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操作系统实验报告——存储管理篇:请求式分页管理实现+源代码+心得体会+运行截图

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简介:
本实验报告详细探讨了请求式分页管理在操作系统中的应用。通过编写和分析相关源代码,结合运行结果的截图,分享了对内存管理和地址转换机制的理解与心得体验。 一、实验目的 存储管理的主要功能是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储技术。通过本次实验,要求学生编写并调试请求页式的内存分配与回收程序以及进程的地址转换过程模拟程序,以增强对地址转换的理解;并通过设计请求分页中的页面置换算法来了解虚拟存储的特点,并掌握相应的页面置换方法。 二、实验原理及基本路线图 使用C或C++语言实现请求式分页管理。需完成以下功能:定义页表的数据结构、采用位图法模拟分页内存空间的分配与回收过程,进行地址重定位以及选择FIFO(先进先出)、LRU(最近最少使用)或者NRU(近期未用)算法中的一种来实现页面置换。 提示:可以首先通过动态申请方式获得一块大容量的空间,并将其视为内存区域。然后对该虚拟内存空间执行页框划分、分配等操作,以模拟请求分页存储管理的运行机制。

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    本实验报告详细探讨了请求式分页管理在操作系统中的应用。通过编写和分析相关源代码,结合运行结果的截图,分享了对内存管理和地址转换机制的理解与心得体验。 一、实验目的 存储管理的主要功能是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储技术。通过本次实验,要求学生编写并调试请求页式的内存分配与回收程序以及进程的地址转换过程模拟程序,以增强对地址转换的理解;并通过设计请求分页中的页面置换算法来了解虚拟存储的特点,并掌握相应的页面置换方法。 二、实验原理及基本路线图 使用C或C++语言实现请求式分页管理。需完成以下功能:定义页表的数据结构、采用位图法模拟分页内存空间的分配与回收过程,进行地址重定位以及选择FIFO(先进先出)、LRU(最近最少使用)或者NRU(近期未用)算法中的一种来实现页面置换。 提示:可以首先通过动态申请方式获得一块大容量的空间,并将其视为内存区域。然后对该虚拟内存空间执行页框划分、分配等操作,以模拟请求分页存储管理的运行机制。
  • C++中
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    本文章介绍了在C++环境下实现操作系统的请求分页存储器管理技术的具体代码案例和方法。通过实例帮助读者理解如何运用请求分页机制优化程序性能,提升内存使用效率。 1. 基于进程控制的功能实现。 2. 能够模拟内存的分页式分配和回收过程,并提供查看内存分配位示图及进程页表的能力; 3. 根据当前内存状态进行地址转换操作; 4. 可以在虚拟存储器的基础上,模拟基于它的内存分配与回收流程,同时展示交换空间位示图以及扩展后的页表信息。 5. 在构建于虚拟存储机制之上完成地址变换任务时,在发生缺页情况时能够执行页面替换策略; 6. 页面置换过程中支持FIFO和LRU两种算法的实现,并通过多次地址转换中涉及到的所有页面视为进程访问序列,用于统计出具体的置换次数与缺页率。 7. 实现OPT(最优)页面替换算法。
  • 基本
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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。
  • (含FIFO、LRU等)
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    本实验旨在通过模拟请求分页存储管理系统,探究FIFO与LRU页面置换算法在不同条件下的性能差异,加深对虚拟内存管理的理解。 我编写了八个页面替换算法的实现代码,涵盖了MFC、clock、FIFO和LRU等多种方法,并且采用了模块化的编程思路。程序输出结果以表格形式展示,便于阅读与理解。
  • 的模拟4).doc
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    本文档为操作系统课程中的实验指导材料,专注于请求分页存储管理技术的实践操作与分析。通过本次实验,学生能够深入了解虚拟内存管理和页面置换算法等核心概念,并进行相关的模拟实验以增强理解。 操作系统实验4-请求分页存储管理模拟实验文档提供了关于如何进行请求分页存储管理的详细指导和操作步骤。该文档帮助学生理解虚拟内存管理和页面置换算法的实际应用,通过具体的实验来加深对理论知识的理解与掌握。
  • Linux下的模拟内(Java,附
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    本实验报告详细介绍了在Linux环境下使用Java语言进行请求分页模拟内存管理的设计与实现过程,并附有完整源代码供参考。 操作系统中的内存管理是确保计算机系统高效运行的关键部分。在本实验报告中,我们将重点讨论Linux操作系统中的请求分页内存管理,这是一个模拟实验,旨在帮助理解内存管理的基本概念和技术。 请求分页是一种现代操作系统广泛采用的内存管理策略,它允许进程在需要时请求物理页面的内存,而不是一次性加载所有页面。这有助于解决物理内存在容量上的限制,并提供了虚拟内存的概念,使得每个进程可以认为拥有比实际物理内存更大的地址空间。 实验内容主要包括以下几个方面: 1. **动态分区管理**:模拟内存分配和回收过程,观察空闲分区的变化情况。动态分区管理是指根据进程的需求灵活地分配内存,而不是预先划分固定大小的区域。这通常涉及到内存分配算法,如首次适应、最佳适应、最坏适应等。 2. **请求分页机制**:模拟虚拟地址到物理地址映射的过程以及页面的分配和回收工作。在这一过程中使用了页表与快表(也称为TLB - Translation Lookaside Buffer)来加速地址转换速度。其中,页表记录了虚拟页号与物理帧号之间的对应关系,而快表则是一个缓存机制,存储最近使用的页表项以减少访问主内存的次数。 3. **内存分配与回收**:通过实验观察到随着进程对内存进行分配和释放操作时,内存分配表以及空闲链表如何相应地更新。其中,内存分配表记录了已分给每个进程的具体地址范围,而空闲链表则跟踪未被使用的剩余空间。 4. **预备知识学习**:需要掌握与内存管理相关的基础知识,包括但不限于各种内存分配算法、页表和快表的工作原理以及虚拟地址空间的组织方式。此外还需要熟悉编程语言如Java或C等以便于实现模拟系统。 实验指导中的源代码展示了如何使用Java来构建这个模拟环境。“Main”类作为程序入口点创建了内存分区,进程及其对应的页面映射关系,并允许用户通过交互式界面选择不同的操作选项,例如查看页表、模拟进程访问内存事件等等。这些互动能触发实际的内存分配、释放和页面替换过程。 通过该实验可以深入理解请求分页机制的工作原理以及在其中使用的各种关键数据结构与算法。比如观察当一个不在物理内存中的页面被某个进程要求时,操作系统如何处理缺页异常情况,并选择合适的页面进行置换;同时更新相应的页表和快表信息。此外,还可以了解虚拟内存是如何为每个独立的进程提供离散且隔离地址空间以增强系统的可移植性和安全性。 这个实验报告提供了实践操作的机会,有助于加深对请求分页以及更广泛的内存管理机制的理解,这对于任何希望深入研究操作系统或从事相关开发工作的人来说都是非常有价值的。
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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实验过程,包括实验目的、操作步骤及结果分析,旨在加深对虚拟内存和页面置换算法的理解与应用。 三、实验内容(1)通过随机数生成一个包含320条指令的序列。这些指令地址根据以下原则分配: - 50%的指令为顺序执行; - 25%的指令在前段地址范围内均匀分布; - 另外25%的指令则分布在后端地址范围。 具体操作步骤如下: 1. 在[0,319]区间内随机选取一个起始点m。 2. 执行下一条顺序指令,即执行地址为m+1的指令。 3. 从[0, m+1]范围内随机选择并执行一条指令,设其地址为m’。 4. 继续按照顺序执行下一个地址上的指令,即m+1处的指令。 5. 在[m + 2到319]区间内随机选取一个位置,并在此位置上执行相应的指令。 6. 按照上述步骤重复操作直至总共完成了对320条指令的处理。
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    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=<