这份文档是关于操作系统的存储管理实验报告,详细记录了实验目的、原理、过程及结果分析,旨在加深对操作系统中内存管理机制的理解。
### 实验内容
在分页式虚拟存储管理的模拟实验中,主要任务包括硬件地址转换、缺页中断处理以及选择页面调度算法来应对缺页中断。
### 实验目的
为了提高主存利用率,在计算机系统中通常会使用辅助存储器(如磁盘)作为主内存扩展。通过这种方法,多道运行作业的逻辑地址空间总和可以超过实际物理内存的空间限制。这种技术实现的增强版主存储器称为虚拟存储器。本实验旨在帮助学生理解如何在分页式管理机制中实施虚拟存储。
### 实验题目
本次实验包含三个题目的练习,其中第一题为必做任务;第二、第三题可任选其一完成:
**第一题:模拟分页系统中的地址转换和缺页中断**
提示:
1. 在作业副本存于磁盘的情况下,当作业被调度时先将起始几页装入内存,并启动执行。为此,在建立作业的页面表时需要记录哪些页已处于主存中以及哪些未加载至主存。
2. 作业运行过程中,指令中的逻辑地址指明了操作数所在的页号和单元号(页内地址)。硬件通过查询该页对应的标志来决定是否进行物理内存访问。如果标志为1,则表示此页面已经位于主存;若为0则需处理缺页中断。
3. 在磁盘上的存放位置信息以及已装入的页面列表与作业指令序列一同提供,用于测试程序设计。
### 实验代码
```cpp
#include
#define length 128
using namespace std;
void main()
{
int xulie[12][2]={{0,70},{1,50},{2,15},{3,21},{0,56},{6,40},
{4,53},{5,23},{1,37},{2,78},{4,1},{6,84}};
int yebiao[7][4]={{0,1,5,11},{1,1,8,12},{2,1,9,13},
{3,1,1,21},{4,0,0,22},{5,0,0,23},{6,0}};
int address=0;
for(int i=0;i<12;i++)
for(int j=0;j<7;j++)
if(yebiao[j][0]==xulie[i][0]) {
cout<<指令序号=<
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本实验报告针对操作系统课程中内存管理部分进行总结与分析,涵盖了内存分配、回收及优化策略等内容,旨在加深学生对内存管理机制的理解。
一、实习目标
本次课程设计的任务是实现操作系统的内存管理功能,并将其分为三个子模块:
1. 物理内存管理:理解位示图;掌握物理内存的管理机制;
2. 分页机制:深入学习“分页机制”;了解页目录、页表及地址变换过程;
3. 地址映射与 do_fork():深入了解内存页表结构的构建方法;深刻理解地址变换的过程;掌握进程地址空间的概念。
二、项目实验环境
1. 操作系统:Linux Ubuntu 20.04 64位
2. 虚拟化软件:VMware Workstation 17 Pro
3. 开发工具: gcc (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1) 9.4.0、make等
4. 内核源码:OSKernel
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本实验报告详细记录了在操作系统课程中进行的存储管理相关实验过程及结果分析。通过理论与实践相结合的方式,深入探讨了内存分配、页面置换算法等关键技术,并对实验数据进行了全面总结和反思。文档旨在帮助学生更好地理解和掌握操作系统的存储管理机制。
操作系统实验报告——存储管理
本实验报告的主要目的是为了理解内存分配原理,特别是页式虚拟内存分配方法,并了解 Windows 2000XP 的内存管理机制,掌握页式虚拟存储技术。
一、实验目的
1. 理解内存分配原理,尤其是页式虚拟内存的分配方式。
2. 掌握Windows 2000XP中的内存管理系统及其工作流程。
3. 学习并运用Windows 2000XP中与内存管理相关的API函数。
二、实验环境
使用 Windows 2000 或 XP 系统,并用 VC6.0 开发工具进行程序编写和测试。
三、实验内容
1. 创建一个线程来模拟虚拟存储的各种操作,例如保留空间、提交等。
2. 设计另一个监控线程以实时跟踪系统的虚存活动并在控制台显示相关信息。
3. 在监控系统内存使用情况的同时记录整个存储的占用状态。
四、设计思路和流程框图
1. 程序结构
- 主函数通过 _beginthreadex 函数启动两个工作线程:一个用于模拟,另一个用作监视器。
- 模拟线程会随机执行多种虚存操作并更改内存分配情况。
- 监视器线程则根据活动类型和地址信息来追踪这些变化,并输出详细的日志。
五、源程序
该实验的代码由三个主要部分组成:主函数、模拟器线程以及监视器线程。主函数负责初始化两个工作线程,而其他两部分分别承担着执行虚拟内存操作及监控系统状态的任务。
六、知识点总结
1. 页式虚拟内存分配方法是将物理存储空间分割成大小一致的块(称为页面)以便于高效管理的一种技术。
2. Windows 2000XP 的内存管理系统包括了对虚拟地址和实际硬件资源的有效管理和协调机制。
3. 利用页式的分段策略可以实现更加灵活且高效的程序运行环境。
4. 多线程编程能够使应用程序同时处理多个任务,从而提高效率和响应速度。
5. 同步技术则确保各线程之间不会发生冲突或数据不一致性的问题。
七、结论
通过此次实验的设计与实施过程,我们验证了页式虚拟内存分配方法的有效性,并对 Windows 2000XP 的内核级存储管理有了更深入的理解。
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本实验报告详细探讨了操作系统中的存储管理机制,包括内存分配、页面置换算法和虚拟内存技术等核心概念,并通过实际操作加深了对这些理论的理解。
实验四 操作系统存储管理实验报告
本次实验主要目的是通过实际操作来加深对操作系统存储管理机制的理解与掌握。在实验过程中,我们学习了如何设置虚拟内存、页面置换算法的应用以及进程地址空间的分配等关键内容,并进行了相应的编程练习和调试工作。
通过对这些理论知识的实际应用,学生们能够更好地理解计算机系统中存储器层次结构及其重要性,在此基础上可以进一步探索更复杂的操作系统设计与优化问题。
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本实验报告详细探讨了在C/C++环境下进行操作系统存储管理的研究与实践,包括内存分配、页面置换算法模拟等关键技术,并分析了实验结果。
### 实验目的
1. 通过编写并调试存储管理的模拟程序来加深对存储管理方案的理解,并熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法。
2. 编写并调试地址转换过程的模拟程序,以加强对地址转换过程的认识。
### 实验要求
实验所需的程序由以下三个部分组成:
(1) **生成指令序列**:使用随机数产生一个包含320条逻辑地址的指令序列。具体规则如下:
- 50%的指令按顺序执行。
- 剩余各占25%,分别实现向前和向后的跳转。
具体的实施步骤为:
A. 在[0,319]范围内随机选取一个起点m;
B. 执行地址为m+1的下一条指令;
C. 从[0, m+1]中再次随机选择一个起始点m并执行该地址上的指令;
D. 继续顺序执行下一个地址(即m+1)处的指令。
E. 在[m+2,319]范围内再选取一个新的跳转目标继续执行。
重复上述步骤A至E,直到生成完整的320条指令序列为止。
(2) **逻辑地址到页地址转换**:假设页面大小为1K字节;用户内存容量从4页扩展到32页不等;虚存总容量设定为32K。按照每一页存放10条指令的规则,将所有指令分配至相应的虚拟存储位置中。
(3) **计算缺页率**:采用FIFO(先进先出)和LFU(最近最少使用)两种页面淘汰算法分别测试当用户进程被分配4个、5个直至最多32个内存块时对应的缺页频率。
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本实验报告详述了基于基本分页存储管理操作系统的实现细节与优化策略,并附有完整源代码供参考和学习。
这是一份操作系统实验报告,内容涉及操作系统的实现,包括内存初始化、内存分配与回收等功能的源代码。希望这份文档对大家有所帮助,并且确认其为原创作品。
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本实验旨在通过模拟和分析不同类型的内存管理技术,加深学生对操作系统中内存分配与回收机制的理解。参与者将实践多种策略,包括分页、段页结合及虚拟内存等概念,提升实际编程能力并解决相关问题。
实验5 内存管理(2学时)
一、实验目的:通过本次实验加深对内存管理方法的理解与掌握。
二、实验内容:编写程序以可变分区方式实现内存空间的管理和分配,包括存储空间的分配与回收操作。
三、实验要求:
1. 使用可变分区的方法来完成存储区域的管理(包含但不限于分配和释放工作)。
2. 设计一种数据结构用于记录主存使用情况,可以是已使用的分区表或空闲分区链/列表形式。
3. 在选定的数据结构基础上开发一个循环首次适应算法用以进行内存分配操作。
4. 同样地,在设计好的数据结构上实现回收内存的机制。特别注意的是,当释放的区域有上下相邻的未使用空间时,应将这些空闲分区合并成一个新的连续区块,并在空闲分区表中更新相应的记录。
5. (附加)如果需要的话,可以增加程序浮动功能以对内存进行紧凑处理。