操作系统内存管理

仲恺农业工程学院

课程设计报告

课程名称：操作系统 实验题目：内存管理

院 系：信息科学与技术学院 班 级： 姓 名： 学 号：

二○十五年十二月三十日

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目录

1 系统分析.................................................................................................................... 3

1.1 目的和意义 .................................................................................................. 3 1.2 目标分析 ...................................................................................................... 3 2总体设计.................

实验名称 同组人姓名 实验日期 教师评价： 实验预习□ 实验操作□ 实验结果□ 实验报告□ 其它□ 2010-5-17 内存分配与回收算法实现 实验性质 实验成绩 □ 基本操作 ●验证性 □ 综合性 □设计性 教师签名： 一、实验目的及要求 1） 掌握为实现多道程序并发执行，操作系统是如何通过作业调度选择作业进入内存 2） 系统如何为进入内存的作业分配内存空间，实现多道作业同时驻留内存，就绪进程队列中的多个进程是如何以分式方式共享CPU，作业运行完成离开系统时，系统如何进行内存回收，计算进程周转时间。 3） 掌握各种调度算法，以及实现所需的各种数据结构。 二、实验内容 根据给定的动态分区分配算法流程图，用你熟悉的计算机编程语言编写一程序，该程序实现内存的合理分配后回收。 三、主要设备及软件 PC、Windows2000操作系统、Linux操作系统 四、实验流程、操作步骤或核心代码、算法片段 1、分配算法流程出 无法 修改有关数据结构 进行紧筹形成连续空闲区 分配返空闲分区总和>=u.size

#include #include #include struct memory //内存块 { char pro; //内存块的内容，'o'代表操作系统，'\\0'代表空闲块，其它代表被进程占有 int size; //内存块的大小 int begin; //内存块的起始地址 memory *next; //下一块内存块 };

memory *base; //代表内存，一个头指针,内存总大小为256k void init(int manage) //内存的初始化 { memory *p,*q; if(base!=NULL) //这一块是释放链表 { p=base; while(p) { q=p->next; delete p; p=q; } } base=new memory; //操作系统，大小5k,起始地址是0k base->begin=0; base->pro='o'; base->size=5; if(manage==0) //静态内存，初始化7个内存块，第一个内存块是操作系统 { p=base; q=new memory; //空闲块1，

实验五 Windows XP 虚拟内存管理

一 实验目的

1) 了解存储器管理以及虚拟存储器管理的基本原理

2）了解和学习Windows系统管理工具中关于内存管理的设置和使用；

二 实验环境

需要准备一台运行Windows XP操作系统的计算机。

三 背景知识

虚拟存储器技术是当代计算机中广泛采用的内存管理方案，在Windows XP中合理的进行虚拟内存的设置，可以更有效的提高系统的工作效率。利用系统自带的系统监视器可以查看虚拟内存的使用情况，根据使用情况可以灵活的进行虚拟内存的管理。

四 实验内容与步骤

启动并进入Windows环境，单击Ctrl + Alt + Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜单中单击“任务管理器”命令，打开“任务管理器”窗口。

步骤1：当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有：

1) 5.doc[兼容模式]-Microsoft Word 2) 常州大学-Windows Internet Explorer 3) 常州大学教务单点登录接入平台- Windows Int

#include #include #include struct memory //内存块 { char pro; //内存块的内容，'o'代表操作系统，'\\0'代表空闲块，其它代表被进程占有 int size; //内存块的大小 int begin; //内存块的起始地址 memory *next; //下一块内存块 };

memory *base; //代表内存，一个头指针,内存总大小为256k void init(int manage) //内存的初始化 { memory *p,*q; if(base!=NULL) //这一块是释放链表 { p=base; while(p) { q=p->next; delete p; p=q; } } base=new memory; //操作系统，大小5k,起始地址是0k base->begin=0; base->pro='o'; base->size=5; if(manage==0) //静态内存，初始化7个内存块，第一个内存块是操作系统 { p=base; q=new memory; //空闲块1，

广州大学学生实验报告

开课学院及实验室：计算机科学与工程实验室 学院 计算机科学与教育软件学院 2014年11月19日 姓名 学号 年级/专业/班 实验课程名称 实验项目名称

操作系统实验 Linux下的内存分配与回收的管理 成绩 指导老师 张艳玲 一、实验目的

在Linux环境下利用下列系统调用malloc()， free()编写一段程序实现内存分配与回收的管理。 二、实验器材

1、计算机一台。 2、Linux

三、实验内容

1. 返回已分配给变量的内存地址； 2. 返回释放后的内存地址；

3. 释放已分配的内存空间后，返回释放内存后未使用内存的大小。

四、实验步骤、记录和结果

源代码有错，不能正常运行，使用纯C语言，修改正如下。

黄色底色的为新增代码 新增注释为绿色底色

#include /* For _MAX_PATH definition */ #include //#include //#include #include //void main() int main() {

// int *string; char *string;

// string =(int*) m

一、实验目的

熟悉主存的分配与回收。理解在不同的存储管理方式下，如何实现主存空间的分配与回收。掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法及动态分区存储管理方式及其实现过程。

二、实验内容和要求

主存的分配和回收的实现是与主存储器的管理方式有关的。所谓分配，就是解决多道作业或多进程如何共享主存空间的问题。所谓回收，就是当作业运行完成时将作业或进程所占的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，使分区大小正好适合作业的需求，并且分区个数是可以调整的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，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，作业等待。随着作业的装入、完成，主存空间被分成许多大大小小的分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。

实验要求使用可变分区存储管理方式，分区分配中所用的数据结构采用空闲分区表和空闲分区链来进行，分区分配中所用的算法采用首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法三种算法来实现主存的分配与回收。同时，要求设计一个实用友好的用户界面，并显示分配与回收的过程。同时要求设计一个实用友好的用户界面,并显示分配与回收的过程。

三、实验主要仪器设备和材料

实验环境

硬件环境：PC

操作系统实验

第一期 项目开发实现

实验名称 EXP.1 CPU Scheduling

Exp.2 Allocation & Reclaim

实验内容

一，选择一个调度算法，实现处理机调度；

二，处理机调度过程中，主存储器空间的分配和回收；

实验目的

一,多道系统中，当就绪进程数大于处理机数时，须按照某种策略决定哪些进程优先占用处理机。本实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作；

二，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；

实验题目

一，（1）设计一个按照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；

二，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；

实验要求

一，（a），PCB内容： 进程名/PID； 要求运行时间（单位时间）； 优先权； 状态； PCB指针； ——(因课程内容原因，这个指针在设计中没用)

1，可随机输入若干进程，并按优先权排序；

2，从就绪队列首选进程运行：优先权-1/ 要求运行时间-1；要求运行时间=0时，

撤销该进程；

实验五 虚拟内存页面置换算法

1、 实验目的

通过这次实验，加深对虚拟内存页面置换概念的理解，进一步掌握先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。 2、 试验内容 问题描述：

设计程序模拟先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用

LRU页面置换算法的工作过程。假设内存中分配给每个进程的最小物理块数为m，在进程运行过程中要访问的页面个数为n，页面访问序列为P1, … ,Pn，分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列，给出页面访问序列的置换过程，计算每种算法缺页次数和缺页率。

3、 程序要求：

1）利用先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU

三种页面置换算法模拟页面访问过程。

2）模拟三种算法的页面置换过程，给出每个页面访问时的内存

分配情况。

3）输入：最小物理块数m，页面个数n，页面访问序列P1, … ,Pn，

算法选择1-FIFO，2-OPI，3-LRU。 4）输出：每种算法的缺页次数和缺页率。 4、 需求分析

(1) 输入的形式和输入值的范围 算法选择 物理块数 页面个数

页面访问序列P1, … ,Pn (2) 输出的形式

每种算法的缺页次数和缺页率 (3)

Lab3试验报告

练习1：给未被映射的地址映射上物理页

问题分析：

当启动分页机制以后，如果一条指令或数据的虚拟地址所对应的物理页不在内存中，或者访问权限不够，那么就会产生页错误异常。其具体原因有以下三点：

1. 页表项全为0——虚拟地址与物理地址未建立映射关系或已被撤销。 2. 物理页面不在内存中——需要进行换页机制。 3. 访问权限不够——应当报错。

根据以上三点错误原因，完成页错误处理函数do_pgfault()。

大体思路：

do_pgfault()函数从CR2寄存器中获取页错误异常的虚拟地址，根据error code来查找这个虚拟地址是否在某一个VMA的地址范围内，并且具有正确的权限。如果满足上述两个要求，则需要为分配一个物理页。 关键代码：

//尝试获得页表入口

if ((ptep = get_pte(mm->pgdir, addr, 1)) == NULL) { //如果找不到入口，是非法访问，退出 cprintf(\); goto failed; }

//页表不存在，页表项全为0 if (*ptep == 0) {

//尝试申请一个页，如果申