操作系统实验——内存管理

这篇博客主要探讨了操作系统中内存管理的实践,通过分析和实现不同的页面替换算法,如FIFO、LRU和OPT,深入理解内存分配与回收的原理。

main.c

#include<stdio.h>
#include "exchange.h"
#include "tools.h"
//RPN:Resident Pages Number

int main()
{

	int ResidentPages[RPN];
	int pages[PAGESNUM];

	randomPages(pages, PAGESNUM);//随机产生页面执行序列

	printf("随机产生页面执行序列:\n");
	print(pages, PAGESNUM);//打印页面执行序列
	
	printf("\n页面执行序列长度:%d\n内存分配大小:%d\n",PAGESNUM,RPN);

	printf("\n------\nOPT\n");
	init(ResidentPages, RPN);
	OPT(ResidentPages, RPN, pages, PAGESNUM);//OPT算法

	printf("\n------\nFIFO\n");
	init(ResidentPages, RPN);
	FIFO(ResidentPages, RPN, pages, PAGESNUM);//FIFO算法

	printf("\n------\nLRU\n");
	init(ResidentPages, RPN);
	LRU(ResidentPages, RPN, pages, PAGESNUM);//LRU算法
	return 0;
}


tool.h

#define RPN 5 //虚拟存储大小
#define PAGESNUM 50 //页面执行序列的最大长度
void testError(int err, int total);
int iInResidentPages(int residentPages[], int RPN1, int page, int * errNum);
void print(int pages[], int n);
void random
实验目的】 1. 通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解; 2. 熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法; 3. 通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。 【实验准备】 1.虚拟存储器的管理方式  段式管理  页式管理  段页式管理 2.页面置换算法  先进先出置换算法  最近最久未使用置换算法  Clock置换算法  其他置换算法 【实验内容】 1. 实验题目 设计一个请求页式存储管理方案。并编写模拟程序实现之。产生一个需要访问的指令地址流。它是一系列需要访问的指令的地址。为不失一般性,你可以适当地(用人工指定地方法或用随机数产生器)生成这个序列,使得 50%的指令是顺序执行的。25%的指令均匀地散布在前地址部分,25%的地址是均匀地散布在后地址部分。为简单起见。页面淘汰算法采用 FIFO页面淘汰算法,并且在淘汰一页时,只将该页在页表中抹去。而不再判断它是否被改写过,也不将它写回到辅存。 2. 具体做法 产生一个需要访问的指令地址流;指令合适的页面尺寸(例如以 1K或2K为1页);指定内存页表的最大长度,并对页表进行初始化;每访问一个地址时,首先要计算该地址所在的页的页号,然后查页表,判断该页是否在主存——如果该页已在主存,则打印页表情况;如果该页不在主存且页表未满,则调入一页并打印页表情况;如果该页不足主存且页表已满,则按 FIFO页面淘汰算法淘汰一页后调入所需的页,打印页表情况;逐个地址访问,直到所有地址访问完毕。
一. 实验目的: 1.通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解。熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法 2.通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。 二.实验要求 实验程序由以下三大部分组成: (1) 通过随机数产生一个指令序列(实际上是指令的逻辑地址序列),共320条指令。指令的地址按下述原则生成: A:50%的指令是顺序执行的 B:25%的指令要实现向前跳转,均匀分布在前地址部分 C:25%的指令要实现向后跳转,均匀分布在后地址部分 具体的实施方法是: A:在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m B:顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令 C:在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m’ D:顺序执行一条指令,其地址为m’+1 E:在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行 F:重复步骤A-E,直到320次指令 (2) 将每条指令的逻辑地址变换为页地址 设:页面大小为1K; 用户内存容量4页到32页; 用户虚存容量为32K。 在用户虚存中,按每K存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为: 第 0 条-第 9 条指令为第0页(对应逻辑地址为[0,9]) 第10条-第19条指令为第1页(对应逻辑地址为[10,19]) ……………………………… 第310条-第319条指令为第31页(对应逻辑地址为[310,319]) 按以上方式,用户指令可组成32页。 (3) 分别使用FIFO算法和LFU算法,计算给用户进程的这32页分配4,5,…,32个页面(内存块)时其缺页率。
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