虚拟存储器管理的技术

Word 文档1 / 1虚拟存储器的管理和技术有哪些我们很多的人应当都听说过虚拟存储器，今日，学习啦我为大家带来的是虚拟存储器管理方面的学问，虚拟存储器管理是怎么样的，它又有哪些类型呢。

一、分区式存储管理1、这类型的存储管理方法管理起来不冗杂比较的简洁，它的缺乏之处就会会对于内存空间造成大量的浪费，早期的单一用户以及单一任务的把握装置，把内存空间进行划分，形成两个分区，为我们的用户区域以及系统区域。

我们的操作系统则接受的是系统区域;应用程序则使用的是我们的用户区域，同时的可以对用户区域的全部的空间进行利用。

2、为了到达多个程序同时的一起被执行，在我们现代的把握系统里面则加入了分区式的存储方法管理，将内存划分为很多个区域，操作系统使用里面的其中一个区域，全部的剩下的区域则由应用程序进行利用，各个应用程序占据里面的一个或者是几个区域。

3、依据划分区域的空间有没有固定，又能够吧分区式的存储管理划分成为固定区域以及动态区域两个区域。

二、交换技术和分区技术1、依据程序的部分性的为原理，在一个不是很长的时间端里面，程序进行访问的存储器位置占有比较大的比例集聚在存储器位置比较少的空间里面。

交换技术则是接受了程序的部分性原理到达多个任务同时的进行环境存储管理工作。

2、交换的进程里面通过换入以及换出这两个进程构成，换入的进程把外村交换区的数据以及程序代码进行交换到内存里面，换出的进程则是把内存里面的数据进行交换到外村交换里面中去。

3、操作把握装置不会马上的执行程序代码在外存里面进行保存的工作，同时的把这些过程排到过程请求中的长期调度里面中去，队列里面的一些过程被调进主存里面进行执行，当因为输入以及输出等操作而造成存储器里面没有过程处于预备就绪的状况时，操作装置就会把一些进程交换到外存里面来，同时的排进中期里面中去。

4、交换技术的优势则是将同时运行的进程的数量加大。

缺乏之处则是换入以及换出的工作把处理机的时间开销加长同时交换的单位是全部的进程地址的容积，并无思索程序运行的进程里面地址访问进行统计的功能。

操作系统-存储管理（4）段页式虚拟存储物理地址：⼜称绝对地址，即程序执⾏所使⽤的地址空间（处理器执⾏指令时按照物理地址进⾏）逻辑地址：⼜称相对地址，即⽤户编程所使⽤的地址空间，从0开始编号，有两种形式：⼀维逻辑地址（地址）⼆维逻辑地址（段号:段内地址）主存储器空间的分配与去配：分配：进程装⼊主存时，存储管理软件进⾏具体的主存分配操作，并设置⼀个表格记录主存空间的分配情况去配：当某个进程撤离或主动归还主存资源时，存储管理软件要收回它所占⽤的全部或者部分存储空间，调整主存分配表信息主存储器空间的共享：多个进程共享主存储器资源：多道程序设计技术使若⼲个程序同时进⼊主存储器，各⾃占⽤⼀定数量的存储空间，共同使⽤⼀个主存储器多个进程共享主存储器的某些区域：若⼲个协作进程有共同的主存程序块或者主存数据块多道程序设计需要复⽤主存：按照分区复⽤：主存划分为多个固定/可变尺⼨的分区，⼀个程序/程序段占⽤⼀个分区按照页架复⽤：主存划分成多个固定⼤⼩的页架，⼀个程序/程序段占⽤多个页架装载程序/加载器（loader）把可执⾏程序装⼊内存的⽅式有：绝对装载可重定位装载动态运⾏时装载地址转换：⼜称重定位，即把可执⾏程序逻辑地址转换成绝对地址，可分为：静态地址重定位：由装载程序实现装载代码模块的加载和地址转换（⽆需硬件⽀持），把它装⼊分配给进程的内存指定区域，其中所有指令代码和数据的逻辑地址在执⾏前⼀次全部修改为内存物理地址。

早期单任务单⽤户OS使⽤。

动态地址重地位：由装载程序实现装载代码模块的加载，把它装⼊进程的内存在指定区域，但对链接程序处理过的应⽤程序逻辑地址不做修改，程序内存起始地址被置⼊重定位寄存器（基址寄存器）。

程序执⾏过程中每当CPU访问程序和数据引⽤内存地址时，由硬件地址转换机构截取此逻辑地址并加上重定位寄存器的值。

运⾏时链接地址重定位存储保护：为避免主存中的多个进程相互⼲扰，必须对主存中的程序和数据进⾏保护。

计算机操作系统中的内存管理和虚拟化技术计算机操作系统是现代计算机体系结构中不可分割的组成部分。

内存管理和虚拟化技术是计算机操作系统的重要功能之一，它们在保证计算机系统性能和安全性方面发挥着重要作用。

一、内存管理技术内存管理技术是操作系统中实现内存资源的高效利用和保护的重要手段。

计算机系统中的内存被划分为多个逻辑单元，各个逻辑单元之间进行切换和管理，以实现多个进程或任务的并发执行。

1. 内存的划分内存划分是内存管理的第一步。

一般情况下，计算机系统将内存划分为操作系统区域和用户区域。

操作系统区域用于存放操作系统内核和相关数据结构，而用户区域用于存放用户程序和数据。

2. 内存映射内存映射是将逻辑地址转换为物理地址的过程。

操作系统通过地址映射表或页表，将逻辑地址映射到实际的物理地址，以实现程序的正确执行和内存的动态管理。

3. 内存分配与回收内存分配与回收是内存管理的核心功能。

操作系统通过内存分配算法，为进程分配内存空间。

而当进程终止或释放内存时，操作系统需要回收这些空间以供其他进程使用。

4. 内存保护内存保护是防止进程之间互相干扰的重要手段。

通过设定访问权限和限制资源的使用，操作系统可以确保每个进程仅能访问自己被分配到的内存空间，从而保护进程的安全性和稳定性。

二、虚拟化技术虚拟化技术是一种将物理资源抽象为逻辑资源，并为不同的用户或应用程序提供独立的逻辑环境的技术。

在计算机操作系统中，虚拟化技术主要包括虚拟内存和虚拟机技术。

1. 虚拟内存虚拟内存是一种将主存和辅助存储器组合使用的技术。

它通过将物理内存的一部分作为虚拟内存空间，将进程的一部分内容从内存转移到硬盘上，以提高内存的利用率和系统的吞吐量。

2. 虚拟机虚拟机技术是将一个物理计算机虚拟为多个逻辑计算机的技术。

通过虚拟化软件的支持，可以在一台物理机上同时运行多个操作系统和应用程序，实现资源的共享和隔离，提高计算机系统的利用率和灵活性。

虚拟化技术在云计算和服务器虚拟化中得到了广泛应用，它极大地提升了计算机系统的效率和灵活性，降低了资源的成本和能源消耗。

操作系统中虚拟内存的管理在使用操作系统时，我们经常会涉及到虚拟内存的概念。

虚拟内存是一种通过硬盘来扩展计算机的物理内存，让计算机看起来拥有更多的内存空间，从而提升计算机的运行效率。

虚拟内存的管理是操作系统中非常重要的一部分，下面就来介绍一下操作系统中虚拟内存的管理。

一、内存分页内存分页是指将整个物理内存分成多个大小相同的分页，每个分页的大小通常为4KB或8KB。

然后将每个进程的虚拟内存也分成多个相同大小的虚拟页面，每个虚拟页面映射到一个物理页面。

这样一来，进程就可以按照页面单位来管理内存。

当进程访问一个虚拟页面时，操作系统会根据虚拟页面的映射关系，将其转换为物理页面并读取其内容。

如果虚拟页面没有被映射到物理页面，那么操作系统就需要将一个空闲的物理页面映射到该虚拟页面上，并将其内容从硬盘中读取进来。

二、页面置换随着进程的运行，部分物理页面会被频繁使用，而另一部分页面则很少使用甚至没有使用过。

为了更好地利用内存空间，操作系统需要对页面进行置换。

页面置换算法的目标是在物理页面不足时，寻找最适合置换出去的物理页面，并将其替换成要使用的新页面。

常见的页面置换算法有FIFO、LRU、Clock和Random等。

其中，FIFO算法是按照物理页面被加载的时间顺序来置换的，即最先加载进来的页面最先被置换出去。

LRU算法则是按照物理页面最近被使用的时间顺序来置换的。

这样，被最少使用的页面就会被优先置换出去，从而留出更多的页面空间给新页面使用。

三、页面缓存为了提高读取速度，操作系统会将最近使用的物理页面缓存到内存缓存区中，以便下一次访问时能够更快地读取。

而当物理页面不足时，操作系统也会优先将内存缓存区中的页面置换出去，以腾出空间给其他页面使用。

四、页面共享有些进程可能会需要共享同一个物理页面，以节省内存空间并提高系统性能。

比如多个进程在同时运行相同的程序时，它们所使用的代码部分可以共享同一个物理页面，减少了内存开销。

第3章 内存管理(3)一、单项选择题1．虚拟存储技术是 。

A ．补充内存物理空问的技术B ．补充相对地址空间的技术C ．扩充外存空问的技术D ．扩充输入输出缓冲区的技术解：虚拟存储技术并没有实际扩充内、外存，而是采用相关技术相对的扩充主存。

本题答案为B 。

2．以下不属于虚拟内存特征的是 。

A ．一次性B ．多次性C ．对换性D ．离散性解：多次性、对换性和离散性都是虚拟内存的特征。

本题答案为A 。

3．虚拟内存的基础是 。

A ．局部性理论B ．代码的顺序执行C ．变量的连续访问D ．指令局部性解：虚拟内存的基础是局部性理论，包括程序执行的局部性和存储空间访问的局部性。

本题答案为A 。

4．实施虚拟存储器管理的依据是程序的 。

A ．局部性原 B ．动态性原理 C ．并发性原 D ．一致性原理 解：同上题说明。

本题答案为A 。

5．实现虚拟内存最主要的技术是 。

A ．整体覆盖 B ．整体对换 C ．部分对换 D ．多道程序设计解：虚拟存储器具有多次性、对换性和虚拟性，而内、外存数据交换(对换)是基础。

本题答案为C 。

6．虚拟存储器是 。

A ．可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间B ．可提高计算机运算速度的设备C ．容量扩大了的主存D ．实际上不存在的存储器解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，可以运行大于实际内存大 小的作业。

本题答案为A 。

7．若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为 字节。

A ．2GB B ．4GB C ．100KB D ．640KB解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=322B=4GB 。

本题答案为B 。

8．设主存容量为1MB ，外存容量为400MB ，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是 。

A ．1MB B ．401MBC ．1MB+242 B D ．242 B解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=242B 。

操作系统中的虚拟内存管理随着计算机硬件技术的不断发展，现代计算机的内存容量也越来越大，一些具有相对较小内存容量的计算机系统或者应用程序仍然可以运行，主要归功于操作系统中的虚拟内存管理。

虚拟内存管理是指操作系统把主存空间和辅助存储器空间组成一个虚拟的内存空间，并在其中运行用户进程。

为了实现这种虚拟的内存空间，同时满足用户进程运行所需的空间和页表管理等需求，操作系统提供了一些必要的技术，其中包括分页和分段等技术。

分页技术分页技术是将虚拟内存和物理内存分为固定大小的块（称为页）来管理的一种技术。

每个进程都有一个页表，页表记录的是虚拟内存地址和物理地址的映射关系，而操作系统会将虚拟地址映射到物理地址来实现虚拟内存管理。

当进程需要访问一个虚拟地址时，操作系统会将这个虚拟地址转化为一个物理地址，然后将数据读取到内存中。

虚拟内存空间的页可以随时载入、释放。

当进程运行时，由于内存的容量有限，有些页可能会被置于辅助存储器（通常是硬盘）中。

当进程需要访问这些页面时，它们将被从辅助存储器中载入进程的虚拟内存中。

这样做的好处在于操作系统可以将虚拟内存空间映射到不同的物理内存位置，从而实现更好的内存管理。

此外，它还可以提高进程的安全性，因为进程无法访问不属于自己的物理内存。

分段技术分段技术是将虚拟内存和物理内存分为若干不同的段来管理的一种技术。

与分页不同的是，分段技术是以段为单位而不是页为单位来管理的。

例如，代码段、数据段、栈段等，在每个段之间都有一个段间隔。

每个进程都有一个描述符表，这个表记录了各个段的位置信息和权限，当进程访问一个段时，操作系统会根据描述符表中的信息来寻找物理地址并设置段间隔。

和分页技术相比，分段技术保护机制更好。

由于每个段都有各自的权限信息，因此进程不能越界访问其他段。

此外，分段技术还可以实现连续段内存的分配和释放，而不需要像分页一样需要进行页表的调整。

反向映射表在虚拟内存管理中，还有一个非常重要的概念是反向映射表。

段页式虚拟存储管理的实现原理咱们先来说说为啥要有这个段页式虚拟存储管理呀。

你想啊，计算机的内存就那么大，但是程序和数据那可是越来越多，就像你有个小房间，东西却不断地增加，怎么办呢？这就需要一种聪明的管理办法啦。

那这个段页式是咋回事呢？它呀，是把程序的地址空间分成段，然后每一段呢又分成好多页。

这就像是把你的大堆东西先分成几大类，然后每一类再分成一个个小包裹一样。

比如说，你可以把游戏程序当成一个段，办公软件当成一个段。

然后游戏程序这个段里面呢，又可以分成好多页，像游戏的画面渲染部分是一页，游戏的声音处理部分是一页。

在这个段页式虚拟存储管理里，有个很重要的东西叫段表和页表。

段表就像是一个大管家，它记录着每个段在内存里的起始位置呀，段的长度这些重要信息。

页表呢，就像是段里面的小管家，它负责记录每一页在内存里的位置等情况。

当程序要访问某个地址的时候，就像是你要找某个小物件一样。

首先呢，系统会根据段号去查段表，找到这个段在内存里的大概位置，这就好比你先找到这个东西所在的那一大类在房间里的哪个角落。

然后呢，再根据段里面的页号去查页表，这样就能准确地找到你要的那个数据或者指令啦，就像在那一大类里面找到那个具体的小包裹一样。

要是内存里没有这个页怎么办呢？这时候就会发生缺页中断。

这就像你要找的小包裹不在房间里，那怎么办呢？系统就会从外存（比如硬盘）把这个页调入内存。

这个过程就有点像你去仓库（外存）把东西拿进房间（内存）。

而且呀，为了提高效率，系统还会有一些替换算法。

比如说，要是内存满了，要调入新的页，就得把内存里现有的某个页替换出去。

这就像房间满了，要放新东西就得把旧东西挪个地方一样。

有像先进先出（FIFO）这种算法，就像先放进房间的东西先被挪走；还有最近最少使用（LRU）算法，就像很久都没用到的东西就先被替换出去。

在段页式虚拟存储管理里，还有个好处就是它的灵活性。

它既可以按照段来进行共享和保护，又可以按照页来进行内存的分配和管理。

win11虚拟内存自动管理的规则
Windows 11的虚拟内存自动管理遵循一些规则，这些规则有助于系统优化内存使用和性能。

首先，Windows 11会根据系统的实际内存情况自动设置虚拟内存的初始大小和最大大小。

这意味着在大多数情况下，用户不需要手动调整虚拟内存的设置。

系统会根据需要动态地调整虚拟内存的大小，以满足不同程序和任务对内存的需求。

另外，Windows 11会优先选择将虚拟内存分配在系统所在的系统盘上，通常是C盘。

这是因为虚拟内存的作用是扩展系统的物理内存，而系统盘通常是最快的存储设备，因此将虚拟内存放在系统盘上有助于提高系统的整体性能。

此外，Windows 11还会根据需要自动清理虚拟内存中的数据，以释放空间给其他程序或任务使用。

这有助于避免虚拟内存占用过多空间而影响系统性能。

总的来说，Windows 11的虚拟内存自动管理遵循动态调整、优先选择系统盘、自动清理等规则，以确保系统能够在不同的工作负载下高效地利用虚拟内存，从而提升整体性能和稳定性。

这些规则
的存在使得用户无需过多关注虚拟内存的设置和管理，系统能够根据实际情况进行自动优化，提供更好的用户体验。

一、实验目的1. 理解虚存管理的概念、原理及其在操作系统中的作用；2. 掌握虚存管理的几种常用页面置换算法；3. 熟悉虚拟存储器的工作过程，包括地址转换、页面调入/调出等；4. 通过实验加深对虚存管理技术的理解和应用。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.83. 虚拟存储器管理模拟程序：自行编写三、实验内容1. 虚存管理概述1.1 虚存管理的概念：虚存管理是操作系统内存管理的一个重要组成部分，通过虚拟存储技术，使得应用程序可以使用比实际物理内存更大的存储空间。

1.2 虚存管理的原理：虚存管理通过将程序的逻辑地址空间划分为若干个页面，并将这些页面映射到物理内存的页面中，实现逻辑地址空间与物理内存的映射。

2. 页面置换算法2.1 先进先出（FIFO）算法：FIFO算法是最简单的页面置换算法，按照页面进入内存的顺序进行置换。

2.2 最近最久未使用（LRU）算法：LRU算法将最近最久未使用的页面置换出内存。

2.3 Clock算法：Clock算法是对LRU算法的改进，通过使用一个指针来指示下一个要被置换的页面。

3. 虚拟存储器工作过程3.1 地址转换：当应用程序访问逻辑地址时，CPU将产生一个虚拟地址，操作系统通过地址转换将虚拟地址转换为物理地址。

3.2 页面调入/调出：当访问的页面不在内存中时，操作系统需要将一个页面从内存中调出，并将需要访问的页面调入内存。

4. 实验步骤4.1 编写模拟程序：编写一个模拟虚拟存储器管理的程序，实现页面置换算法、地址转换等功能。

4.2 生成指令地址流：产生一个需要访问的指令地址流，包括顺序执行的指令、均匀分布在前地址部分的指令、均匀分布在后地址部分的指令。

4.3 运行模拟程序：运行模拟程序，观察页面置换过程、地址转换过程以及内存使用情况。

4.4 分析实验结果：分析实验结果，比较不同页面置换算法的性能，分析虚拟存储器在内存使用上的优势。

第五章虚拟存储器一、单项选择题1、以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（）。

A．动态分区分配B．可重定位分区分配C．请求分页存储管理D．基本分页存储管理2、请求分页存储管理中，若把页面尺寸增加一倍，在程序顺序执行时，则一般缺页中断次数会（）。

A．增加B．减少C．不变D．可能增加也可能减少3、虚拟存储管理策略可以（）。

A．扩大物理内存容量B．扩大物理外存容量C．扩大逻辑内存容量D．扩大逻辑外存容量4、下列那一条（）不是影响缺页率的主要因素。

A．缺页中断服务速度B．分配给作业的物理块数C．系统规定页面的大小D．页面调度算法二、填空题1、在虚拟存储机制中，进程的一部分装入内存，一部分保留在硬盘上。

当发现某条指令不在内存中时，发生__________。

1、虚拟存储器的特征有__________，__________和__________。

2、在请求分页存储管理中，每当要访问的页面不在内存时，会产生__________。

3、在请求分段存储管理中，当运行进程要访问的段尚未调入内存时，会产生__________。

5、在请求分页存储管理中，进程的某页可能会重复地被换出和换入内存，发生多次的缺页中断，影响程序执行的性能，这种现象称为__________。

6、某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。

假定某时刻系统为用户的第0，1，2，3页分别分配的物理块号为5，10，4，7，虚拟地址065C和0D3C变换为物理地址后分别是__________和__________。

（十六进制）7、在一个请求分页存储管理系统中，采用先进先出页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为1，3，2，4，2，3，5，4，3，1，2，5。

当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，访问过程中发生的缺页次数为__________和__________。

（假定开始时，物理块中为空）8、在一个请求分页存储管理系统中，某程序的页面走向为：2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。

操作系统管理-虚拟存储器-实验报告-代码7页一、实验目的学习操作系统中虚拟存储器的概念，掌握虚拟存储器的实现思路和方式。

二、实验要求在C语言环境下，实现基于分页机制的虚拟存储和页表管理。

三、实验内容1.实现一个虚拟存储器，其中分页大小为4KB，虚拟地址空间大小为4GB（每个进程可以使用的虚拟地址空间）。

物理内存大小为512MB，即实际内存中有128个物理页面。

2.实现页表管理，将虚拟地址映射到物理地址。

3.实现页面替换算法，当物理内存不足时，需要将某些页面从内存中置换出来。

4.实现程序的运行，能够根据页面缺失率输出性能参数。

四、实验步骤1.确定程序设计思路和数据结构。

2.实现虚拟存储器和页表管理。

3.实现页面替换算法。

五、实验代码及解析对于程序设计思路，首先需要确定虚拟存储器和物理内存的大小，以及页面大小。

虚拟存储器大小默认为4GB，物理内存大小为512MB，页面大小为4KB。

其次，需要设计页表数据结构。

页表可以使用一个二维数组表示，其中第一维表示页表项，第二维表示页内地址。

页表项有四个字段，分别为标志位（是否在内存中）、页框号（页面所在的物理页框号）、保护（页面的读写权限）、计数（页面使用情况的计数器）。

第三，需要设计页面替换算法。

本程序采用最近最少使用算法（LRU）作为页面替换算法，当物理内存不足时，选择使用最近最少使用的页面进行替换。

#define PAGE_SIZE 4096 // 页面大小#define VIRTUAL_MEM_SIZE 4 * 1024 * 1024 * 1024 // 虚拟存储器大小#define PHYSICAL_MEM_SIZE 512 * 1024 * 1024 // 物理内存大小#define PAGE_NUM (VIRTUAL_MEM_SIZE / PAGE_SIZE) // 页面总数#define PHYSICAL_PAGE_NUM (PHYSICAL_MEM_SIZE / PAGE_SIZE) // 物理页面数struct page_table_entry {int present; // 是否在内存中（1为在，0为不在）int page_frame; // 页面所在的物理页框号int protect; // 页面的读写权限int count; // 页面使用情况的计数器}struct page_table_entry page_table[PAGE_NUM][PAGE_SIZE]; // 页表虚拟存储器和页表管理需要掌握的是页表的相关数据结构，还有一个重要的点，就是如何将虚拟地址映射到物理地址。

操作系统实验实验五虚拟存储器管理学号 1115102015 姓名方茹班级 11电子A 华侨大学电子工程系实验五虚拟存储器管理实验目的1、理解虚拟存储器概念。

2、掌握分页式存储管理地址转换盒缺页中断。

实验内容与基本要求1、模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。

分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。

为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存。

作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式“绝对地址=块号×块长+单元号”计算出欲访问的主存单元地址。

如果块长为2 的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而成绝对地址。

若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，有操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。

设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。

当访问的页在主存时，则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。

当访问的页不在主存时，则输出“* 该页页号”，表示产生了一次缺页中断。

2、用先进先出页面调度算法处理缺页中断。

FIFO 页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。

假定作业被选中时，把开始的m 个页面装入主存，则数组的元素可定为m 个。

实验报告内容1、分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理。

分页式存储管理的基本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定的若干个小分区，每个小分区称为一个存储块，简称块，并依次编号为0，1，2，3,……，n块，每个存储块的大小由不同的系统决定，一般为2的n次幂，如1KB，2 KB，4 KB等，一般不超过4 KB。

习题四存储管理一、单项选择题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2、外存（如磁盘）上存放的程序和数据（）。

A．可由CPU直接访问B．必须在CPU访问之前移入内存C．是必须由文件系统管理的D．必须由进程调度程序管理3、当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为（）。

A.源程序B.目标程序C.可执行程序D.非执行程序4、固定分区存储管理一般采用( )进行主存空间的分配。

A.最先适应分配算法B.最优适应分配算法C.最坏适应分配算法D.顺序分配算法5、经过（），目标程序可以不经过任何改动而装入物理内存单元。

A.静态重定位B.动态重定位C.编译或汇编D.存储扩充6、若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（）字节。

A.2GBB.4GBC.100KBD.640KB7、首次适应算法的空闲区是（）。

A．按地址递增顺序连在一起B．始端指针表指向最大空闲区C．按大小递增顺序连在一起D．寻找从最大空闲区开始8、（）是指将作业不需要或暂时不需要的部分移到外存，让出内存空间以调入其他所需数据。

A.覆盖技术B.对换技术C.虚拟技术D.物理扩充9、虚拟存储技术是（）。

A.补充内存物理空间的技术B.补充相对地址空间的技术C.扩充外存空间的技术D.扩充输入输出缓冲区的技术10、虚拟存储技术与（）不能配合使用。

A.分区管理B.动态分页管理C.段式管理D.段页式管理11、以下存储管理技术中，支持虚拟存储器的技术是（）。

A．动态分区法B．可重定位分区法C．请求分页技术D．对换技术12、在请求页式存储管理中，若所需页面不在内存中，则会引起（）。

A.输入输出中断B. 时钟中断C.越界中断D. 缺页中断13、采用段式存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许每段的最大长度是（）。

A．224 B．216 C．28 D．23214、在固定分区分配中，每个分区的大小是_______。

一、实验目的1. 理解存储器管理的概念和作用。

2. 掌握虚拟存储器的实现原理。

3. 熟悉存储器分配策略和页面置换算法。

4. 提高动手实践能力，加深对存储器管理知识的理解。

二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C/C++3. 开发环境：GCC编译器三、实验内容1. 虚拟存储器实现原理（1）分页式存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页。

内存与外存之间通过页表进行映射，实现虚拟存储器。

（2）页表管理：包括页表建立、修改和删除等操作。

（3）页面置换算法：包括FIFO、LRU、LRU时钟等算法。

2. 存储器分配策略（1）固定分区分配：将内存划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能分配给一个进程。

（2）可变分区分配：根据进程需求动态分配内存，分为首次适应、最佳适应和最坏适应等策略。

（3）分页存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页，通过页表进行映射。

3. 页面置换算法（1）FIFO算法：根据进程进入内存的顺序进行页面置换，最早进入内存的页面将被淘汰。

（2）LRU算法：淘汰最近最少使用的页面。

（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，通过一个时钟指针实现页面置换。

四、实验步骤1. 编写程序实现虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。

2. 编写测试程序，模拟进程在虚拟存储器中的运行过程，观察不同页面置换算法的效果。

3. 分析实验结果，比较不同页面置换算法的性能差异。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过模拟实验，验证了虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。

实验结果显示，不同页面置换算法对系统性能的影响较大。

2. 实验分析（1）FIFO算法：实现简单，但可能导致频繁的页面置换，影响系统性能。

（2）LRU算法：性能较好，但实现复杂，需要额外的硬件支持。

（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，在性能和实现复杂度之间取得平衡。