计算机操作系统内存分配实验说明

实验报告（五）内存分配一、实验目的通过学习Minix操作系统的内存分配，加深理解操作系统内存管理的相关概念和原理。

二、准备工作注：如果熟悉准备工作内容，可忽略。

1、练习使用vi编辑器vi编辑器具有两种模式（1）命令模式通过键盘左上角ESC键进入，在该模式下可以使用编辑命令。

删除一行（连续键入两个d）；删除光标处的字符（小写x）；在当前光标前插入（i）；在当前光标后插入（a）；保存（shift+冒号，再键入w）；退出编辑器（shift+冒号，再键入q）；保存并且退出（shift+冒号，再键入wq）；（2）编辑模式在命令模式下，通过在当前光标前插入（i）或在当前光标后插入（a），进入编辑模式。

通过键盘左上角ESC键切换到命令模式。

2、练习修改、编译和安装新操作系统（1）修改/usr/src/kernel/main.c中的announce函数cd /usr/src/kernelcp main.c main.c.backupvi main.c找到announce函数增加打印语句kprintf(“在这儿增加你想打印的语句”);保存退出vi编辑器（通过键盘左上角ESC键进入命令模式，然后shift+冒号，再键入wq）（2）编译新操作系统cd /usr/src/toolsmake image（3）安装新操作系统make install（4）用新操作系统更换旧操作系统：shutdown在boot monitor下（出现d0p0s0>时），键入boot c0d0p0重新进入新操作系统。

三、实验内容、过程与分析（一）实验内容1、学习《Operating Systems Design and Implementation》（Andrew S. Tanenbaum著，第三版）中的第4章4.8.8小节，Memory Management Utilities，内存管理。

Minix内存管理采用了动态分区分配以及首次适应算法。

内存分配实验报告内存分配实验报告一、引言内存分配是计算机科学中一个重要的概念，它涉及到操作系统、编程语言以及计算机硬件等多个方面。

在本次实验中，我们将探索不同的内存分配算法，并对它们的性能进行评估和比较。

二、实验目的1. 理解内存分配的基本原理和概念；2. 学习不同的内存分配算法，并掌握它们的优缺点；3. 通过实验对比，评估不同算法在不同场景下的性能表现。

三、实验方法1. 实验环境本次实验使用C语言编写，运行在Linux操作系统上。

实验中使用了常见的内存分配算法，包括首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。

2. 实验步骤（1）首次适应算法首次适应算法是一种简单而常用的内存分配算法。

它从内存的起始位置开始查找，找到第一个能满足分配要求的空闲块进行分配。

实验中，我们模拟了一系列内存分配请求，并记录了每次分配的时间和分配结果。

（2）最佳适应算法最佳适应算法是一种在空闲块中选择最小合适空间进行分配的算法。

实验中，我们使用了一个链表来维护空闲块，并按照大小进行排序。

每次分配请求时，选择最小合适的空间进行分配，并更新链表。

同样，我们记录了每次分配的时间和分配结果。

（3）最坏适应算法最坏适应算法与最佳适应算法相反，它选择最大合适空间进行分配。

实验中，我们同样使用链表维护空闲块，并按照大小进行排序。

每次分配请求时，选择最大合适的空间进行分配，并更新链表。

同样，我们记录了每次分配的时间和分配结果。

四、实验结果与分析通过实验，我们得到了不同内存分配算法在不同场景下的性能表现。

首次适应算法在处理大量小内存请求时表现较好，因为它能够更快地找到合适的空闲块。

而最佳适应算法在处理大量大内存请求时表现较好，因为它能够更好地利用内存空间。

最坏适应算法则在处理大量随机大小的内存请求时表现较好，因为它能够更快地找到较大的空闲块。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了内存分配算法的原理和应用。

不同的算法适用于不同的场景，我们需要根据实际需求选择合适的算法。

第1篇一、实验目的1. 理解操作系统内存分配的基本原理和常用算法。

2. 掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法。

3. 通过编写程序，实现内存分配和回收功能。

二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C语言3. 开发工具：GCC编译器三、实验原理1. 内存分配的基本原理操作系统内存分配是指操作系统根据程序运行需要，将物理内存分配给程序使用的过程。

内存分配算法主要包括以下几种：（1）首次适应算法（First Fit）：从内存空间首部开始查找，找到第一个满足条件的空闲区域进行分配。

（2）最佳适应算法（Best Fit）：在所有满足条件的空闲区域中，选择最小的空闲区域进行分配。

（3）最坏适应算法（Worst Fit）：在所有满足条件的空闲区域中，选择最大的空闲区域进行分配。

2. 动态分区分配方式动态分区分配方式是指操作系统在程序运行过程中，根据需要动态地分配和回收内存空间。

动态分区分配方式包括以下几种：（1）固定分区分配：将内存划分为若干个固定大小的分区，程序运行时按需分配分区。

（2）可变分区分配：根据程序大小动态分配分区，分区大小可变。

（3）分页分配：将内存划分为若干个固定大小的页，程序运行时按需分配页。

四、实验内容1. 实现首次适应算法（1）创建空闲分区链表，记录空闲分区信息，包括分区起始地址、分区大小等。

（2）编写分配函数，实现首次适应算法，根据程序大小查找空闲分区，分配内存。

（3）编写回收函数，回收程序所占用的内存空间，更新空闲分区链表。

2. 实现最佳适应算法（1）创建空闲分区链表，记录空闲分区信息。

（2）编写分配函数，实现最佳适应算法，根据程序大小查找最佳空闲分区，分配内存。

（3）编写回收函数，回收程序所占用的内存空间，更新空闲分区链表。

3. 实验结果分析（1）通过实验，验证首次适应算法和最佳适应算法的正确性。

（2）对比两种算法在内存分配效率、外部碎片等方面的差异。

五、实验步骤1. 创建一个动态内存分配模拟程序，包括空闲分区链表、分配函数和回收函数。

实验四操作系统存储管理实验报告一、实验目的本次操作系统存储管理实验的主要目的是深入理解操作系统中存储管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握内存分配、回收、地址转换等关键技术，提高对操作系统存储管理机制的认识和应用能力。

二、实验环境操作系统：Windows 10开发工具：Visual Studio 2019三、实验原理1、内存分配方式连续分配：分为单一连续分配和分区式分配（固定分区和动态分区）。

离散分配：分页存储管理、分段存储管理、段页式存储管理。

2、内存回收算法首次适应算法：从内存低地址开始查找，找到第一个满足要求的空闲分区进行分配。

最佳适应算法：选择大小最接近作业需求的空闲分区进行分配。

最坏适应算法：选择最大的空闲分区进行分配。

3、地址转换逻辑地址到物理地址的转换：在分页存储管理中，通过页表实现；在分段存储管理中，通过段表实现。

四、实验内容及步骤1、连续内存分配实验设计一个简单的内存分配程序，模拟固定分区和动态分区两种分配方式。

输入作业的大小和请求分配的分区类型，程序输出分配的结果（成功或失败）以及分配后的内存状态。

2、内存回收实验在上述连续内存分配实验的基础上，添加内存回收功能。

输入要回收的作业号，程序执行回收操作，并输出回收后的内存状态。

3、离散内存分配实验实现分页存储管理的地址转换功能。

输入逻辑地址，程序计算并输出对应的物理地址。

4、存储管理算法比较实验分别使用首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法进行内存分配和回收操作。

记录不同算法在不同作业序列下的内存利用率和分配时间，比较它们的性能。

五、实验结果与分析1、连续内存分配实验结果固定分区分配方式：在固定分区大小的情况下，对于作业大小小于或等于分区大小的请求能够成功分配，否则分配失败。

内存状态显示清晰，分区的使用和空闲情况一目了然。

动态分区分配方式：能够根据作业的大小动态地分配内存，但容易产生内存碎片。

2、内存回收实验结果成功回收指定作业占用的内存空间，内存状态得到及时更新，空闲分区得到合并，提高了内存的利用率。

操作系统存储管理实验报告一、实验目的操作系统的存储管理是计算机系统中非常重要的组成部分，它直接影响着系统的性能和资源利用率。

本次实验的目的在于深入理解操作系统中存储管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握存储分配、回收、地址转换等关键技术，并对不同存储管理策略的性能进行分析和比较。

二、实验环境本次实验在 Windows 10 操作系统下进行，使用 Visual Studio 2019 作为编程环境，编程语言为 C+＋。

三、实验内容（一）固定分区存储管理1、原理固定分区存储管理将内存空间划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能装入一道作业。

分区的大小可以相等，也可以不等。

2、实现创建一个固定大小的内存空间数组，模拟内存分区。

为每个分区设置状态标志（已分配或空闲），并实现作业的分配和回收算法。

3、实验结果与分析通过输入不同大小的作业请求，观察内存的分配和回收情况。

分析固定分区存储管理的优缺点，如内存利用率低、存在内部碎片等。

（二）可变分区存储管理1、原理可变分区存储管理根据作业的实际需求动态地划分内存空间，分区的大小和数量是可变的。

2、实现使用链表或数组来管理内存空间，记录每个分区的起始地址、大小和状态。

实现首次适应、最佳适应和最坏适应等分配算法，以及分区的合并和回收算法。

3、实验结果与分析比较不同分配算法的性能，如分配时间、内存利用率等。

观察内存碎片的产生和处理情况，分析可变分区存储管理的优缺点。

（三）页式存储管理1、原理页式存储管理将内存空间和作业都划分为固定大小的页，通过页表将逻辑地址转换为物理地址。

2、实现设计页表结构，实现逻辑地址到物理地址的转换算法。

模拟页面的调入和调出过程，处理缺页中断。

3、实验结果与分析测量页式存储管理的页面置换算法（如先进先出、最近最少使用等）的命中率，分析其对系统性能的影响。

探讨页大小的选择对存储管理的影响。

（四）段式存储管理1、原理段式存储管理将作业按照逻辑结构划分为若干个段，每个段有自己的名字和长度。

学生实验报告（课程名称：操作系统）实验题目：主存储器空间分配实验一、实验目的通过首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法实现主存空间的分配，可以使读者可好地理解存储分配算法。

二、实验环境VC++三、实验内容与要求编写一段程序来模拟可变分区管理方法。

要求能通过文件形式定义空闲区表；能随意输入作业及需要分配的空间；能分别使用首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法对输入的作业进行空间分配；能显示系统空闲表和已分配空间表。

⑴可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分区。

当装入一个作业时，首先要查看是否有足够的空闲空间来分配，若有则按指定的分配方式进行分配；否则作业不能装入。

随着作业的装入和撤离主存空间被分为若干个大大小小的不连续的区间，为了表明各区间的状态可以用一个内存分区表如表1所示来表示。

表1 内存分区表起始地址长度标志120k 20k 作业1200k 50k 空闲这样我们可以定义一个如下的结构表示内存分区信息。

typedef struct node{int start; //起始地址int length; //长度char tag[20]; //标志}job;⑵可变分区的三种算法就是为作业分配主存空间的方法。

●首次适应算法：在空闲区间中查询满足作业需要的空间，并将作业装入第一个满足条件的空间中去。

●最佳适应算法：在空闲区间中查询满足作业需要的空间，并将作业装入满足条件的空闲空间中最小的一个空间中去。

●最坏适应算法：在空闲区间中查询满足作业需要的空间，并将作业装入满足条件的空闲空间中最大的一个空间中去。

从三种算法的说明可以看出，分配空间的过程主要可以分两步：●查询所有满足作业需求的空间块。

●按照指定的算法将作业装入空间块中。

⑶在操作的最初主存空间实际就是一个大的空闲区，不涉及到如何分配的问题。

为直接模拟运行一段时间后主存中出现了多个空闲块的状态，题目要求从一个文件读入空闲区表。

在这里我们可以设计一个空闲区表文件的结构为如表2所示：表2 空闲区表起始地址长度200k 50k……这样也可以方便地将空闲表一次读入程序中，而不必再一个个的输入。

内存连续分配方式实验内存连续分配是操作系统中的重要概念之一、在计算机系统中，内存分配是指将进程所需的内存空间分配给其使用，同时也需要满足内存管理的要求。

内存连续分配方式是指将进程所需的内存空间连续地划分并分配给进程。

下面将介绍内存连续分配的几种方式及实验。

1.固定分区分配方式：固定分区分配方式是将整个内存空间分为若干个大小相等的分区，并为每个分区分配一个进程。

这种分配方式适用于进程数固定或进程大小相对稳定的场景。

固定分区分配方式的优点是简单易实现，缺点是可能会造成内存空间浪费，同时，当进程数或进程大小发生变化时，需要重新划分分区，性能较差。

2.动态分区分配方式：动态分区分配方式是根据进程的实际需要动态地分配内存空间。

动态分区分配方式将内存空间划分为若干个大小不等的分区，每个分区都可以独立地分配给进程使用。

当有新进程需要内存空间时，系统会根据分区空闲情况找到合适的分区进行分配。

动态分区分配方式的优点是充分利用内存空间，缺点是可能会出现内存碎片问题。

3.伙伴系统分配方式：伙伴系统分配方式是一种动态分区分配方式的改进版本。

它将内存空间划分为若干个大小相等的块，每个块大小都是2的幂。

当有新进程需要内存空间时，系统会找到与其大小最接近的空闲块进行分配。

如果找到的块大于所需大小，则将其划分为两个大小相等的块，其中一个分配给进程，另一个留作备用；如果找到的块小于所需大小，则会继续查找更大的空闲块进行分配。

伙伴系统分配方式的优点是减少了内存碎片问题，缺点是实现较为复杂。

实验设计：1.实验目的：通过实验，测试和比较不同的内存连续分配方式在不同场景下的性能和效果。

2.实验环境：使用一台具备内存管理功能的计算机，并在上面运行操作系统。

3.实验步骤：a.首先，选择一种内存连续分配方式，如固定分区分配方式。

b.根据选择的分配方式，设置相应的分区大小和数量。

c.运行一些需要内存空间的进程，并观察它们的分配情况。

d.记录每个进程所分配到的内存空间大小和位置，以及未分配的内存空间大小和位置。

一、实验目的1. 熟悉内存的基本操作，包括内存的分配、释放、读写等。

2. 掌握C语言中内存操作的相关函数，如malloc、free、memcpy等。

3. 提高对内存管理重要性的认识，了解内存泄漏的成因及预防措施。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编译器：Visual Studio 20193. 编程语言：C语言三、实验内容1. 内存分配与释放2. 内存读写3. 内存拷贝4. 内存泄漏检测四、实验步骤1. 内存分配与释放（1）编写一个函数，使用malloc分配内存，并打印分配的内存地址。

```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>void test_malloc() {int p = (int )malloc(sizeof(int));if (p == NULL) {printf("Memory allocation failed.\n");return;}printf("Memory address: %p\n", p);free(p);}int main() {test_malloc();return 0;}```（2）编写一个函数，使用calloc分配内存，并打印分配的内存地址。

```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>void test_calloc() {int p = (int )calloc(10, sizeof(int));if (p == NULL) {printf("Memory allocation failed.\n");return;}printf("Memory address: %p\n", p);free(p);}int main() {test_calloc();return 0;}```2. 内存读写（1）编写一个函数，使用memcpy函数复制内存内容。

操作系统实验-内存管理操作系统实验内存管理在计算机系统中，内存管理是操作系统的核心任务之一。

它负责有效地分配和管理计算机内存资源，以满足各种程序和进程的需求。

通过本次操作系统实验，我们对内存管理有了更深入的理解和认识。

内存是计算机用于存储正在运行的程序和数据的地方。

如果没有有效的内存管理机制，计算机系统将无法高效地运行多个程序，甚至可能会出现内存泄漏、内存不足等严重问题。

在实验中，我们首先接触到的是内存分配策略。

常见的内存分配策略包括连续分配和离散分配。

连续分配是将内存空间视为一个连续的地址空间，程序和数据被依次分配到连续的内存区域。

这种方式简单直观，但容易产生内存碎片，降低内存利用率。

离散分配则将内存分成大小相等或不等的块，根据需求进行分配。

其中分页存储管理和分段存储管理是两种常见的离散分配方式。

分页存储管理将内存空间划分为固定大小的页，程序也被分成相同大小的页，通过页表进行映射。

分段存储管理则根据程序的逻辑结构将其分成不同的段，如代码段、数据段等，每个段有不同的访问权限和长度。

接下来，我们研究了内存回收算法。

当程序不再使用分配的内存时，操作系统需要回收这些内存以便再次分配。

常见的内存回收算法有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。

首次适应算法从内存的起始位置开始查找，找到第一个满足需求的空闲区域进行分配；最佳适应算法则选择大小最接近需求的空闲区域进行分配；最坏适应算法选择最大的空闲区域进行分配。

为了更直观地理解内存管理的过程，我们通过编程实现了一些简单的内存管理算法。

在编程过程中，我们深刻体会到了数据结构和算法的重要性。

例如，使用链表或二叉树等数据结构来表示空闲内存区域，可以提高内存分配和回收的效率。

在实验中，我们还遇到了一些实际的问题和挑战。

比如，如何处理内存碎片的问题。

内存碎片是指内存中存在一些无法被有效利用的小空闲区域。

为了解决这个问题，我们采用了内存紧缩技术，将分散的空闲区域合并成较大的连续区域。

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。

1. 理解内存分配的基本原理和常见算法。

2. 掌握动态分区分配方式中数据结构和分配算法的实现。

3. 分析不同内存分配算法的性能特点，提高对内存管理策略的认识。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C/C++3. 开发环境：Visual Studio 2019三、实验原理内存分配是操作系统中的一个重要功能，用于管理计算机中的内存资源。

本实验主要涉及以下内存分配算法：1. 首次适应算法（First Fit）2. 最佳适应算法（Best Fit）3. 最坏适应算法（Worst Fit）首次适应算法：从内存空间的起始位置开始查找，找到第一个足够大的空闲分区进行分配。

最佳适应算法：在整个空闲分区中查找一个大小最接近请求大小的空闲分区进行分配。

最坏适应算法：在整个空闲分区中查找一个最大的空闲分区进行分配。

四、实验步骤1. 创建一个内存空间，模拟动态分区分配方式。

2. 实现三种内存分配算法。

3. 分别使用三种算法进行内存分配，记录分配情况。

4. 分析不同算法的性能特点。

1. 创建内存空间```c#define MAX_MEMORY 1024 // 最大内存空间大小int memory[MAX_MEMORY] = {0}; // 初始化内存空间，0表示空闲int free_memory = MAX_MEMORY; // 空闲内存空间大小```2. 首次适应算法```cint first_fit(int size) {int start = 0;while (start < free_memory) {if (memory[start] == 0 && free_memory - start >= size) { for (int i = start; i < start + size; i++) {memory[i] = 1; // 分配内存}free_memory -= size;return start;}start++;}return -1; // 内存分配失败}3. 最佳适应算法```cint best_fit(int size) {int best_start = -1;int best_size = free_memory;for (int i = 0; i < free_memory; i++) {if (memory[i] == 0 && free_memory - i >= size && i < best_size) {best_start = i;best_size = i;}}if (best_start != -1) {for (int i = best_start; i < best_start + size; i++) {memory[i] = 1; // 分配内存}free_memory -= size;return best_start;}return -1; // 内存分配失败}```4. 最坏适应算法int worst_fit(int size) {int start = 0;int size_fit = 0;for (int i = 0; i < free_memory; i++) {if (memory[i] == 0 && free_memory - i >= size && free_memory - i > size_fit) {start = i;size_fit = free_memory - i;}}if (start != 0) {for (int i = start; i < start + size; i++) {memory[i] = 1; // 分配内存}free_memory -= size;return start;}return -1; // 内存分配失败}```5. 实验结果分析通过实验，我们可以观察到以下现象：- 首次适应算法分配速度较快，但可能会产生较多的内部碎片。

操作系统实验之内存管理实验报告一、实验目的内存管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的主要目的是深入理解操作系统中内存管理的基本原理和机制，通过实际编程和模拟操作，掌握内存分配、回收、地址转换等关键技术，提高对操作系统内存管理的认识和实践能力。

二、实验环境本次实验在 Windows 操作系统下进行，使用 Visual Studio 作为编程环境，编程语言为 C+＋。

三、实验原理1、内存分配算法常见的内存分配算法有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。

首次适应算法从内存的起始位置开始查找，找到第一个满足需求的空闲分区进行分配；最佳适应算法则选择大小最接近需求的空闲分区；最坏适应算法选择最大的空闲分区进行分配。

2、内存回收算法当进程结束释放内存时，需要将其占用的内存区域回收至空闲分区链表。

回收过程中需要考虑相邻空闲分区的合并，以减少内存碎片。

3、地址转换在虚拟内存环境下，需要通过页表将逻辑地址转换为物理地址，以实现进程对内存的正确访问。

四、实验内容1、实现简单的内存分配和回收功能设计一个内存管理模块，能够根据指定的分配算法为进程分配内存，并在进程结束时回收内存。

通过模拟多个进程的内存请求和释放，观察内存的使用情况和变化。

2、实现地址转换功能构建一个简单的页式存储管理模型，模拟页表的建立和地址转换过程。

给定逻辑地址，能够正确计算出对应的物理地址。

五、实验步骤1、内存分配和回收功能实现定义内存分区的数据结构，包括起始地址、大小、使用状态等信息。

实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。

创建空闲分区链表，初始化为整个内存空间。

模拟进程的内存请求，调用相应的分配算法进行内存分配，并更新空闲分区链表。

模拟进程结束，回收内存，处理相邻空闲分区的合并。

2、地址转换功能实现定义页表的数据结构，包括页号、页框号等信息。

给定页面大小和逻辑地址，计算页号和页内偏移。

通过页表查找页框号，结合页内偏移计算出物理地址。

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。

操作系统实验报告内存分配学生学号:学生姓名:专业年级:(一)实验目的设计编写首次适应算法实现内存分配，每次从低位开始对内存进行检验分配。

(二)设计思想程序分配内存时每次从最低位开始检验是否有满足分配条件的空闲空间，有则把该进程分配到链表的最后（若在中间有足够空闲空间且与两者差大于最小分配的空间大小则分配到该空闲空间的后面，然后把原空闲空间减去已分配的大小）；每次释放空间先检查所释放空间前后是否有空闲空间，有则将空间合并。

(三)主要数据结构及变量说明空间链表数据类型space：struct space{struct space *former； int address；int num； int size； int state； struct space *next；}，记录内存空间相关属性；最小分配空间int size_min=10；定义空间链表为S：typedef struct space S；S的指针mem：S *mem;；数据类型struct space *former：链表头结点；数据类型struct space *next：链表尾节点；m存放系统内存空间总大小的值。

(四)流程图(五)运行结果(六)附录（代码）：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include <iostream.h>struct space{struct space *former;int address;int num;int size;int state;struct space *next;};typedef struct space S;S *mem;int size_min=10;int m;void init(){mem=new S;mem->size=m;mem->former=0;mem->next=0;}void alloc(S *ptr,S *assign){if(ptr->next==NULL){if(ptr->size>=assign->size){ptr->size=ptr->size-assign->size;assign->state=1;ptr->next=assign;assign->former=ptr;}else{printf("没有足够的内存空间为进程%d分配\n",assign->num);delete assign;}}else{S *previous,*current;previous=ptr;current=previous->next;while(current!=NULL){if(current->size>=assign->size&&current->state==0){break;}previous=current;current=current->next;}if(current==NULL){if(ptr->size>=assign->size){assign->address =m-(ptr->size);ptr->size=ptr->size-assign->size;assign->state=1;assign->former=previous;previous->next=assign;}else{printf("没有足够的内存空间为进程%d分配\n",assign->num);}}else{if((current->size-assign->size)<=size_min){current->num=assign->num;current->state=1;delete assign;}else{current->size=current->size-assign->size;assign->state=1;assign->address=current->address;current->address=assign->address+assign->size;current->former=assign;assign->next=current;assign->former=previous;previous->next=assign;}}}}void printgroup(S *ptr){S *temp;temp=ptr->next;printf("内存链的状态为:\n");while(temp!=NULL){if(temp->state==0){printf(" 起始地址为:%d",temp->address);printf(" 空闲空间大小为:%d",temp->size);printf(" 内存空闲\n");}else{printf("运行的进程:%d",temp->num);printf(" 起始地址为:%d",temp->address);printf(" 分配空间大小为:%d",temp->size);printf(" 内存已分配\n");}temp=temp->next;}}void free(S *ptr,int i){S *previous,*current;previous=ptr; current=previous->next;while(current!=NULL){if(current->state==1&&current->num==i){break;}previous=current;current=current->next;}if(current==NULL){printf("内存中没有任何进程！！！\n");}else if(current->next==NULL){if(previous->state==0){previous->size=previous->size+current->size;previous->next=NULL;}else{current->state=0;}printf("进程%d释放%d的空间\n",current->num,current->size);printgroup(mem);}else{if(previous->state==0&&(current->next)->state==0){previous->size=previous->size+current->size+(current->next)->s ize;if((current->next)->next==NULL){previous->next=NULL;}else{((current->next)->next)->former=previous;previous->next=(current->next)->next;}}else if(previous->state==0){previous->size=previous->size+current->size;(current->next)->former=previous;previous->next=current->next;}else if((current->next)->state==0){current->size=current->size+(current->next)->size;current->state=0;if((current->next)->next==NULL){previous->next=NULL;}else{((current->next)->next)->former=current;current->next=(current->next)->next;}}else{current->state=0;}printf("进程%d释放%d的空间\n",current->num,current->size);printgroup(mem);}}void Creat(int i,int temp){printf("输入进程名和大小:\n");scanf("%d",&i);scanf("%d",&temp);space *fenpei;fenpei=(S *)malloc(sizeof(space));fenpei->former=NULL;fenpei->address=0;fenpei->size=temp;fenpei->num=i;fenpei->state=0;fenpei->next=NULL;alloc(mem,fenpei);printgroup(mem);}void main(void){int i;int j,k;printf("请输入内存大小：");scanf("%d",&m);init();while(1){printf("**************************\n");printf("申请内存输入数字1\n");printf("释放内存输入数字2\n");printf("中止进程输入数字0\n");printf("**************************\n");scanf("%d",&i);if(i==1){Creat(j,k);}if(i==2){printf("输入进程名：\n");scanf("%d",&j);free(mem,j);}if(i==0){break;}}}。

操作系统实验报告计算机学院（院、系）网络工程专业082 班组课学号20 姓名区德智实验日期教师评定实验四内存管理一、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、运用java实现整体的布局与分配内存时的动态图画显示。

三、实验步骤1.构建一个Process的对象类，每分配一次内存就实例化一个对象。

这对象包含分配内存的名字，内存大小（byte）,绘画的起点像素，绘画的终点像素。

主要代码：public class Process {private String name;private int size;private int beginPx;private int endPx;public int getBeginPx() {return beginPx;}public void setBeginPx(int beginPx) {this.beginPx = beginPx;}public int getEndPx() {return endPx;}public void setEndPx(int endPx) {this.endPx = endPx;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) { = name;}public int getSize() {return size;}public void setSize(int size) {this.size = size;}}2.根据用户输入而分配内存的大小，若输入的大小大于目前可分配内存的大小则拒绝分配操作，否则增加一个新进程入链表中，并在已分配表中增加进程的名字，更新剩余内存大小。

第1篇一、实验目的本次实验旨在让学生深入理解内存分配的基本原理和不同分配算法，通过实际操作，提高学生对内存管理技术的掌握程度。

通过本次实验，我们希望达到以下目标：1. 熟悉内存分配的基本概念和过程；2. 掌握常见的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法；3. 理解内存分配中的碎片问题，并尝试解决；4. 培养学生的动手实践能力和问题解决能力。

二、实验内容1. 实验环境：使用C语言编写程序，运行在Linux操作系统上。

2. 实验步骤：（1）首次适应算法：从内存空间的起始位置开始查找，找到第一个满足申请大小的空闲分区，将其分配给请求者。

（2）最佳适应算法：从所有空闲分区中查找一个最小的满足申请大小的分区，将其分配给请求者。

（3）最坏适应算法：从所有空闲分区中查找一个最大的满足申请大小的分区，将其分配给请求者。

（4）解决内存碎片问题：采用紧凑算法，将所有空闲分区合并成一个连续的大空间，从而减少内存碎片。

三、实验过程1. 编写程序实现内存分配算法，包括内存初始化、申请内存、释放内存等功能。

2. 对不同分配算法进行测试，观察分配效果，分析不同算法的优缺点。

3. 分析内存碎片问题，尝试解决方法，如紧凑算法。

四、实验结果与分析1. 首次适应算法：该算法简单易实现，但可能导致内存利用率较低，且可能产生较大的内存碎片。

2. 最佳适应算法：该算法分配效果较好，内存利用率较高，但分配速度较慢。

3. 最坏适应算法：该算法分配效果较差，内存利用率较低，但分配速度较快。

4. 紧凑算法：通过合并空闲分区，减少了内存碎片，提高了内存利用率。

五、实验体会1. 通过本次实验，我们深入了解了内存分配的基本原理和不同分配算法，掌握了常见内存分配算法的优缺点。

2. 实验过程中，我们遇到了各种问题，如内存碎片问题、算法实现问题等，通过查阅资料、讨论和尝试，最终解决了这些问题，提高了我们的问题解决能力。

3. 实验使我们认识到，内存管理是操作系统中的一个重要组成部分，对计算机性能和稳定性有着重要影响。

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或兼容机软件环境：VC++ 6.0四、实验原理及设计分析某系统采用可变分区存储管理，在系统运行当然开始，假设初始状态下，可用的内存空间为640KB，存储器区被分为操作系统分区（40KB）和可给用户的空间区（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）当作业1进入内存后，分给作业1（130KB），随着作业1、2、3的进入，分别分配60KB、100KB，经过一段时间的运行后，作业2运行完毕，释放所占内存。

实验四存储器管理一、实验名称：存储器管理二、实验目的在TC、VB、Delphi、C++Builder等语言与开发环境中，模拟操作系统的内存管理；通过程序运行所显示的内存使用的各项指标，加深对内存管理的理解。

三、实验内容实现主存储器空间的分配和回收。

本实验有两个题，学生可选择其中的一题做实验。

第一题：在固定分区管理方式下实现主存分配和回收。

第二题：在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和实现主存回收。

[提示]：可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。

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。

随着作业的装入、撤离，主存空间被分成许多个分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。

为了说明哪些区是空闲的，可以用来装入新作业，必须要有一张空闲区说明表，格式如下：起址长度状态第一栏14 K 12 K 未分配第二栏32 K 96 K 未分配空表目空表目其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址。

长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。

状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；另一种是“空表目”状态，表示表中对应的登记项目是空白（无效），可用来登记新的空闲区（例如，作业撤离后，它所占的区域就成了空闲区，应找一个“空表目”栏登记归还区的起址和长度且修改状态）。

由于分区的个数不定，所以空闲区说明表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目，否则造成表格“溢出”无法登记。

空闲区表的定义为：#define m 10 /*假定系统允许的空闲区表最大为m*/struct{ float address; /*起始地址*/float length; /*长度*/int flag; /*标志，用“0”表示空栏目，用“1”表示未分配*/ }free_table[m]; /*空闲区表*/上述的这张说明表的登记情况是按提示（1）中的例所装入的三个作业占用的主存区域后填写的。

西安邮电大学（计算机学院）课内实验报告实验名称：内存管理专业名称：软件工程班级：学生姓名：学号（8位）：指导教师：实验日期：实验五：进程1.实验目的通过深入理解区管理的三种算法，定义相应的数据结构，编写具体代码。

充分模拟三种算法的实现过程，并通过对比，分析三种算法的优劣。

（1）掌握内存分配FF，BF，WF策略及实现的思路；（2）掌握内存回收过程及实现思路；（3）参考给出的代码思路，实现内存的申请、释放的管理程序，调试运行，总结程序设计中出现的问题并找出原因，写出实验报告。

2.实验要求：1）掌握内存分配FF，BF，WF策略及实现的思路；2）掌握内存回收过程及实现思路；3）参考本程序思路，实现内存的申请、释放的管理程序，调试运行，总结程序设计中出现的问题并找出原因，写出实验报告。

3.实验过程：创建进程：删除其中几个进程：(默认以ff首次适应算法方式排列)Bf最佳适应算法排列方式：wf最差匹配算法排列方式：4.实验心得：这次实验实验时间比较长，而且实验指导书中对内存的管理讲的很详细，老师上课的时候也有讲的很详细，但是代码比较长，刚开始的时候也是不太懂，但是后面经过和同学一起商讨，明白几种算法的含义：①首次适应算法。

在采用空闲分区链作为数据结构时，该算法要求空闲分区链表以地址递增的次序链接。

在进行内存分配时，从链首开始顺序查找，直至找到一个能满足进程大小要求的空闲分区为止。

然后，再按照进程请求内存的大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求进程，余下的空闲分区仍留在空闲链中。

②循环首次适应算法。

该算法是由首次适应算法演变而形成的，在为进程分配内存空间时，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，并从中划出一块与请求的大小相等的内存空间分配给进程。

③最佳适应算法将空闲分区链表按分区大小由小到大排序，在链表中查找第一个满足要求的分区。

④最差匹配算法将空闲分区链表按分区大小由大到小排序，在链表中找到第一个满足要求的空闲分区。

操作系统内存管理实验指导书实验二内存管理实验一、实验目的1．掌握基本的主存分配和回收算法，了解Windows 2000/XP的虚拟内存机制。

2．学习使用Windows 2000/XP的与内存相关的API函数。

3．掌握请求分页存储管理方式。

二、实验内容及要求1．实验内容使用Windows 2000/XP 的API 函数，创建两个线程，一个用于模拟内存的分配活动，一个用于跟踪并记录内存分配过程中的内存变化情况，要求这两个线程使用信号量进行同步。

每次内存分配按照相应的测试数据的要求进行操作。

每个测试数据单元描述一次内存分配操作，测试数据有程序随机自动产生，并把产生的测试数据保存在一个文件中。

模拟内存分配活动的线程可以从测试数据文件中读出要进行的内存操作。

每个内存操作包括以下内容：1）时间：操作等待时间，即等待相应时间后执行内存分配操作(要求随机产生)；2）块数：操作的内存页数(要求随机产生)；3）操作类型：可以是保留（reserve）、提交（commit）、释放（release）、回收（decommit）、加锁（lock）、解锁（unlock）；保留：在虚拟地址空间分配，不分配物理空间提交：在物理地址空间分配回收：释放物理空间，但保留虚拟空间释放：释放物理空间和虚拟空间加锁：常驻内存，即防止操作系统把对应的内存空间换出到外存可以将这些操作编号，存放于文件中。

4）大小：指块的大小；5）访问权限：共五种PAGE_READONLY、PAGE_READWRITE、PAGE_EXCUTE、PAGE_EXECUTE_READ 和PAGE_ EXECUTE_READWRITE。

可以将这些权限编号，存放于文件中。

运行结果显示要求：每次内存分配操作给出一组此次分配的相关信息，包括操作类型、权限类型、分配的起始地址和大小等；每次内存分配操作之后给出一组关于系统和内存的当前状态的信息。

2．实验要求●学习并理解请求分页存储管理方式；●学习了解虚拟存储技术的技术特点；●熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法；●设计程序，实现以页为单位的虚拟内存分配方法；●不限制所使用的程序设计语言；●查阅有关资料；●提交实验报告。