操作系统实验报告-内存管理

操作系统课程设计报告

附代码:

#include #include #include #include #include #include

#include #include

#include

using namespace std;

//定义信号-allo-跟踪线程-trac-记录线程

mutex allo,trac;

//设置样例数量

int number=0;

//操作执行结果

int ansNum=0;

//定义指针

LPVOID BASE_PTR;

//tractor是否结束

int finish=1;

//定义操作结构体,包含操作所需的参数

struct operate{

//等待时间

int delay;

//空间大小

int size;

//操作

string op;

//权限

DWORD right;

};

//定义数组储存测试的具体操作/大小任意开的operate operateTest[20];

void allocatorFunction();

void trackerFunction();

//定义随机产生文件操作信息的函数

void makefile();

int main(){

//调用函数随机产生文件操作信息

makefile();

//读入文件内容

fstream f;

f.open("operateText.txt",ios::in);

//设置变量

int delay=0,size=0;

string op=" ";

DWORD right=0;

//从文件读取操作存入

while(f>>delay>>size>>op>>right){

operateTest[number]={delay,size,op,right};

number++;

}

f.close();

//锁住trac,确保allocator先开始工作

trac.lock();

//创建两个线程-allocator-模拟内存分配-tracker-记录内存状况

thread allocator(allocatorFunction);

thread tracker(trackerFunction);

allocator.join();

tracker.join();

return 0;

}

//实现随机产生文件相关操作的信息

void makefile(){

fstream f;

//打开文件

f.open("operateText.txt",ios::out);

//若原来有信息,先清除

f.clear();

//定义操作结构变量

operate tmp;

//操作次数

int number=5;

//定义变量

int delay=0,size=0,m=0;

string op=" ";

//权限

DWORD right=0;

//设置随机数种子

srand(time(0));

//随机产生文件操作信息,写入operate文件

for(int i=0;i

//产生随机数

delay=(rand()%5)+1;

size=(rand()%3)+1;

m=rand()%6;

//选择reserve\commit\release\decommit\lock\unlock操作

switch(m){

case 0:

op="reserve";

break;

case 1:

op="commit";

break;

case 2:

op="release";

break;

case 3:

op="decommit";

break;

case 4:

op="lock";

break;

case 5:

op="unlock";

break;

default:

break;

}

m=rand()%5;

switch(m){

//设置权限

case 0:

right=PAGE_READONLY;

break;

case 1:

right=PAGE_READWRITE;

break;

case 2:

right=PAGE_EXECUTE;

break;

case 3:

right=PAGE_EXECUTE_READ;

break;

case 4:

right=PAGE_EXECUTE_READWRITE;

break;

default:

break;

}

//操作写入文件

tmp={delay,size,op,right};

f<

}

f.close();

}

void allocatorFunction(){

cout<<"allocator线程开始\n";

for(int i=0;i

Sleep(1000*operateTest[i].delay);

//信号量锁住

allo.lock();

//解锁

if(operateTest[i].op=="unlock"){

if(VirtualUnlock(BASE_PTR,1024*operateTest[i].size))

ansNum=6;

}

//保留

else if(operateTest[i].op=="reserve"){

if (BASE_PTR=VirtualAlloc(NULL, 1024*32, MEM_RESERVE, operateTest[i].right))

{

ansNum=1;

}

}

//提交

else if(operateTest[i].op=="commit"){

if (BASE_PTR=VirtualAlloc(NULL, 1024*operateTest[i].size, MEM_RESERVE|MEM_COMMIT, operateTest[i].right))

{

ansNum=2;

}

}

//释放

else if(operateTest[i].op=="release"){

if (VirtualFree(BASE_PTR, 0, MEM_RELEASE))

{

ansNum=3;

}

}

//注销

else if(operateTest[i].op=="decommit"){

if (VirtualFree(BASE_PTR, 1024*operateTest[i].size, MEM_DECOMMIT))

{

ansNum=4;

}

}

//上锁

else if(operateTest[i].op=="lock"){

if (VirtualLock(BASE_PTR, 1024*operateTest[i].size))

{

ansNum=5;

}

}

trac.unlock();

}

Sleep(1000);

cout<<"allocator线程结束\n";

}

void trackerFunction(){

char para[3000];

char tempstr[100];

MEMORYSTATUS Vmeminfo;

MEMORY_BASIC_INFORMATION inspectorinfo1;

int QuOut=0;

int structsize = sizeof(MEMORY_BASIC_INFORMATION);

fstream fi;

fi.open("record.txt",ios::out);

fi.clear();

cout<<"tracker线程开始\n";

int i=0;

while(i

{

trac.lock();

if(ansNum!=0)

{

switch(ansNum)

{

case 1:

memset(&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR, &inspectorinfo1, structsize);

strcpy(para, "目前执行动作:虚存的保留reserve\n");

break;

case 2:

memset(&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR, &inspectorinfo1, structsize);

strcpy(para, "目前执行动作:虚存的提交commit\n");

break;

case 3:

memset(&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR, &inspectorinfo1, structsize);

strcpy(para, "目前执行动作:虚存的释放release\n");

break;

case 4:

memset(&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR, &inspectorinfo1, structsize);

strcpy(para, "目前执行动作:虚存的注销decommit\n");

break;

case 5:

memset(&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR, &inspectorinfo1, structsize);

strcpy(para, "目前执行动作:虚存的锁定lock\n");

break;

case 6:

memset(&inspectorinfo1, 0, structsize);

VirtualQuery((LPVOID)BASE_PTR, &inspectorinfo1, structsize);

strcpy(para, "目前执行动作:虚存的解锁unlock\n");

break;

default:

break;

}

sprintf(tempstr, "开始地址:0X%x\n", inspectorinfo1.BaseAddress);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "区块大小:0X%x\n", inspectorinfo1.RegionSize);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "目前状态:0X%x\n", inspectorinfo1.State);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "分配时访问保护:0X%x\n", inspectorinfo1.AllocationProtect);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "当前访问保护:0X%x\n", inspectorinfo1.Protect);

strcat(para, tempstr);

strcat(para, "(状态:10000代表未分配;1000代表提交;2000代表保留;)\n");

strcat(para, "(保护方式:0代表其它;1代表禁止访问;2代表只读;4代表读写;\n10代表可执行;20代表可读和执行;40代表可读写和执行);\n");

GlobalMemoryStatus(&Vmeminfo);

strcat(para, "存储统计:\n");

sprintf(tempstr, "物理内存总数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwTotalPhys);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "可用物理内存:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwAvailPhys);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "页面文件总数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwTotalPageFile);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "可用页面文件数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwAvailPageFile);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "虚存空间总数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwTotalVirtual);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "可用虚存空间数:%d(BYTES)\n", Vmeminfo.dwAvailVirtual);

strcat(para, tempstr);

sprintf(tempstr, "物理存储使用负荷:%%%d\n\n\n\n", Vmeminfo.dwMemoryLoad);

strcat(para, tempstr);

fi<

ansNum=0;

}

allo.unlock();

i++;

}

fi.close();

Sleep(1000);

cout<<"tracker线程结束\n";

}

运行结果截屏:

A.程序运行提示:

B.operateText文件:

C.record文件:

存储管理实验报告

存储管理实验报告 存储管理实验报告 引言: 存储管理是计算机系统中非常重要的一部分,它负责管理计算机系统中的存储资源,包括内存和外存。合理的存储管理能够提高计算机系统的性能和效率,保证系统的稳定运行。本次实验旨在通过实践操作,深入了解存储管理的原理和方法,并通过实验结果分析,探讨存储管理的优化策略。 一、实验目的 本次实验的主要目的是通过实践操作,深入了解存储管理的原理和方法,并通过实验结果分析,探讨存储管理的优化策略。具体目标如下: 1. 了解存储管理的基本概念和原理; 2. 掌握存储管理的常用方法和技术; 3. 分析实验结果,探讨存储管理的优化策略。 二、实验环境 本次实验使用了一台配置较高的计算机,具备较大的内存和高速的硬盘。实验环境如下: 1. 操作系统:Windows 10; 2. 内存:16GB; 3. 硬盘:1TB。 三、实验过程 1. 内存管理实验 在内存管理实验中,我们使用了一段较大的程序代码进行测试。首先,我们通

过编程语言将程序代码写入内存中,然后通过内存管理技术将程序代码加载到 内存的合适位置。在加载过程中,我们使用了分页和分段两种常用的内存管理 技术,并比较了它们的性能差异。实验结果显示,分页技术相对来说更加高效,能够更好地利用内存资源,提高系统的运行速度。 2. 外存管理实验 在外存管理实验中,我们模拟了大文件的读写操作。首先,我们将一个较大的 文件写入硬盘中,然后通过外存管理技术将文件加载到内存中进行读取。在加 载过程中,我们使用了磁盘调度算法和文件系统管理技术,并比较了它们的性 能差异。实验结果显示,磁盘调度算法的选择对系统的读写速度有较大的影响,而文件系统的合理管理能够提高文件的存取效率。 四、实验结果分析 通过对实验结果的分析,我们可以得出以下结论: 1. 内存管理中,分页技术相对于分段技术更加高效,能够更好地利用内存资源,提高系统的运行速度; 2. 外存管理中,磁盘调度算法的选择对系统的读写速度有较大的影响,合理选 择磁盘调度算法能够提高系统的性能; 3. 文件系统的合理管理能够提高文件的存取效率,减少文件的碎片化,提高系 统的整体性能。 五、存储管理的优化策略 基于实验结果的分析,我们提出了以下存储管理的优化策略: 1. 在内存管理中,推荐使用分页技术,因为它能够更好地利用内存资源,提高 系统的运行速度;

操作系统 实验二 windows内存管理实验

实验二windows内存管理实验 一.问题描述 内存管理是操作系统的主要任务之一,地址转换是其中的重要内容,本实验主要研究windows的地址转译过程。 通过这次实验了解windows内存管理策略及基本的数据结构,理解windows的地址过程。通过任意给出一个虚拟地址,可以从windbg 观察相关数据并找到其物理地址。 二.Windows地址转译过程原理 1.Windows内存管理器: Windows的内存管理器主要由Windows执行体中的虚存管理程序负责,并由环境子系统负责与具体API相关的一些用户态特征的实现。 有两个任务:地主转换;变换。 2.Windows内存管理策略: Windows采用页式虚拟存储管理技术管理内存,页面是硬件级别上的最小保护单位。 根据硬件体系结构的不同,页面尺寸被分为两种 大页面:4KB 小页面:4MB 通常的PC机,一般都为小页面。 3、Windows虚拟地址空间布局 Windows系统的虚拟地址空间布局,默认情况下,32位的windows 系统中每个用户进程可以占有2GB的私有地址空间,操作系统占有

另外的2GB。如下: 4、X86虚拟地址转译 X86虚拟地址转译是指进程的虚拟地址空间映射到实际物理页面的过程,Windows系统中地址转译过程如下:

关键的数据结构如下: 页目录:每个进程都有一个页目录,进程页目录的地址被保存在内核地址块(KPROCESS)中。在windows中,它被映射到虚拟地址0xC0300000。由cr3可以知道该进程页目录的位置。 页目录由页表项构成。 页表:进程的页目录指向页表。每个页表只占一个页面,含有1024个PTE,一个PTE为4字节,包含两个主域:PFN,即为数据所在的物理页面的页面帧编号。 虚拟地址结构:x86系统上,一个32位虚拟地址结构被解释 成三个独立的部分:页目录索引,页表索引和字节索引,如下:

操作系统内存管理实验报告

操作系统内存管理实验报告 操作系统内存管理实验报告 引言: 操作系统是计算机系统中的核心软件,负责管理计算机系统的各种资源,其中内存管理是操作系统的重要功能之一。内存管理的目标是有效地管理计算机的内存资源,提高计算机系统的性能和可靠性。本实验旨在通过设计和实现一个简单的内存管理系统,加深对操作系统内存管理原理的理解,并通过实践来加深对操作系统的认识。 一、实验背景 计算机内存是计算机系统中的重要组成部分,它用于存储程序和数据。在操作系统中,内存被划分为多个不同的区域,每个区域有不同的用途和访问权限。内存管理的主要任务是为进程分配内存空间,并进行合理的管理和调度,以提高系统的性能和资源利用率。 二、实验目的 本实验旨在通过设计和实现一个简单的内存管理系统,加深对操作系统内存管理原理的理解,并通过实践来加深对操作系统的认识。具体目标包括: 1. 设计和实现一个简单的内存分配算法,实现内存的动态分配和回收; 2. 实现内存的地址映射机制,实现虚拟地址到物理地址的转换; 3. 实现内存保护机制,确保进程之间的内存隔离和安全性; 4. 实现内存的页面置换算法,提高内存的利用率和性能。 三、实验设计与实现 1. 内存分配算法

为了实现内存的动态分配和回收,我们设计了一个简单的内存分配算法。该算 法根据进程的内存需求和剩余内存空间的大小,选择合适的内存块进行分配。 当进程结束或释放内存时,将已使用的内存块标记为空闲状态,以便下次分配。 2. 地址映射机制 为了实现虚拟地址到物理地址的转换,我们设计了一个地址映射机制。该机制 使用页表来记录虚拟地址与物理地址的映射关系。当进程访问内存时,操作系 统根据页表将虚拟地址转换为物理地址,并进行内存访问。 3. 内存保护机制 为了确保进程之间的内存隔离和安全性,我们实现了一个简单的内存保护机制。该机制通过设置每个进程的访问权限,限制进程对内存的读写操作。只有获得 相应权限的进程才能访问内存,确保进程之间的数据安全和隔离。 4. 页面置换算法 为了提高内存的利用率和性能,我们实现了一个简单的页面置换算法。该算法 根据页面的访问频率和最近使用时间,选择最不常用的页面进行置换。通过合 理的页面置换策略,可以减少内存碎片和提高内存的利用率。 四、实验结果与分析 通过实验,我们成功实现了一个简单的内存管理系统,并进行了测试和评估。 实验结果显示,我们设计的内存分配算法能够有效地分配和回收内存空间,提 高了内存的利用率。地址映射机制和内存保护机制能够确保进程之间的内存隔 离和安全性。页面置换算法能够提高内存的利用率和性能。 五、实验总结 通过本次实验,我们深入理解了操作系统内存管理的原理和机制,并通过实践

操作系统存储管理实验报告

程使用内存的信息: (2) 利用cat /proc/meminfo命令可以查看RAM使用情况,而且这是最简单的方法: $ cat /proc/meminfo 参数/proc/meminfo是个动态更新的虚拟文件,实际上它的内容是许多其他内存相关工具(如: free、 ps、 top) 等显示信息的组合。/proc/meminfo列出了所有你想了解的内存的使用情况。进程的内存使用信息也可以通过cat 命令显示/proc//statm和/proc//status文件的信息来查看。 根据_上述命令的输出,用户可以发现一些使用内存较大的进程。为了缓解系统内存的紧张情况,可以使用kill命令终止一些进程,使系统释放一部分内存空间。 (二)、监视对换区使用情况 在Linux系统上运行的程序只看到大量的可用内存,而不关心哪部分在磁盘上,哪部分是物理内存。当然,硬盘的读写速度比物理内存要慢得多,大约慢千倍,所以如果程序运行中多次在物理内存和硬盘之间交换内存块,则导致程序运行较慢。. vmstat命令是一个通用监控程序,是Virtual Meomory Statistics (虛拟内存统计)的缩写。vmstat命令显示实时数据与平均值的统计,包括CPU、内存、I/O等内容。例如内存情况,不仅显示物理内存,也统计虚拟内存。 --般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的,第一个参数是采样的时间间隔数,单位是秒,第二个参数是采样的次数。下面是一个使用vmstat命令监视虚拟内存使用的例子。

vmstat命令报告主要的活动类型有进程(procs)、内存、交换分区、块设备I/O量、系统中断,以及CPU使用情况(包括分配给用户的时间、系统占用时间和空闲时间分别占用的比例)。 用户在编程时,如果需要为产生的数据申请内存空间,可以在程序中使用系统提供的相应函数,如: malloc (分配没有被初始化的内存块)、calloc (分配内存块并且初始化)、realloc(调整先前分配的内存块的大小)、free(释放先前由malloc等分配的内存)。 三、实验结果截图

操作系统实验报告-内存管理

操作系统课程设计报告

附代码: #include #include #include #include #include #include #include #include

#include using namespace std; //定义信号-allo-跟踪线程-trac-记录线程 mutex allo,trac; //设置样例数量 int number=0; //操作执行结果 int ansNum=0; //定义指针 LPVOID BASE_PTR; //tractor是否结束 int finish=1; //定义操作结构体,包含操作所需的参数 struct operate{ //等待时间 int delay; //空间大小 int size; //操作 string op; //权限 DWORD right; }; //定义数组储存测试的具体操作/大小任意开的operate operateTest[20]; void allocatorFunction(); void trackerFunction(); //定义随机产生文件操作信息的函数 void makefile(); int main(){ //调用函数随机产生文件操作信息 makefile(); //读入文件内容 fstream f; f.open("operateText.txt",ios::in); //设置变量 int delay=0,size=0; string op=" "; DWORD right=0; //从文件读取操作存入 while(f>>delay>>size>>op>>right){ operateTest[number]={delay,size,op,right}; number++; }

内存管理实验报告

操作系统课程设计报告 题目:动态分区内存管理 班级:计算机1303班 学号:2120131138 姓名:徐叶 指导教师:代仕芳 日期:2015.11.5

一、实验目的及要求 本实验要求用高级语言编写模拟内存的动态分区分配和回收算法(不考虑紧凑),以 便加深理解并实现首次适应算法(FF)、循环首次适应算法(NF)、最佳适应算法(BF), 最坏适应算法(WF)的具体实现。 二、实验内容 本实验主要针对操作系统中内存管理相关理论进行实验,要求实验者编写一个程序,该程序管理一块虚拟内存,实现内存分配和回收功能。 1)设计内存分配的数据结构(空闲分区表/空闲分区链),模拟管理64M 的内存块; 2)设计内存分配函数; 3)设计内存回收函数; 4)实现动态分配和回收操作; 5)可动态显示每个内存块信息 动态分区分配是要根据进程的实际需求,动态地分配内存空间,涉及到分区分配所用的数据结构、分区分配算法和分区的分配回收。 程序主要分为四个模块: (1)首次适应算法(FF) 在首次适应算法中,是从已建立好的数组中顺序查找,直至找到第一个大小能满足要求的空

闲分区为止,然后再按照作业大小,从该分区中划出一块内存空间分配给请求者,余下的空间令开辟一块新的地址,大小为原来的大小减去作业大小,若查找结束都不能找到一个满足要求的分区,则此次内存分配失败。 (2)循环首次适应算法(NF) 该算法是由首次适应算法演变而成,在为进程分配内存空间时,不再是每次都从第一个空间开始查找,而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找,直至找到第一个能满足要求的空闲分区,从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业,为实现本算法,设置一个全局变量f,来控制循环查找,当f%N==0时,f=0;若查找结束都不能找到一个满足要求的分区,则此次内存分配失败。 (3)最佳适应算法(BF) 最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时,扫描整个数组,总是把能满足条件的,又是最小的空闲分区分配给作业。 (4)最坏适应算法(WF) 最坏适应分配算法是每次为作业分配内存时,扫描整个数组,总是把能满足条件的,又是最大的空闲分区分配给作业。 系统从空闲分区链表中找到所需大小的分区,如果空闲分区大小大于分区大小,则从分区中根据请求的大小划分出一块内存分配出去,余下的部分则留在空闲链表中。然后,将分配区的首址返回给调用者。 当进程运行完回收内存时,系统根据回收区的首址,从空闲区中找到相应的插入点,此时可能出现四种情况:

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。 结论: 通过本次实验,我们深入了解了操作系统的存储管理机制,并通过实验结果分 析了不同策略的性能和效果。我们发现,在实际应用中,不同的存储管理策略 都有其优缺点,需要根据具体情况选择合适的策略。同时,虚拟内存作为一种 重要的存储管理技术,能够有效扩展内存空间,提高系统的性能和效率。 在今后的学习和工作中,我们将进一步深入研究操作系统的存储管理机制,不 断优化和改进存储管理策略,以提高计算机系统的性能和效率。

操作系统实验2-内存管理

仲恺农业工程学院实验报告纸 信息科学与技术(院、系)计算机科学与技术专业142班__组操作系统实验课学号:201420224430 姓名:黄丽君实验日期教师评定 实验二、内存管理 一、实验目的: 通过实验使学生了解可变式分区管理使用的主要数据结构,分配、回收的主要技术,了解最优分配、最坏分配、最先分配等分配算法。基本能达到下列具体的目标: 1、掌握初步进程在内存中的映像所需要的内存需求。 2、内存的最先分配算法首先实现,再逐步完成最优和最坏的分配算法。 二、实验内容 1、在进程管理的基础上实现内存分配。 2、学生了解实验目的,画出流程框图。 3、复习单向链操作编程,编写全部程序。能够实现多种分配算法。 4、创建和撤消进程时,完成内存的分配和回收操作,必须可以显示空闲内 存块队列状态。注意回收内存时,空闲块的合并操作。 5、学生要在上一次实验的基础上对队列的删除、插入进一步熟练。 三、实验步骤 1、复习可变式分区管理部分的内容。 2、按照要求编出内存分配、回收与合并过程的程序。 3、上机调试程序。 4、完成实验报告。 四、实验代码

1.流程框图 创建进程 已分 配内存>总内 存?查看内存分配情况 继续增加或撤销进程 合并释放的内存空间结束开始 是否 2.主程序代码 由于程序总代码更多,所以只选择主程序代码放在实验报告中 主程序: public class a { Public static void main(String[] args) throws IOException { memory mymemory = new memory(100); System.out.println("演示"); while (true ) {

操作系统课程 实验报告(完整版)

中南大学《操作系统》实验报告 姓名:孙福星 专业班级:软件 1006班 学号: 完成日期:

进程调度与内存管理 一、实验目的 在采用多道程序设计的系统中,往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就续进程个数大于处理器数时,就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。实验模拟实现处理机调度,以加深了解处理机调度的工作,并体会优先级和时间片轮转调度算法的具体实施方法。帮助了解在不同的存储管理方式下,应怎样实现主存空间的分配和回收。 二、实验要求 1、可随机输入若干进程,并按优先权排序; 2、从就绪队首选进程运行:优先权-1/要求运行时间-1 要求运行时间=0时,撤销该进程 3、重新排序,进行下轮调度。 4、可随时增加进程; 5、规定道数,设置后备队列和挂起状态。若内存中进程少于规定道数,可自动从后备 队列调度一作业进入。被挂起进程入挂起队列,设置解挂功能用于将指定挂起进程解挂入就绪队列。 6、每次调度后,显示各进程状态。 7、自行假设主存空间大小,预设操作系统所占大小并构造未分分区表; 表目内容:起址、长度、状态(未分/空表目) 8、结合以上实验,PCB增加为: {PID,要求运行时间,优先权,状态,所需主存大小,主存起始位置, PCB指针} 9、采用最先适应算法分配主存空间; 10、进程完成后,回收主存,并与相邻空闲分区合并。 11、采用图形界面;

三、实验内容 选择一个调度算法,实现处理机调度。 1、设计一个按优先权调度算法实现处理机调度的程序; 2、设计按时间片轮转实现处理机调度的程序。 3、主存储器空间的分配和回收。在可变分区管理方式下,采用最先适应算法实现主存空间的分配和回收。 四、实验原理 该模拟系统采用java语言实现,要实现的功能有新建进程、进程调度、挂起进程、解挂进程、删除进程,道数和时间片大小可以由用户自己调整,有两种调度策略:按优先权调度和按时间片轮转调度。每个进程可能有5种状态:新建(new)、就绪(ready)、运行(running)、阻塞(waiting)、挂起(suspend)。每个状态都有一个队列用来存放处于该状态的进程,不同的调度策略采用不同的队列实现。当创建进程时,如果内存中的进程数还没达到规定道数,则将新建进程插入就绪队列,如果内存中进程数已经达到规定道数,则插到后备队列,后备队列中的进程的状态为new。CPU每次调度时都从就绪队列中取进程,在进程执行过程中如果下一个操作时IO操作,则将进程插入到waiting队列。在系统运行过程中可以执行进程挂起操作,但执行的挂起操作时系统自动暂停运行,在弹出窗口选择要挂起的进程后,将选中的进程从原来的队列中删除并插入到挂起队列。进行解挂操作时将选中的进程从挂起队列中删除并插入该进程原来所处的队列。 按优先级调度: 当选择按优先权调度时,所有队列都采用优先队列,优先队列采用一个有序链表实现,进程的优先权值越大代表优先级越高,优先队列中的进程按优先权从大到小排列,当新进程插入时根据该进程的优先权插入到队列中的合适位置,插入后保持队列按优先权从大到小排列,如果新进程与队列中某个进程优先权值相等,则该新进程插到那个进程后面,以遵循先来先服务的规则。当要从队列中取出进程时总是取队列中第一个进程,因为该进程的优先级最高。 按时间片轮转调度: 当选择按时间片轮转调度时,所有队列都采用先进先出队列,先进先出队列采用一个普通单向链表实现,当新进程插入时插入到队列的末尾,当要取进程时取队首进程,这样就实现了先进先出。

操作系统存储管理实验报告总结

操作系统存储管理实验报告总结 篇一:东华大学操作系统存储管理实验报告 东华大学计算机学院 操作系统实验报告 实验名称:存储管理问题姓名:姜元杰 学号:111310228 班级:计算机1102 指导老师:李继云 报告日期: XX/11/2 一、实验概述 1. 实验目标 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,掌握请求页式管理的页面置换算法。 2. 实验要求 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: ? 50%的指令是顺序执行的; ? 25%的指令是均匀分布在前地址部分。 ? 25%的指令是均匀分布在后地址部分。 2) 将指令序列变换成页地址流 ? 页面大小 = 10条指令 ? 4页? 用户虚存容量 = 32页; ? 在用户虚存中,按每K存放10条指令排列虚存地址 3) 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 ? 先进先出的算法(FIFO); ? 最近最少使用算法(LRU); ? 最佳淘汰算法(OPT); ? 命中率=1-页面失效次数/页地址流长度; 输出以表结构输出,行头是页码,列头是对应替换算法。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。

二、实验内容 1. 设计思路 总体思路: 设计存储管理类(class StorageManagemen),封装FIFO,LRU,OPT算法实现函数与各自所需公共或个体数据机构和公共代码部分,实现“TOP-DOWN”的程序 设计思想,增强代码结构性和可读性。 1) 先进先出的算法(FIFO):FIFO是最简单的页置换算法,FIFO的页置 换的算法为每个页记录着该页调入内存的时间。当必须置换一页时,将选择最旧的页。注意并不需要记录调入一页的确切时间,可以创建一个FIFO队列来管理内存中的所有页。队列中的首页将被置换。当需要调入页时,将它加入到队列的尾部。FIFO的页置换算法很好理解和实现,但是,其性能并不是很好。所替代的页可能是很久以前使用的、现已不再使用的初始化模块,另一方面,所替代的页可能包含一个以前初始化的并且不断使用的常用变量。 2) 最近最少使用算法(LRU):选择最近最长时间未访问过的页面予以淘

《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 实验目的: 本实验旨在通过实践操作系统的存储管理功能,探究存储管理 的原理和实践应用。 实验内容: 1、简要介绍存储管理的概念和作用; 2、分析存储管理的基本原理,包括分区管理、页式管理、段式 管理等; 3、设计并实现一个简单的存储管理系统,包括分区分配与回收、页面置换算法等; 4、利用该存储管理系统进行实际应用测试; 5、总结实验结果,并讨论存储管理的优化策略。 1、存储管理概述 1.1 概念解析 存储管理是操作系统的重要功能之一,负责管理计算机系统中 的内存资源。

1.2 存储管理的作用 存储管理的目标是提供稳定高效的内存资源管理,提高系统运行效率和可靠性。 2、存储管理原理 2.1 分区管理 2.1.1 连续分区分配 2.1.2 离散分区分配 2.1.3 动态分区分配 2.2 页式管理 2.2.1 页面大小选择 2.2.2 页表管理 2.2.3 页面置换算法 2.3 段式管理 2.3.1 段的概念与特点 2.3.2 段表管理 2.3.3 段的共享与保护 3、存储管理系统设计与实现

3.1 系统需求分析 3.2 存储管理系统设计 3.2.1 存储结构设计 3.2.2 分区管理和分配算法设计 3.2.3 页表管理和页面置换算法设计3.3 存储管理系统实现 3.3.1 编码环境搭建 3.3.2 存储结构实现 3.3.3 算法实现 3.4 存储管理系统的测试与优化 3.4.1 功能测试 3.4.2 性能优化 4、实际应用测试 4.1 测试环境介绍 4.2 测试目标和方法 4.3 测试结果与分析 5、实验总结与讨论

《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。

操作系统-内存分配与回收实验报告

操作系统-内存分配与回收实验报告 本次实验是关于内存管理的实验,主要涉及内存分配和回收的操作。本文将对实验过 程和结果进行详细介绍。 1. 实验目的 本次实验的主要目的是熟悉内存管理的基本原理和机制,掌握内存分配和回收的方法,并且实现一个简单的内存管理器。 2. 实验原理 内存管理是操作系统的重要组成部分,主要负责管理计算机的内存资源,并且协调进 程对内存的访问。在计算机工作过程中,内存扮演着重要的角色,因此内存管理的效率和 稳定性对计算机的性能和稳定性有着重要影响。 内存管理包括内存分配和回收两个方面。内存分配是指为进程分配空闲的内存空间, 以便程序可以执行;内存回收是指将已经使用完成的内存空间还回给系统,以便其他进程 使用。 3. 实验步骤 为了实现一个简单的内存管理器,我们需要进行以下步骤: (1)定义内存块结构体 首先,我们需要定义一个内存块结构体,用于描述内存块的基本信息。内存块结构体 可以包含以下信息: · 内存块的起始地址 · 内存块是否被分配 下面是一个内存块结构体定义的示例代码: typedef struct mem_block{ void *start_address; // 内存块的起始地址 size_t size; // 内存块的大小 bool is_allocated; // 内存块是否已经分配 }MemBlock;

(3)实现内存分配函数 现在,我们可以开始实现内存分配函数了。内存分配函数需要完成以下工作: · 在内存管理器中寻找一个合适的内存块 void *mem_alloc(MemManager *manager, size_t size){ MemBlock *p = manager->block_list; while(p){ if(p->size >= size && !p->is_allocated){ p->is_allocated = true; return p->start_address; } p = p->next; } return NULL; } · 找到该内存块所在的位置 · 将该内存块标记为未分配状态 4. 实验结果 本次实验实现了一个简单的内存管理器,通过该内存管理器可以实现内存分配和回收的操作。我们可以通过简单的测试程序验证该内存管理器的正确性和稳定性,测试结果显示该内存管理器可以正常工作,能够实现内存分配和回收的功能。 通过本次实验,我学习了操作系统的内存管理原理和机制,掌握了内存分配和回收的方法,并且成功实现了一个简单的内存管理器。内存管理是操作系统的重要组成部分,对系统的性能和稳定性有着重要影响,因此深入理解内存管理的原理和机制,掌握内存管理的方法和技术,对于成为一名优秀的计算机科学家和程序员具有重要意义。

内存管理实验报告

内存管理实验报告 内存管理实验报告 引言 内存管理是计算机系统中非常重要的一部分,它负责管理计算机系统的内存资源,为程序的运行提供必要的支持。本次实验旨在探究不同的内存管理策略对计算机系统性能的影响,以及如何优化内存管理以提高系统效率。 一、实验背景 计算机系统中的内存是用于存储程序和数据的关键资源。在多道程序设计环境下,多个程序需要共享有限的内存资源,因此需要一种有效的内存管理策略来分配和回收内存空间。本次实验中,我们将研究并比较两种常见的内存管理策略:固定分区和动态分区。 二、实验过程 1. 固定分区 固定分区是将内存划分为固定大小的若干区域,每个区域可以容纳一个程序。在实验中,我们将内存划分为三个固定大小的区域,并将三个不同大小的程序加载到内存中进行测试。通过观察程序的运行情况和内存利用率,我们可以评估固定分区策略的优缺点。 2. 动态分区 动态分区是根据程序的大小动态地分配内存空间。在实验中,我们将使用首次适应算法来实现动态分区。首次适应算法将按照程序的大小从低地址开始查找可以容纳该程序的空闲分区,并分配给程序使用。通过观察动态分区策略下的内存利用率和碎片情况,我们可以评估该策略的优劣。

三、实验结果 1. 固定分区 在固定分区策略下,我们观察到每个程序都能够顺利运行,但是内存利用率较低。由于每个程序都需要占用一个固定大小的分区,当程序大小与分区大小不 匹配时,会出现内存浪费的情况。此外,固定分区策略也存在无法分配较大程 序的问题。 2. 动态分区 在动态分区策略下,我们观察到内存利用率较高,碎片情况也较少。由于动态 分区可以根据程序的大小动态分配内存空间,因此可以更加高效地利用内存资源。然而,动态分区策略也存在着内存分配和回收的开销较大的问题。 四、实验总结 通过本次实验,我们对固定分区和动态分区两种内存管理策略进行了比较和评估。固定分区策略适用于程序大小已知且固定的情况,但会导致内存浪费;而 动态分区策略可以更加灵活地分配内存空间,但会增加内存分配和回收的开销。在实际应用中,我们需要根据具体情况选择合适的内存管理策略,以提高计算 机系统的性能和效率。 结语 内存管理是计算机系统中的重要组成部分,对系统的性能和效率有着重要影响。通过本次实验,我们深入了解了固定分区和动态分区两种内存管理策略,并进 行了比较和评估。通过合理选择和优化内存管理策略,我们可以提高计算机系 统的性能,为程序的运行提供更好的支持。

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操作系统存储管理实验报告 实验5存储管理 第一,实验的目的1,加深对操作系统存储管理的理解2,可以过度模拟页面调试算法,加深对操作系统内存管理的理解 二、一般设计思想、环境语言、工具等一般设计思想: 1.编写一个函数来计算和输出以下算法的命中率:(1) OPT页面替换算法OPT选定的过时页面是已经转移到内存中并且将来不会被使用或者在最长时间内不会被访问的页面。 因此,如何找到这样的页面是算法的关键。每页可以设置一个步长变量。它的初始值是一个足够大的数字。对于不在内存中的页面,其值将重置为零。对于内存中的页面,其值被重置为当前访问的页面与页面首次出现时的距离。因此,该值越大,在最长时间内不会被访问的页面就越多,并且可以选择它作为交换页面。(2)先进先出页面替换算法先进先出总是选择首先进入内存的页面进行清除,因此可以设置先进先出的繁忙页面帧队列,新转移到内存的页面挂在队列的尾部,当没有空闲页面帧时,可以从队列的头部取出下一个页面帧作为空闲页面帧,然后再转移到需要的页面。(3) LRU页面替换算法LRU 根据转移到存储器中的页面的使用做出决定。它使用“最近的过去”作为“最近的未来”的近似,并选择最长时间没有使用的页面进行删除。该算法主要通过页面结构中的访问时间来实现。时间记录页面的最后访问时间。因此,当需要删除一个页面时,选择时间值最小的页

面,即最近最长时间没有使用的页面进行删除。(4) LFU页面替换算法LFU要求每个页面配置一个计数器(即页面结构中的计数器)。一旦页面被访问,计数器的值将增加1。当需要替换一个页面时,将选择计数器值最小的页面,即存储器中访问次数最少的页面进行清除。⑤NUR页面替换算法NUR要求为每个页面设置一个访问位(访问位仍然可以由页面结构中的计数器表示)。当页面被访问时,其访问位计数器被设置为1。当需要页面替换时,替换算法从替换指针(最初指向第一页)开始顺序检查内存中的每一页。如果其访问位为0,则选择页面进行替换,否则,替换指针向下移动以继续向下搜索。如果扫描了内存中的所有页面,但没有找到访问位为0的页面,则替换指针将被重定向到第一页,同时内存中所有页面的访问位置将为0。当下一次扫描开始时,计数器为0的页面肯定会被找到。 2.在主函数中生成所需的指令序列,并将其转换为页面地址流; 上述函数在不同的内存容量下调用,计算并输出相应的命中率。 环境语言: Linux下的GNU编译环境 三、数据结构和模块描述程序中使用的数据结构、类型定义和主要功能原型如下: 1.数据结构(1)页面结构typedefstruct {intpn,pfn,计数器,时间;} pl _ typepl _类型pl[总计_ VP];其中pn是页号(页号),pfn是页帧号(物理块号),counter是一个周期内页被访问的次数,time是访问时间; 是一个页面结构的数组。因为总共有320条指令,并且每页可以

操作系统存储管理实验报告

实验五存储管理 一、实验目的 1 、加深对操作系统存储管理的理解 2 、能过模似页面调试算法,加深理解操作系统对内存的高度管理 二、总的设计思想、环境语言、工具等总的设计思想: 1、编写函数计算并输出下述各种算法的命中率 ①OPT页面置换算法 OPT所选择被淘汰的页面是已调入内存,且在以后永不使用的,或是在最长时间内不再被访问的页面。因此如何找出这样的页面是该算法的关键。可为每个页面设置一 个步长变量,其初值为一足够大的数,对于不在内存的页面,将其值重置为零,对于 位于内存的页面,其值重置为当前访问页面与之后首次出现该页面时两者之间的距离, 因此该值越大表示该页是在最长时间内不再被访问的页面,可以选择其作为换出页面。 ②FIFO页面置换算法 FIFO总是选择最先进入内存的页面予以淘汰,因此可设置一个先进先出的忙页帧队列,新调入内存的页面挂在该队列的尾部,而当无空闲页帧时,可从该队列首部取 下一个页帧作为空闲页帧,进而调入所需页面。 ③LRU页面置换算法 LRU是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的,它利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似,选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法主要借助于页面结 构中的访问时间time来实现,time记录了一个页面上次的访问时间,因此,当须淘汰 一个页面时,选择处于内存的页面中其time值最小的页面,即最近最久未使用的页面 予以淘汰。 ④LFU页面置换算法 LFU要求为每个页面配置一个计数器(即页面结构中的counter),一旦某页被访问,则将其计数器的值加1,在需要选择一页置换时,则将选择其计数器值最小的页面, 即内存中访问次数最少的页面进行淘汰。 ⑤NUR页面置换算法 NUR要求为每个页面设置一位访问位(该访问位仍可使用页面结构中的counter 表示),当某页被访问时,其访问位counter置为1。需要进行页面置换时,置换算法 从替换指针开始(初始时指向第一个页面)顺序检查处于内存中的各个页面,如果其 访问位为0,就选择该页换出,否则替换指针下移继续向下查找。如果内存中的所有页 面扫描完毕未找到访问位为0的页面,则将替换指针重新指向第一个页面,同时将内

操作系统实验-内存管理

操作系统实验-内存管理【操作系统实验-内存管理】 1. 实验背景 1.1 为什么需要内存管理 1.2 内存层次结构 1.3 内存管理的目标 2. 内存管理硬件支持 2.1 内存地址空间 2.2 物理内存和虚拟内存 2.3 内存分页 2.3.1 页表 2.3.2 页表项 2.4 内存分段 2.4.1 段的基址和限长 2.4.2 段表 2.4.3 段表项

3. 内存管理算法 3.1 等长分配 3.1.1 内存分区 3.1.2 最先适应算法 3.1.3 最佳适应算法 3.1.4 最坏适应算法 3.2 可变长分配 3.2.1 位图法 3.2.2 空闲表法 3.2.3 索引法 3.3 页面置换算法 3.3.1 先进先出(FIFO)算法 3.3.2 最近最久未使用(LRU)算法 3.3.3 时钟(Clock)算法 4. 虚拟内存管理 4.1 页面置换 4.1.1 缺页中断

4.1.2 页面置换算法选择 4.2 页面淘汰策略 4.2.1 全局页面替换 4.2.2 局部页面替换 4.3 页面调度 4.3.1 预调度(预取)策略 4.3.2 页面回写(换出)策略 5. Segmentation与Paging的结合 5.1 分段页表 5.1.1 段页表的组织结构 5.1.2 转换机构 5.2 双重虚拟地址转换机制 6. 实验内容 6.1 实验环境 6.2 实现细节 6.2.1 数据结构设计 6.2.2 系统调用接口

6.2.3 内存管理算法实现 6.2.4 页面置换算法实现 6.3 实验步骤 7. 实验结果与分析 7.1 运行测试程序 7.2 性能评估 7.2.1 缺页率 7.2.2 页面置换次数 7.3 结果分析 【附件】: 1. 实验所需代码文件(如有) 2. 实验报告模板(如有) 【法律名词及注释】: 1. 版权:指著作权法所规定的对原创作品享有的权利和保护措施。 2. 许可:将版权作品授予他人行使权利的行为。

2021年计算机操作系统内存分配实验报告

一、试验目 熟悉主存分配与回收。了解在不一样存放管理方法下, 怎样实现主存空间分配与回收。掌握动态分区分配方法中数据结构和分配算法及动态分区存放管理方法及其实现过程。 二、试验内容和要求 主存分配和回收实现是与主存放器管理方法相关。所谓分配, 就是处理多道作业或多进程怎样共享主存空间问题。所谓回收, 就是看成业运行完成时将作业或进程所占主存空间归还给系统。 可变分区管理是指在处理作业过程中建立分区, 使分区大小恰好适合作业需求, 而且分区个数是能够调整。当要装入一个作业时, 依据作业需要主存量查看是否有足够空闲空间, 若有, 则按需要量分割一个分区分配给该作业; 若无, 则作业不能装入, 作业等候。伴随作业装入、完成, 主存空间被分成很多大大小小分区, 有分区被作业占用, 而有分区是空闲。 试验要求使用可变分区存放管理方法, 分区分配中所用数据结构采取空闲分区表和空闲分区链来进行, 分区分配中所用算法采取首次适应算法、最好适应算法、最差适应算法三种算法来实现主存分配与回收。同时, 要求设计一个实用友好用户界面, 并显示分配与回收过程。同时要求设计一个实用友好用户界面,并显示分配与回收过程。 三、试验关键仪器设备和材料 试验环境 硬件环境: PC或兼容机 软件环境: VC++ 6.0 四、试验原理及设计分析 某系统采取可变分区存放管理, 在系统运行当然开始, 假设初始状态下, 可用内存空间为640KB, 存放器区被分为操作系统分区(40KB)和可给用户空间区(600KB)。 (作业1 申请130KB、作业2 申请60KB、作业3 申请100KB 、作业2 释放 60KB 、作业4 申请 200KB、作业3释放100KB、作业1 释放130KB 、作业5申请140KB 、作业6申请60KB 、作业7申请50KB)

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