的状态是运行状态!");fprintf(fp,"\nOk!作业的状态是运行状态!");fclose(fp);break;case 1: printf("\n作业在内存中!");fprintf(fp,"\n作业在内存中!");fclose(fp);goto label;case 2: printf("\n作业已完成!");fprintf(fp,"\n作业已完成!");fclose(fp);goto label;default:printf("\nUnexpected job status .Please check you job file.");fprintf(fp,"\nUnexpected job status .Please check you job file.");fclose(fp);errorMessage();}switch(fitMethod) //不同分区管理方法的实现{case '1': order(&empty,0,0);break;case '2': order(&empty,0,1);break;case '3': order(&empty,1,0);break;case '4': order(&empty,1,1);break;}startAddress = allocate(&empty,size);if(startAddress != -1){insertUsedNode(&used,id,startAddress); //插入作业updateJobStatus(&jobs,id,1); //改变作业状态updateJobFile(jobs);}}label : ;break;case '3': //当选择3时if(memoryStartAddress < 0 || memorySize < 1){printf("\n\nBad memory allocated !\a");break;}do{int i;openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n\t作业完成(回收内存)");fclose(fp);if(showUsedList(jobs,used) == 0)break;openFile(&fp,"d:\\result.cl","a"); //打开文件fprintf(fp,"\n请从上面的作业中选择一个作业，输入作业名.\n输入-1来结束测试.");printf("\n请从上面的作业中选择一个作业，输入作业名.\n 输入-1来结束测试.");scanf("%d",&id);fprintf(fp,"%d\n",id);fclose(fp);if(id == -1)break;getJobInfo(jobs,id,&size,&status); //把作业放入内存if(status == 1) //作业状态为运行时{i = finishJob(&used,id,&startAddress);if(i){insertFreeNode(&empty,startAddress,size); //插入空闲分区updateJobStatus(&jobs,id,2); //改变作业状态updateJobFile(jobs);}}else{if(status == 0 || status == 2){if(status == 0)printf("\n作业不在内存中!");else printf("\n作业已完成!");}else{printf("\nUnexpected job status .\Please check you job file.");errorMessage();}}}while(1);break;case '4': //当选择4时openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n\t显示空闲内存");fclose(fp);showFreeList(empty);break;case '5': //当选择5时openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n\t显示已分配内存");fclose(fp);showUsedList(jobs,used);break;case '6': //当选择6时openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n\t拼接碎片");fclose(fp);moveFragment(jobs,&empty,&used);break;case '7': //当选择7时openFile(&fp,"d:\\result.cl","a");fprintf(fp,"\n\n\tExit :(");fclose(fp);exit(0);default: printf("\n错误输入!");}}getch();}五．运行效果：1．运行EXE文件：2．首先要选择1，输入要分配内存的首地址，分区大小，输入作业的信息：3．按ENTER键后，选择分区管理算法：4．然后选择2,把作业放到内存：5．到此，用户就可以选择自己想要的操作功能，这里3为例：6．用户也可以选择其他功能，这里不作介绍。
实验报告关于请求调页存储管理方式
《网络操作系统》课程设计报告书题目：请求调页存储管理方式的模拟学号：学生姓名：指导教师：年月日目录一. 实验内容................................................... 错误!未定义书签。
二. 实验目的................................................... 错误!未定义书签。
三. 设计思想................................................... 错误!未定义书签。
四. 程序流程图................................................. 错误!未定义书签。
五. 程序清单................................................... 错误!未定义书签。
六. 运行结果及分析............................................. 错误!未定义书签。
七. 总结....................................................... 错误!未定义书签。
一、实验内容1．假设每个页面中可存放10条指令，分配给作业的内存块数为4。
2．用C语言或C++语言模拟一个作业的执行过程，该作业共有320条指令，即它的地址空间为32页，目前它的所有页都还未调入内存。
在模拟过程中，如果所访问的指令已在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令。
如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需记录缺页的次数，并将相应页调入内存。
如果4个内存块均已装入该作业，则需进行页面置换，最后显示其物理地址，并转下一条指令。
在所有320指令执行完毕后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。
3．置换算法：请分别考虑最佳置换算法（OPT）、先进先出（FIFO）算法和最近最久未使用（LRU）算法。
操作系统课程设计模拟请求页式存储管理
操作系统课程设计报告项目：模拟请求页式存储管理一、目的和要求1、实训目的（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。
2、实训要求编写并调试完成请求页式存储管理程序。
页面置换算法：最佳置换算法（OPT）、先进先出算法(FIFO)和最近最少用算法（LRU）。
要求打印每个页面置换算法的页面置换变化示意图、缺页中断次数和缺页中断率，以比较各种算法的优缺点。
二、设计思路及过程1、概要设计1.1 问题概述根据三种不同的置换算法（FIFO、LRU、OPT），依据其不同的算法方式，分别计算该页面引用串在不同算法下的缺页次数与缺页率，并显示各页面的变化情况。
1.2 内容分析对于该课程设计中模拟的请求页式存储管理的页面置换过程，只要掌握其中最基本的三种算法，包括FIFO、LRU及OPT。
另外，对于同一个页面引用串，要求能够调用不同的算法对它进行操作。
2、过程设计2.1模块设计在下图的主模块设计图中，只注重描绘了请求页式存储管理的三种主要算法，未描绘出细节部分。
图2.1 请求页式存储管理的主模块设计图2.2 算法原理分析要成功实现算法，首先要知道各个方法是怎么做的，即原理是怎样的，下面是三种算法的原理。
（1）FIFO算法：该算法认为刚被调入的页面在最近的将来被访问的可能性很大，而在主存中滞留时间最长的页面在最近的将来被访问的可能性很小。
因此。
FIFO算法总是淘汰最先进入主存的页面，即淘汰在主存中滞留时间最长的页面。
（2）LRU算法是最近最久未使用，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出在当前页面中最近最久没有使用的页面。
该算法总是选择最近一段时间内最长时间没有被访问过的页面调出。
它认为那些刚被访问过的页面可能在最近的将来还会经常访问他们，而那些在较长时间里未被访问的页面，一般在最近的将来再被访问的可能性较小。
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7操作系统存储器管理实验报告
一目的与要求(1)请求页式虚存管理就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)加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。
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与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虚页与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的取值范围就是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就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。
请求页式管理实验报告
请求页式管理一、实验目的：1.学会用各种存储分配算法的实现方法。
2.了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。
二、实验要求：1.采用下列分配存储方案，通过分别计算不同算法的命中率与比较算法的优劣，同时也考虑页面大小及内存实际容量对命中率的影响。
2.假定虚存空间Vsize=32K,页面大小Psize从1K到8K（每次加倍）。
内存容量Msize从4页到虚存空间大小。
3.要求算法：1）OPT算法2）LRU算法3）FIFO算法4）NUR算法（可以选择其中两种完成）举例：主要数据结构typedef struct{int sign;//表示该内存页面有未被分配int pagenumber;//表示该空间是分配的虚存中的哪一页int entertime;//表示该页何时被分配int usetime;//表示该页何时被使用}三、本程序用到的主要数据结构struct SERIAL //记录随机访问序列的一项的情况{int PageID; //页号bool bFIFO; //用FIFO方法时是否命中bool bOPT; //用OPT方法时是否命中bool bLRU; //用LRU方法时是否命中int NextSame;//记录OPT算法的当前页号与下一个相同页号的距离};struct MEMITEM{int PageSize; //页面大小float FIFORate; // 对当前页面大小情况下20个随机序列测试下来的平均命中率float OPTRate;float LRURate;HTREEITEM hti;//用于树控件显示的句柄SERIAL Serial[20]; //20个随机生成的页面号测试序列};struct PAGEITEM{int vPageSize;float AveFIFORate;float AveOPTRate;float AveLRURate;HTREEITEM hti;CArray<MEMITEM,MEMITEM> VMemItem;};struct MEMSTACK{int PageID;int BlockID;int UseTime; //表示该页何时被使用int NextSame;};CArray<MEMSTACK,MEMSTACK>FIFOStack;CArray<MEMSTACK,MEMSTACK>OPTStack;CArray<MEMSTACK,MEMSTACK>LRUStack;//CArray<MEMPAGE,MEMPAGE>MemBlock;//CArray<MAR,MAR>MemPage;PAGEITEM VPageItem[4];HTREEITEM hti[4];说明：本程序通过实验比较三种算法FIFO、OPT、LRU由要求二：假定虚存空间Vsize=32K,页面大小Psize从1K到8K（每次加倍）。
请求页式管理实验报告
操作系统请求页式存储管理报告学院：班级：姓名：学号：请求页式存储管理一、问题描述设计一个请求页式存储管理方案，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，只将该页在页表中修改状态位。
而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。
二、基本要求页面尺寸1K，输入进程大小（例如5300bytes），对页表进行初始化,页表结构：页号物理块号状态位0 2 True (在主存)1 12 False (在辅存)3 04 False (在辅存)5 False (在辅存)系统为进程分配3 个物理块（页框），块号分别为0、1、2，页框管理表（空闲块表）：物理块号是否空闲0 true1 true2 true任意输入一个需要访问的指令地址流（例如：3635、3642、1140、0087、1700、5200、4355，输入负数结束），打印页表情况。
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框未满，则调入该页并修改页表，打印页表情况；如果该页不在主存且页框已满，则按 FIFO页面淘汰算法淘汰一页后调入所需的页，修改页表，打印页表情况。
三、主要代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define N 7#define q 3 //物理块个数#define p 6 //页面个数int JCsize=5300; //进程大小int Psize=1024; //页面长度int phb[q]={0}; //物理块标号int pro[N]={0}; //进程序列号int m = -1, n = -1; //物理块空闲和进程是否相同判断标志int i = 0, j = 0,k = 0; //i表示进程序列号,j表示物理块号int Q[q] = {0}; //进程等待次数(存放最久未被使用的进程标志) int max = -1,maxQ = 0; //标记替换物理块进程下标int count=0; //统计页面缺页次数struct Page{int Ynum; //页号int Wnum; //物理块号int P; //状态位int time; //记录调入内存时间};struct Phb{int Pnum; //物理块号int b; //是否空闲};void scan(struct Page *P,struct Phb *R) //输入页表和物理块页框初始化信息{int i;for(i=0;i<p;i++){P[i].Ynum=i;P[i].Wnum=-1;P[i].P=0;}for(i=0;i<q;i++){R[i].Pnum=i; R[i].b=0;}}void print_Page(struct Page *P,struct Phb *R){int n;printf("按1键打印输出物理块页框管理表如下所示:");scanf("%d",&n);printf("\n------------------------------------\n");if(n==1){printf("\t物理块号 \t是否空闲 \t");for(i=0;i<q;i++){printf("\t\t %d \t",R[i].Pnum);printf("\t\t %d \t",R[i].b);}printf("\n");}}void print(struct Page *P,struct Phb *R){int i,j;printf("\n按0键打印输出页表结构如下所示:");scanf("%d",&j);printf("\n---------------------------------------\n");if(j==0){printf("\t页号 \t物理块号 \t状态位 \t");for(i=0;i<p;i++){printf("\t\t %d ",P[i].Ynum);printf("\t %d ",P[i].Wnum);printf("\t %d \t",P[i].P);}printf("\n");}}int* listnumber(struct Page *P,struct Phb *R){int a[N];printf("请输入一个需要访问的指令地址流:\n"); for(i=0;i<N;i++){scanf("%d",&a[i]);if(a[i]>=0 && a[i]<=JCsize){pro[i]=a[i]/Psize; } elseprintf("访问指令不合理！结束访问");}printf("显示所输入地址流地址对应的页号分别为:");for(i=0;i<N;i++)printf("%d ",pro[i]);printf("\n");return (pro);}//查找空闲物理块int rsearchphb(struct Page *P,struct Phb *R){for(j=0; j<q; j++){if(phb[j] == 0){m = j;return m;break;}}return -1;}//查找相同进程int rsearchpage(struct Page *P,struct Phb *R){for(j = 0; j < q; j++) //物理块{if(phb[j]==pro[i]){n = j;return j; //第j块物理块中的进程与此同步}}return -1;}//FIFO算法void FIFO(struct Page *P,struct Phb *R){int t;for(i = 0; i<N; i++) //依次判断进程序列号{m=rsearchphb(P,R);n=rsearchpage(P,R); for(j = 0; j < q;j++){if(Q[j]>maxQ){maxQ = Q[j]; //进程等待次数最大值max = j; //物理块标号 }}if(n == -1) //该页不在主存中即：不存在相同进程 {if(m != -1) //该页不在主存中且页框未满时 {phb[m] = pro[i]; //进程号填入该空闲物理块count++; //页面缺页次数+1Q[m] = 0; //等待次数置为0for(t=0;t<p;t++) //改变页表结构{if(pro[i]==P[t].Ynum){P[t].Wnum=m;P[t].P=1;}}for(j = 0;j <= m; j++){Q[j]++; } //等待次数分别+1 m = -1;print(P,R); //打印页表结构}//该页不在主存且页框已满，执行FIFO淘汰算法else{phb[max] =pro[i];Q[max] = 0;for(t=0;t<p;t++){if(P[t].Wnum==max){P[t].Wnum=-1;P[t].P=0;}}for(t=0;t<p;t++){if(pro[i]==P[t].Ynum){P[t].Wnum=max;P[t].P=1; }}print(P,R);for(j = 0;j < q; j++){ Q[j]++; }max = -1;maxQ = 0;count++; }}else //该页在主存时打印页表情况{phb[n]=pro[i];for(j = 0 ;j <q; j++){ Q[j]++; }n=-1; print(P,R);}}printf("缺页次数为：%d\n",count); printf("\n");}void main(){struct Page P[p]; struct Phb R[q];printf("*****************************************\n");printf(" \n");printf(" |内存页面调度算法| \n");printf(" \n");printf("*****************************************\n");scan(P,R); print(P,R); print_Page(P,R);listnumber(P,R); FIFO(P,R);}。
操作系统-请求页式存储管理实验报告分析解析汇编
操作系统实验三存储管理实验班级：学号：姓名：目录1. 实验目的 (2)2. 实验内容 (2)(1) 通过随机数产生一个指令序列，共320条指令 (2)(2) 将指令序列变换成为页地址流 (2)(3) 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率 (2)3. 随机数产生办法 (3)环境说明 (3)4. 程序设计说明 (3)4.1.全局变量 (3)4.2.随机指令序列的产生 (4)4.3.FIFO算法 (4)4.4.LRU算法 (4)4.5.OPT算法 (5)5. 编程实现（源程序）： (5)6. 运行结果及分析 (11)6.1.运行（以某两次运行结果为例，列表如下：） (11)6.2.Belady’s anomaly (11)1.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。
2.实验内容(1) 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：a) 50% 的指令是顺序执行的；b) 25% 的指令是均匀分布在前地址部分；c) 25% 的指令是均匀分布在后地址部分；具体的实施方法是：a) 在[0，319]的指令地址之间随机选取一起点m；b) 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令；c) 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';d) 顺序执行一条指令，其地址为m'+1;e) 在后地址[m'+2，319]中随机选取一条指令并执行;f) 重复上述步骤a)~f)，直到执行320次指令。
(2) 将指令序列变换成为页地址流设：a) 页面大小为1K；b) 用户内存容量为4页到32页；c) 用户虚存容量为32K。
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]）。
操作系统实验请求分页存储管理模拟实验
实验四请求分页存储管理模拟实验一：实验目的通过对页面、页表、地址转换和页面置换过程的模拟,加深对请求分页存储管理系统的原理和实现技术的理解;二：实验内容假设每个页面可以存放10条指令,分配给进程的存储块数为4;用C语言或Pascal语言模拟一进程的执行过程;设该进程共有320条指令,地址空间为32个页面,运行前所有页面均没有调入内存;模拟运行时,如果所访问的指令已经在内存,则显示其物理地址,并转下一条指令；如果所访问的指令还未装入内存,则发生缺页,此时需要记录缺页产生次数,并将相应页面调入内存,如果4个内存块已满,则需要进行页面置换;最后显示其物理地址,并转下一条指令;在所有指令执行完毕后,显示进程运行过程中的缺页次数和缺页率;页面置换算法：分别采用OPT、FIFO、LRU三种算法;进程中的指令访问次序按如下原则生成：50%的指令是顺序执行的;25%的指令是均匀分布在低地址部分;25%的指令是均匀分布在高地址部分;三：实验类别分页存储管理四：实验类型模拟实验五：主要仪器计算机六：结果OPT:LRU: FIFO:七：程序include<>include<>include<>define blocknum 4agenum=-1;blocki.accessed=0;m=0;}}int pageExistint curpageagenum == curpagereturn i; agenum==-1return i; ccessed > blockpos.accessedpos = i; agenum = -1{printf" %02d ",blocki.pagenum;printf"%p |",&blocki.pagenum;}}printf"\n";}void randamagenum = curpage; agenum= numj/10{blockk.accessed = 1000;} ccessed = j;break;}}}position = findReplace;agenum = curpage;agenum = curpage; agenum = curpage;display;n++; ccessed = -1;ccessed++;}}printf"缺页次数:%d\n",n;printf"缺页率:%f%%\n",n/100;}void FIFO{int n=0;agenum=curpage; agenum = curpage; //将此页面调入内存n++;display;}}}printf"缺页次数:%d\n",n;printf"缺页率:%f%%\n",n/100;}void main{int choice;printf"请求分页存储管理模拟系统\n";randam;printf"此进程的页面调用序列如下\n";pagestring;whilechoice = 4{printf"1:OPT 2:LRU 3:FIFO 4:退出\n";printf"请选择一种页面置换算法:";scanf"%d",&choice;init;switchchoice{case 1:printf"最佳置换算法OPT:\n";printf"页面号物理地址页面号物理地址页面号物理地址页面号物理地址\n";OPT;break;case 2:printf"最近最久未使用置换算法LRU:\n";printf"页面号物理地址页面号物理地址页面号物理地址页面号物理地址\n";LRU;break;case 3:printf"先进先出置换算法FIFO:\n";printf"页面号物理地址页面号物理地址页面号物理地址页面号物理地址\n";FIFO;break;}}}。
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操作系统实验三存储管理实验班级：学号：姓名：目录1. 实验目的 (2)2. 实验内容 (2)(1) 通过随机数产生一个指令序列，共320条指令 (2)(2) 将指令序列变换成为页地址流 (2)(3) 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率 (2)3. 随机数产生办法 (3)环境说明 (3)4. 程序设计说明 (3)4.1.全局变量 (3)4.2.随机指令序列的产生 (4)4.3.FIFO算法 (4)4.4.LRU算法 (4)4.5.OPT算法 (5)5. 编程实现（源程序）： (5)6. 运行结果及分析 (11)6.1.运行（以某两次运行结果为例，列表如下：） (11)6.2.Belady’s anomaly (11)1.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。
2.实验内容(1) 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：a) 50% 的指令是顺序执行的；b) 25% 的指令是均匀分布在前地址部分；c) 25% 的指令是均匀分布在后地址部分；具体的实施方法是：a) 在[0，319]的指令地址之间随机选取一起点m；b) 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令；c) 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';d) 顺序执行一条指令，其地址为m'+1;e) 在后地址[m'+2，319]中随机选取一条指令并执行;f) 重复上述步骤a)~f)，直到执行320次指令。
(2) 将指令序列变换成为页地址流设：a) 页面大小为1K；b) 用户内存容量为4页到32页；c) 用户虚存容量为32K。
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，用户指令可以组成32页。
(3) 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率a) 先进先出的算法（FIFO）；b) 最近最少使用算法（LRU）；c) 最佳淘汰算法（OPT）；命中率=1-页面失效次数/页地址流长度在本实验中，页地址流长度为320，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的次数。
3.随机数产生办法关于随机数产生办法，可以采用操作系统提供的函数，如Linux或UNIX系统提供函数srand()和rand()，分别进行初始化和产生随机数。
例如：srand();语句可以初始化一个随机数；a[0]=10*rand()/32767*319+1;a[1]=10*rand()/32767*a[0];…语句可以用来产生a[0]与a[1]中的随机数。
环境说明此实验采用的是Win7下Code::blocks 10.05编译器编程。
此word实验文档中采用notepad++的语法高亮。
4.程序设计说明4.1.全局变量const int maxn =320;//序列个数const int max = maxn +20;//数组大小const int maxp = max/10;//最大页数int inst[max];//指令序列int page[max];//页地址流int size;//内存能容纳的页数bool in[maxp];//该页是否在内存里，提高效率int pin[maxp];//现在在内存里的页其中in[]数组是为了方便直接判断该页是否在内存里，而不用遍历内存里所有页来判断。
fault_n用来记录缺页次数。
4.2.随机指令序列的产生按照实验要求的写了，但是由于没有考虑细节，开始时出了点问题。
（1）当m=319时，我们顺序执行m+1会产生第32页的页地址，从而使页地址没能按要求限制在[0, 31]之间。
解决方法：采用循环模加来避免超出范围。
（2）但是这样之后有可能出现模0的问题。
所以我索性将等于0的模数都赋值为160.最后的程序如下。
void produce_inst(){int m, n;int num =0;while(num < maxn){m = rand()% maxn;inst[num++]=(m+1)%maxn;if(num == maxn)break;m =(m+2)% maxn;if(m ==0) m =160;n = rand()% m;inst[num++]=(n+1)%maxn;if(num == maxn)break;n =(n+2)% maxn;m = maxn - n;if(m ==0) m =160;m = rand()% m + n;inst[num++]= m;}}4.3.FIFO算法定义变量ptr。
一开始先预调页填满内存。
在这一部分，ptr指向下一个要存放的位置。
之后继续执行剩下的指令。
此时，ptr表示队列最前面的位置，即最先进来的位置，也就是下一个要被替换的位置。
ptr用循环加，即模拟循环队列。
4.4.LRU算法定义数组ltu[],即last_time_use来记录该页最近被使用的时间。
定义变量ti模拟时间的变化，每执行一次加一。
这个算法，我没有预调页，而是直接执行所有指令。
若当前需要的页没在内存里，就寻找最近最少使用的页，也就是ltu[]最小的页，即最近一次使用时间离现在最久的页，然后替换掉它。
或者在内存还未满时，直接写入，这个我以初始化内存里所有页为-1来实现。
若已经在内存里了，则只遍历内存内的页，把当前页的最近使用时间改一下即可。
4.5.OPT算法定义数组ntu[], 即next_time_use来记录下一次被使用的时间，即将来最快使用时间。
初始化为-1.开始时预调页填满内存里的页。
同样利用变量ptr来表示下一个要存放的位置从而控制预调页的过程。
接着初始化ntu数组为-1。
然后求出每一页下一次被使用的指令号，以此代替使用时间。
如果所有剩下的序列都没有用该页时，则还是-1.这种值为-1的页显然是最佳替换对象。
然后执行所有剩下的指令。
当该页不在内存里时，遍历ntu数组，遇到-1的直接使用该页，没有则用ntu[]值最大的，也就是最晚使用的。
无论该页在不在内存里，因为这一次已经被使用了，所以都应该更新这个页的ntu[]，只需往前看要执行的页流，记录下第一个遇到的该页即可。
如果没有找到同样添-1即可。
5.编程实现（源程序）：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <string.h>using namespace std;const int maxn =320;//序列个数const int max = maxn +20;//数组大小const int maxp = max/10;//最大页数int inst[max];//指令序列int page[max];//页地址流int size;//内存能容纳的页数bool in[maxp];//该页是否在内存里，提高效率int pin[maxp];//现在在内存里的页void welcome(){printf("******************************************\n");printf("** By schnee On2011-12-06 **\n");printf("** 班级:09211311 班内序号：30 **\n");printf("******************************************\n\n");}void input_hint(){printf("\n1--create new instruction sequence 2--set memory page number(4 to 32)\n");printf("3--solve by FIFO algorithm 4--solve by LRU algorithm\n");printf("5--solve by OPT algorithm 0--exit\n");printf("*********Please input Your choice: ");}/*通过随机数产生一个指令序列，共320条指令*/void produce_inst(){int m, n;int num =0;while(num < maxn){m = rand()% maxn;inst[num++]=(m+1)%maxn;if(num == maxn)break;m =(m+2)% maxn;if(m ==0) m =160;n = rand()% m;inst[num++]=(n+1)%maxn;if(num == maxn)break;n =(n+2)% maxn;m = maxn - n;if(m ==0) m =160;m = rand()% m + n;inst[num++]= m;}}/*将指令序列变换成为页地址流*/void turn_page_address(){for(int i=0; i<maxn; i++)page[i]= inst[i]/10;}void FIFO_solve(){memset(in,false,sizeof(in));int fault_n =0;//缺页率int ptr, i;//预调页填满空间ptr =0;//下一个要放的位置for(i=0; i<maxn && ptr<size; i++)if(!in[page[i]]){pin[ptr++]= page[i];in[page[i]]=true;fault_n++;}//继续执行剩下的指令ptr =0;//队列里最先进来的位置，即下一个要被替换的位置for(; i<maxn; i++)if(!in[page[i]]){in[pin[ptr]]=false;in[page[i]]=true;pin[ptr]= page[i];fault_n++;ptr =(ptr+1)% size;}printf("\nBy FIFO algorithm, the fault-page number is: %d\n", fault_n);printf(" the hit ratio is : %.2lf\n",(1-(fault_n+0.0)/320.0)); }void LRU_solve(){int ltu[maxp];//last_time_useint ti =1;//模拟时间int fault_n =0;memset(ltu,0,sizeof(ltu));memset(in,false,sizeof(in));memset(pin,-1,sizeof(pin));int min, ptr, i, j;for(i=0; i<maxn; i++){if(!in[page[i]]){//寻找lrumin=1000000; ptr=0;for(j=0; j<size; j++){if(ltu[j]< min){min = ltu[j];ptr = j;}}//替换或写入if(pin[ptr]!=-1)in[pin[ptr]]=false;in[page[i]]=true;pin[ptr]= page[i];fault_n++;ltu[ptr]= ti++;}else//已经在内存里则只需更改最近使用时间{for(j=0; j<size; j++)if(pin[j]== page[i]){ltu[j]= ti++;break;}}}printf("\nBy LRU algorithm, the fault-page number is: %d\n", fault_n);printf(" the hit ratio is : %.2lf\n",(1-(fault_n+0.0)/320.0)); }void OPT_solve(){int ntu[maxp];//next_time_useint fault_n =0;int i, j;memset(in,false,sizeof(in));memset(ntu,-1,sizeof(ntu));//预调页填满int ptr =0;for(i=0; i<maxn && fault_n<size; i++){if(!in[page[i]]){in[page[i]]=true;pin[ptr]= page[i];fault_n++;ptr++;}}//初始化ntu数组ptr =0;for(j=i; j<maxn && ptr<32; j++){if(ntu[page[j]]==-1){ntu[page[j]]= j;ptr++;}}int max;for(; i<maxn; i++){if(!in[page[i]]){max =0;ptr =0;for(j=0; j<size; j++){if(ntu[pin[j]]==-1){ptr = j;break;}if(ntu[pin[j]]> max){max = ntu[pin[j]]; ptr = j;}}in[pin[ptr]]=false;in[page[i]]=true;pin[ptr]= page[i];fault_n++;}ntu[page[i]]=-1;for(j=i+1; j<maxn; j++)if(page[j]== page[i]){ntu[page[i]]= j;break;}}printf("\nBy OPT algorithm, the fault-page number is: %d\n", fault_n);printf(" the hit ratio is : %.2lf\n",(1-(fault_n+0.0)/320.0)); }int main(){srand(time(NULL));welcome();int choice;while(1){input_hint();scanf("%d",&choice);printf("\n");if(choice ==0){printf("BYE-BYE!!!\n");break;}if(choice ==1){produce_inst();turn_page_address();printf("New page address sequence is set OK!!!\n");}else if(choice ==2){printf("Please input the size of memory page number: ");scanf("%d",&size);}else if(choice ==3)FIFO_solve();else if(choice ==4)LRU_solve();else if(choice ==5)OPT_solve();elseprintf("INPUT ERROR !!! \n");}return0;}6.运行结果及分析6.1.运行（以某两次运行结果为例，列表如下：）内存 4 5 10 15 20 25 32 FIFO 285 272 230 178 135 90 32 LRU 285 274 224 185 139 91 32 OPT 221 202 140 96 68 48 32 FIFO 272 262 206 167 128 82 32 LRU 271 265 204 163 130 86 32 OPT 201 183 127 92 66 47 32随着页数的增多，除了FIFO对某些序列会有Belady’s anomaly（详见6.2）外，大部分情况和LRU算法、OPT算法都是缺页率减小。