操作系统存储器管理

虚拟存储器管理实验

◆实验名称：虚拟存储器管理实验 ◆仪器、设备：计算机

◆参考资料：操作系统实验指导书 ◆实验目的：

设计一个请求页式存储管理方案，并编写模拟程序实现。 ◆实验内容：

编写程序用来模拟虚拟页式存储管理中的页面置换 要求：

1. 快表页面固定为4块 2. 从键盘输入N个页面号

3. 输出每次物理块中的页面号和缺页次数，缺页率 ◆实验原理、数据（程序）记录： #define PAGES 4 /* 物理块数 */ #define N 16 /*最多输入的页面号*/

int pages[PAGES][2]; /*page[i][0]保存页面号，page[i][1]保存页面存留时间*/ int queue[N]; /*页面号数组*/

void initialise(void) /*------------初始化：快表和页面号数组++++++++++++++*/ { int i;

for(i=0;i

for(i=0;i

pages[i][0]=-1; pages[i][1]=0; } }

int is_page_exist(int page) /*若还有空页，返回空页序号的相反数-1若存在，返回该页

实验三 存储管理

【实验目的和要求】

1、请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计。 2、了解虚拟存储技术的特点。

3、掌握请求页式存储管理的页面置换算法。 【实验原理】

1、存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。

2、请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。。

3、命中率=1-(页面失效次数/页地址流长度)。本实验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。 【实验步骤】

一、问题描述与分析

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： (1)50%的指令是顺序执行的；

(2)25%的指令是均匀分布在前地址部分； (3)25%的指令是均匀分布在后地址部分。 具体的实施方法是：

(1)在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m； (2)顺序执行一条指令，即执行地址为m+l的指今；

(3)在前地址[0,m+l]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m’； (4)顺序执行一条指今，其地址为m’ +l；

(5)在后地址[m’ +2,319]中随机选取一条指令并执行； (6)重复上述步骤

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第四章 存储器管理

一、选择题

1．存储管理的目的是（ ）。

A ．方便用户

B ．提高内存利用率

C ．方便用户和提高内存利用率

D ．增加内存实际容量

【答案】C

【解析】存储管理的目的有两个：一是方便用户，二是提高内存利用率。

2．可变式分区又称为动态分区，它是在系统运行过程中（ ）时动态建立的。

A ．在作业装入

B ．在作业创建

C ．在作业完成

D ．在作业未装入

【答案】A

【解析】动态分区分配是根据进程的实际需要，动态地为之分配内存空间。为把一个新作业装入内存，须按照一定的分配算法，从空闲分区表或空闲分区链中选出一分区分配给该作业，故它是在作业装入时动态建立的。

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圣才电子书 72fe74f9a3c7aa00b52acfc789eb172ded6399e6 3．计算机系统的二级存储包括（ ）。

A ．CPU 寄存器和主存缓冲区

B ．超高速缓存和内存储器

C ．ROM 和RAM

D ．主存储器和辅助存储器

【答案】D

【解析】由于主存储器能被处理器直接访问，而辅助存

第10章 存储器及其接口

典型试题 一． 填空题

1.只读存储器ROM有如下几种类型：＿＿＿＿。 答案：掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM

2.半导体存储器的主要技术指标是＿＿＿＿。

答案：存储容量、存储速度、可靠性、功耗、性能/价格比

3.在16位微机系统中，一个存储字占用两个连续的8位字节单元，字的低8位存放在＿＿＿＿、高8位存放在＿＿＿＿。 答案：低地址单元、高地址单元

4.SRAM芯片6116（2K×8B）有＿＿＿＿位地址引脚线、＿＿＿＿位数据引脚线。 答案：11 8

5.在存储器系统中，实现片选控制有三种方法，它们是＿＿＿＿。 答案：全译码法、部分译码法、线选法

6.74LS138译码器有三个“选择输入端”C、B、A及8个输出端地址码为101时，输出端＿＿＿＿有效。

，当输入

答案：

7.半导体静态存储器是靠＿＿＿＿存储信息，半导体动态存储器是靠＿＿＿＿存储信息。

答案：触发器 电荷存储器件

8.对存储器进行读/写时，地址线被分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两部分，它们分别用以产生＿＿＿＿和＿＿＿＿信号。

答案：片选地址 片内地址 芯片选择 片内存储单元选择 二． 单项选择题

1．DRAM2164（64K×1）外部引脚有（ ）

第7章7.1 7.2 7.3 7.4

存储器系统

存储器概述 半导体存储器 微型计算机中存储器的系统结构 高速缓冲存储器(Cache Memory)技术

7.1 存储器概述

7.1.1

存储器的分类

1.存储器基本概念

2.内存和外存 在微机系统中，从存储器所处的位臵来 看，存储器分为两大类：

内部存储器，也称为主存储器，简称为内 存或主存，它由半导体材料制作而成；◆ ◆

外部存储器，简称为外存或辅存。

3.半导体存储器分类①从半导体器件工艺结构分：双极型(Bipolar)和金属 氧化物(MOS)型存储器； ②从存储器原理分：静态存储器(Static RAM, 简称 SRAM)和动态存储器(Dynamic RAM,简称为DRAM); ③从数据传输的宽度上分：并行I/O的存储器和串行I/O 的存储器； ④从存取方式分：随机存取存储器RAM(Random Access Memory),也称读写存储器，只读存储器ROM(Read Only Memory)以及闪烁存储器(Flash Memory)。

(1)RAM CPU在执行程序的过程中，根据程序的安排，CPU

可以对每个存储单元的内容既可随时读出，也可 以随时写入，所以称之为随机存取存储器，也可 以称之为读/写存储器；

第5章 存储器管理

存储器OS

外存

内存

本章要点 存储管理的任务 内存划分与分配技术 程序装入技术 简单的存储管理技术 虚拟存储管理技术

概述 存储体系 -存储器一般分为: 内存储器(简称“内存”) 辅助存储器(简称“外存”) -内存可以分: 系统区。用来存储操作系统等系统软件 用户区。用于分配给用户作业使用

概述 存储管理的目的 从用户角度 为用户提供方便、安全和充分大的存储空间。 从系统角度(补充) 地址保护和地址独立。

存储管理 目的：保障多用户安全、高效地共享空间。 将用户程序所用的地址空间转换为主存储 器中的实际地址空间，将用户程序的操作 地址变换为存储器上的具体位置，为存储 空间提供安全和共享的手段，为用户程序 实现虚拟存储空间等。

概述1.地址保护。由于多道程序同时存放在内存中，OS要 保证它们互不干扰，即，一个进程不能随便访问另 一进程的地址空间。 2.地址独立。从内存读取操作数就要给出操作数所在 的内存地址，该地址不能是物理主存地址，因为该 程序在何种硬件配置的机器上运行不能事先确定。 因此，指令中的地址是程序空间(虚拟空间)的程 序地址(虚拟地址),即程序发出的地址与具体机 器的

第10章 存储器及其接口

典型试题 一． 填空题

1.只读存储器ROM有如下几种类型：＿＿＿＿。 答案：掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM

2.半导体存储器的主要技术指标是＿＿＿＿。

答案：存储容量、存储速度、可靠性、功耗、性能/价格比

3.在16位微机系统中，一个存储字占用两个连续的8位字节单元，字的低8位存放在＿＿＿＿、高8位存放在＿＿＿＿。 答案：低地址单元、高地址单元

4.SRAM芯片6116（2K×8B）有＿＿＿＿位地址引脚线、＿＿＿＿位数据引脚线。 答案：11 8

5.在存储器系统中，实现片选控制有三种方法，它们是＿＿＿＿。 答案：全译码法、部分译码法、线选法

6.74LS138译码器有三个“选择输入端”C、B、A及8个输出端地址码为101时，输出端＿＿＿＿有效。

，当输入

答案：

7.半导体静态存储器是靠＿＿＿＿存储信息，半导体动态存储器是靠＿＿＿＿存储信息。

答案：触发器 电荷存储器件

8.对存储器进行读/写时，地址线被分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两部分，它们分别用以产生＿＿＿＿和＿＿＿＿信号。

答案：片选地址 片内地址 芯片选择 片内存储单元选择 二． 单项选择题

1．DRAM2164（64K×1）外部引脚有（ ）

第四章 存储器结构

4．3 存储器容量扩展

微机系统中主存储器通常由若干存储芯片及相应的存储控制组织而成，并通过存储总线(数据总线、地址总线和控制总线)与CPU及其他部件相联系，以实现数据信息、控制信息的传输。由于存储器芯片的容量有限，实际应用中对存储器的字长和位长都会有扩展的要求。 一、存储器字扩展

*字扩展是沿存储字向扩展，而存储字的 位数不变。 *字扩展时，将多个芯片的所有地址输入 端、数据端、读／写控制线分别并联 在一起，而各自的片选信号线则单独 处理。

*4块内存芯片的空间分配为： 第一片，0000H-3FFFH 第二片，4000H-7FFFH 第三片，8000H-BFFFH 第四片，C000H-FFFFH 二、存储器位扩展

*存储器位扩展是沿存储字的位向扩展， 而存储器的字数与芯片的字数相同。 *位扩展时

将多个芯片的所有地址输入端都连接 在一起；

而数据端则是各自独立与数据总线连 接，每片表示一位

*片选信号线则同时选中多块芯片，这些 被选中的芯片组成了一个完整的存储 字。

1

三、存储器位字扩展

*存储器需要按位向和字向同时扩展，称存储器位字扩展

*对于容量为 M×N 位的存储器，若使用 L×K 位的存储芯片， 那

操作系统可变分区存储管理模拟

操作系统实验（三）可变分区存储管理模拟实验作者：顾熙杰

准考证号：4

报到号：177

实验地点：浙工大计算机中心

1)实验目的

理解操作系统中可变分区管理的算法，

掌握分配和回收算法

掌握空闲分区的合并方法

掌握不同的适应算法

2)实验内容

建立数据结构

建立空闲分区队列

根据不同的适应算法建立队列

编写分配算法

编写回收算法

3)数据结构

'分区首地址

'分区长度

'分区状态-1表示不存在，0表示空闲分区，1表示已经分配的分区'该分区正在活动的进程代号

4)程序流程图

面向对象程序设计由事件驱动，画流程图比较困难。

（1）分配新的分区

最先适应按地址找

最优适应，找最小可以满足的

最坏适应，找最大可以满足的

（2）分区回收

既无上邻又无下邻

既有上邻又有下邻

只有上邻

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操作系统可变分区存储管理模拟

只有下邻

5)实验中需要改进的地方

由于没有使用链表，程序结构比较混乱，需要大大改进，提高可阅读性。

6)程序代码()

"32" "" ( , , , , , )

'表示内存分区的结构信息类型的变量类型

'分区首地址

'分区长度

'分区状态-1表示不存在，0表示空闲分区，1表示已经分配的分区'该分区正在活动的进程代号

'定义最多640个，总共640K内存数组

(1 640)

'表示可以使

#include \ #include #include #include

int physic[100]; //文件地址缓冲区 int style=1; //文件的类型

char cur_dir[10]=\ //当前目录

struct command {

char com[10]; }cmd[13]; struct block {

int n; //空闲的盘快的个数

int free[50]; //存放空闲盘快的地址 int a; //模拟盘快是否被占用 }memory[20449]; struct block_super {

int n; //空闲的盘快的个数

int free[50]; //存放进入栈中的空闲块

int stack[50]; //存放下一组空闲盘快的地址 }super_block;

struct node //i结点信息 {

int file_style; //i结点 文件类型 int file_length; //i结点 文件长度

int file_address[100]; //i结点 文件的物