操作系统课程设计报告 编程演示三种存储管理方式的地址换算过程

操作系统实验报告-页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断实验四页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断一．实验目的（1）深入了解存储管理如何实现地址转换。

（2）进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。

二．实验内容编写程序完成页式虚拟存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。

三．实验原理页式存储管理把内存分割成大小相等位置固定的若干区域，叫内存页面，内存的分配以“页”为单位，一个程序可以占用不连续的页面，逻辑页面的大小和内存页面的大小相同，内外存的交换也以页为单位进行，页面交换时，先查询快表，若快表中找不到所需页面再去查询页表，若页表中仍未找到说明发生了缺页中断，需先将所需页面调入内存再进行存取。

四．实验部分源程序#define size 1024//定义块的大小，本次模拟设为1024个字节。

#include "stdio.h"#include "string.h"#includestruct plist{int number; //页号int flag; //标志，如为1表示该页已调入主存，如为0则还没调入。

int block; //主存块号，表示该页在主存中的位置。

int modify; //修改标志，如在主存中修改过该页的内容则设为1，反之设为0int location; //在磁盘上的位置};//模拟之前初始化一个页表。

struct plist p1[7]={{0,1,5,0,010},{1,1,8,0,012},{2,1,9,0,013},{3,1,1,0,021},{4,0,-1,0,022},{5,0,-1,0,023},{6, 0,-1,0,125}};//命令结构，包括操作符，页号，页内偏移地址。

struct ilist{char operation[10];int pagenumber;int address;};//在模拟之前初始化一个命令表，通过程序可以让其顺序执行。

课程设计题目模拟设计页式存储管理中地址转换学院计算机科学与技术学院专业计算机科学与技术专业班级姓名指导教师汪祥莉2012 年 1 月10 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：汪祥莉工作单位：计算机科学与技术学院题目: 模拟设计页式存储管理中地址转换初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，理解页式存储管理的思想及相应的分配主存的过程。

2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．实现页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。

能够处理以下的情形：页式逻辑地址可以输入十进制或者十六进制，能检查地址的合法性，如果合法进行转换，否则显示“地址非法”；物理地址能够分别用十进制和十六进制表示。

2．设计报告内容应说明：⑴课程设计目的与功能；⑵需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)；⑶源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他的其他方法（如果有，简要说明该方法）；v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。

时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。

周2、周3：完成程序调试及测试。

周4、周5：验收、撰写课程设计报告。

（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.摘要 (4)2.设计目的与基本要求 (4)3.程序设计模块说明 (5)3.1主要定义变量说明 (5)3.2程序设计思路 (5)3.2.1程序语言的选择 (5)3.2.1操作系统中页式存储系统的地址转换图 (5)3.2.2地址转换流程图 (6)3.2.2程序设计流程图 (7)3.3程序主要语句和数据结构 (8)4.程序调试与运行结果 (8)4.1程序运行开始界面 (8)4.2设置内存分页 (9)4.3输入进程分块数目并生成随机页表 (9)4.4输入十进制逻辑地址并转换成物理地址 (10)4.5输入十六进制逻辑地址并转换成物理地址 (10)4.6程序结束 (10)5. 自我评价与总结 (11)6.附录：程序主要部分 (11)1.摘要页表的功能可以由一组专门的寄存器来实现。

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。

实践课设计报告课程名称操作系统课程设计模拟设计内存管理中的地址题目转换（动态分区、页式十进制）学院班级学号姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 模拟设计内存管理中的地址转换（动态分区、页式十进制）初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，理解动态分区、页式、段式和段页式存储管理的思想及相应的分配主存的过程。

2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．下列内部存储器管理中地址转换，在完成指定存储管理技术中的地址转换基础上还可以选择其它内部存储器管理中的地址转换进行模拟设计并实现：⑴动态分区方案，用最先适用算法对作业实施内存分配，然后把作业地址空间的某一逻辑地址转换成相应的物理地址。

能够处理以下的情形：输入某一逻辑地址，程序能判断地址的合法性，如果合法，计算并输出相应的物理地址。

如果不能计算出相应的物理地址，说明原因。

⑵页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换（十进制）。

能够处理以下的情形：输入某一十进制逻辑地址，能检查地址的合法性，如果合法进行转换，否则显示“地址非法”；物理地址用十进制表示。

⑶页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换（八进制）。

能够处理以下的情形：输入某一八进制逻辑地址，能检查地址的合法性，如果合法进行转换，否则显示“地址非法”；物理地址用八进制表示。

⑷页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换（十六进制）。

能够处理以下的情形：输入某一十六进制逻辑地址，能检查地址的合法性，如果合法进行转换，否则显示“地址非法”；物理地址用十六进制表示。

⑸段式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。

能够处理以下的情形：指定内存的大小，进程的个数，每个进程的段数及段大小；能检查地址的合法性，如果合法进行转换，否则显示地址非法的原因。

⑹段页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。

操作系统课程设计报告项目：模拟请求页式存储管理一、目的和要求1、实训目的（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。

2、实训要求编写并调试完成请求页式存储管理程序。

页面置换算法：最佳置换算法（OPT）、先进先出算法(FIFO)和最近最少用算法（LRU）。

要求打印每个页面置换算法的页面置换变化示意图、缺页中断次数和缺页中断率，以比较各种算法的优缺点。

二、设计思路及过程1、概要设计1.1 问题概述根据三种不同的置换算法（FIFO、LRU、OPT），依据其不同的算法方式，分别计算该页面引用串在不同算法下的缺页次数与缺页率，并显示各页面的变化情况。

1.2 内容分析对于该课程设计中模拟的请求页式存储管理的页面置换过程，只要掌握其中最基本的三种算法，包括FIFO、LRU及OPT。

另外，对于同一个页面引用串，要求能够调用不同的算法对它进行操作。

2、过程设计2.1模块设计在下图的主模块设计图中，只注重描绘了请求页式存储管理的三种主要算法，未描绘出细节部分。

图2.1 请求页式存储管理的主模块设计图2.2 算法原理分析要成功实现算法，首先要知道各个方法是怎么做的，即原理是怎样的，下面是三种算法的原理。

（1）FIFO算法：该算法认为刚被调入的页面在最近的将来被访问的可能性很大，而在主存中滞留时间最长的页面在最近的将来被访问的可能性很小。

因此。

FIFO算法总是淘汰最先进入主存的页面，即淘汰在主存中滞留时间最长的页面。

（2）LRU算法是最近最久未使用，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出在当前页面中最近最久没有使用的页面。

该算法总是选择最近一段时间内最长时间没有被访问过的页面调出。

它认为那些刚被访问过的页面可能在最近的将来还会经常访问他们，而那些在较长时间里未被访问的页面，一般在最近的将来再被访问的可能性较小。

实验项
目
名称
页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断
实验目的及要求1、深入了解页式存储管理如何实现地址转换。

2、进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。

实验内容
编写程序完成页式虚拟存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。

实验具体包括：首先对给定的地址进行地址转换工作，若发生缺页则先进行缺页中断处理，然后再进行地址转换；最后编写主函数对所做工作进行测试。

假定内存64KB，每个内存块1024字节；作业最大支持到64KB，系统中每个作业分得内存块4块。

实验步骤
注：可根据实际情况加页。

摘要分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页面或页，并为各页加以编号，从0开始，相应地，也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为(物理)块或页框(frame)，也同样为它们加以编号。

在分段存储管理方式中，作业的地址空间被划分为若干个段，每个段定义了一组逻辑信息。

每个段都从0开始编址，并采用一段连续的地址空间。

段的长度由相应的逻辑信息组的长度决定，因而各段长度不等。

整个作业的地址空间由于是分成多个段，因而是二维的，亦即，其逻辑地址由段号(段名)和段内地址所组成。

段页式系统的基本原理，是基本分段存储管理方式和基本分页存储管理方式原理的结合，即先将用户程序分成若干个段，再把每个段分成若干个页，并为每一个段赋予一个段名。

目录1概述 (4)(一)分页存储管理方式的作用： (4)(二)分段存储管理方式的作用： (4)(三)段页式存储管理方式的作用 (4)2. 课程设计任务及要求 (5)2.1 设计任务 (5)2.2 设计要求 (5)(一)分页方式的地址换算。

具体要求： (5)随机生成页面大小，但一定为2的幂，系统随机生成一个至少有10行的页表，页号、块号从0开始。

(5)分段方式的地址换算。

具体要求： (5)(二)段页式的地址换算。

具体要求： (5)3. 算法及数据结构 (6)3.1算法的总体思想 (6)3.2数据结构模块 (6)3.3分页方式的地址换算模块 (7)3.4分段方式的地址换算模块 (9)3.5段页方式的地址换算模块 (10)3.6主函数模块 (12)4. 程序设计与实现 (14)4.1 程序流程图 (14)5. 结论 (24)6. 收获、体会和建议 (25)7. 参考文献 (26)1概述(一)分页存储管理方式的作用：页表的功能可以由一组专门的寄存器来实现。

一个页表项用一个寄存器。

由于寄存器具有较高的访问速度，因而有利于提高地址变换的速度；在分页系统中，选择过小的页面大小，可以减少内存碎片，起到减少内存碎片总空间的作用，有利于内存利用率的提高。

内师大计算机与信息工程学院《操作系统》课程设计报告1.设计任务编程演示三种存储管理方式的地址换算过程2 设计的功能目标1、分页方式的地址换算2、分段方式的地址换算3、段页式的地址换算3 设计的思想、方法和技术（含数据结构、算法）实验要求演示分页方式的地址换算，分段方式的地址换算，段页式的地址换算。

1.分页方式通过自定义的逻辑地址算出页号与页内地址，页号=逻辑地址/页面大小，业内地址=逻辑地址%页面大小，然后通过页表来实现向物理地址的转换。

物理地址=块号*页面大小+页内地址2.分段方式通过段号和段内地址得到物理地址。

物理地址=段首地址+段内地址，段首地址根据段号找到，段号和逻辑地址自定义3.段页式通过段号得到页表首地址，通过页号得到块号，进而得到物理地址。

物理地址=页表首地址+块号*页面长度+页内地址，通过段号找到页表首地址，通过页号找到块号，其中逻辑地址段号，页号，页内地址自定义。

4 设计的主要代码及注释分页式部分：int page(int A,int L){int pl,pa;printf("int luo ji di zhi:");scanf("%d",&pl);printf("int ye mian da xiao:");scanf("%d",&pa);if(pl>256)printf("luo ji di zhi %d > ye biao chang du,wrong\n",pl);else{int d,P,kd,i;int WD;int PT[256];for(i=0;i<256;i++){PT[i]=rand() %512;}P=pl/pa;d=pl%pa;if(P>=256) printf("ye hao > biao chang du,wrong\n");else {printf("ye hao = luo ji di zhi / ye mian da xiao=%d,ye nei di zhi = luo ji di zhi % ye mian da xiao=%d\n",P,d);kd=PT[P];printf("gen ju ye hao:%d get kuai hao:%d\n",P,kd);WD=kd*pa+d;printf("wu li kuai hao=kuai hao*ye mian da xiao+ye nei di zhi\n");printf("wu li di zhi=%d*%d+%d\n",kd,pa,d);printf("luo ji di zhi huan suan hou wu li di zhi=%d\n\n",WD);return (0);}}}分段式部分：int Segment(int sn,int sd){int i,wd;for(i=0;i<255;i++){st.segf[i]=rand()%255;st.segl[i]=rand()%2048;}if(sn>256) printf("duan hao > duan biao chang du 256,wrong\n\n",sn);else if(sd>st.segl[sn]) printf("duan nei di zhi > duan chang du ,wrong\n\n",sd,st.segl[sn]);else{printf("gen ju duan hao zhao dao duan shou di zhi:%d\n",st.segf[sn]);printf("wu li di zhi=duan shou di zhi+duan nei di zhi\n");printf("wu li di zhi =%d+%d\n",st.segf[sn],sd);wd=st.segf[sn]+sd;printf("huan suan de dao de wu li di zhi=%d\n\n",wd);}return (0);}段页式部分：int SegPagt(int sn,int pn,int pd){int i,wd;sp.pl=256;for(i=0;i<255;i++){sp.pf[i]=sp.segf[i]=rand()%26624;sp.ptl[i]=sp.segl[i]=rand()%512;sp.pt[i]=rand()%256;}if(sn>=256)printf("duan hao %d > ye biao chang du 256,wrong\n\n",sn);elseif(pn>=256)printf("ye hao %d > ye biao chang du 256,wrong\n\n",pn);elseif(pd>sp.pl)printf("ye nei di zhi > ye mian chang du,wrong\n\n",pd,sp.pl);else{printf("tong guo duan hao:%d get ye biao shou di zhi:%d\n,tong guo ye hao:%d get kuai hao:%d\n",sn,sp.pf[sn],pn,sp.pt[pn]);printf("wu li di zhi=ye biao shou di zhi+kuai hao*ye mian chang du+ye nei di zhi\n");printf("wu li di zhi=%d+%d*%d+%d\n",sp.pf[sn],sp.pt[pn],sp.pl,pd);wd=sp.pf[sn]+sp.pt[pn]*sp.pl+pd;printf("wu li di zhi:%d\n\n",wd);}return (0);}5 结果分析（含实现中出错原因分析）分页式:分段式：段页式：6 设计小结（即收获和体会）通过本次实验，对分页式，分段式，段页式的地址转换有了更深的了解。

多道批处理系统的两级调度-1李旭欣李彩燕林广声
多道批处理系统的两级调度-2周理彬梁丹彤农思雯
多道批处理系统的两级调度-3王彬彬马少滨张楷豪
两道批处理系统的两级调度-1徐彬林泳林志聪
两道批处理系统的两级调度-2王南佳孙秦英谢德强
进程调度侯正之许树炯温景钊
多级文件系统-1魏如南曾志坤黄锦玲帕尔哈提·阿布都克力木多级文件系统-2丁越曾祥杰刘海峰
请求调页存储管理方式的模拟-1黄劲黄威豪张宇辰
请求调页存储管理方式的模拟-2张志泉张晓龙吕慧苍
请求调页存储管理方式的模拟-3
请求调页存储管理方式的模拟-4
银行家算法邹国琴杜径舟陈启伟
编程演示三种存储管理方式的地址换算过程马书鸿叶志锴余植荣
磁盘调度算法1陈晓聪陈俊豪李峥旭
磁盘空间管理-1陈兆龙何勇杰杜信杰
磁盘空间管理-2黄炜东张锦添曾志鹏
磁盘空间管理-3冼世勇
磁盘空间管理-4周东辉庄俊华
都克力木。