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  • 操作系统 存储管理

    千次阅读 2018-01-01 21:43:45
    其中连续分配存储管理方式有:单一连续分配方式和分区管理的方式 单一连续分配:早期的,老早老早就GG了。 分区管理: 1、固定分区管理:分区大小相同,分区大小相等两种形式,所以固定分区是大小确定不...

    1、存储器:

    速度:寄存器---->主存---->辅存

    容量:辅存---->主存---->寄存器

    2、高速缓存和磁盘缓存:

    高速缓存:解决cpu与主存之间速度不平衡

    磁盘缓存:解决主存与磁盘之间速度不平衡,他是内存中开辟的一个区间,并不是实际存在的一个存储器

    3、程序的运行过程:
    编译、连接、装入

    编译:将命名空间编程逻辑地址

    链接:链接是指将这组目标模块以及所需的库函数装配成一个完整的装入模块

    1、静态链接

    2、装入时动态链接

    3、运行时动态链接

    装入:将模块装入内存

    1、绝对装入方式

    2、可重定位装入方式:可以将模块装入至内存的任何位置

    3、动态运行时装入方式:装入时不立即将逻辑地址立刻装换成物理地址

    4、存储管理的方式:

    1、单一连续区管理

    2、分区管理

    3、分页管理

    4、分段管理

    5、段页式管理

    其中连续分配存储管理方式有:单一连续分配方式和分区管理的方式

    单一连续分配:早期的,老早老早就GG了。

    分区管理:

    1、固定分区管理:分区大小相同,分区大小相等两种形式,所以固定分区是大小确定不相等。会造成内碎片。

    2、动态分区管理:动态分配内存,将涉及数据结构和分配算法和回收。

    2.1 顺序搜索算法:FF首次适应,BF最佳适应(容易造成外碎片),最坏适应,循环首次适应

    2.2 索引搜索算法:快速适应,伙伴系统、哈希算法

    3、动态可重定位分区分配管理:

    3.1 紧凑技术:将内存中的所有作业都进行移动来讲内存的区域聚集在一起,能获得更大的内存空间,但是内存位置都发生了变换,每次紧凑之后需进行重定位

    算法和动态分区一致,但增加了紧凑这一步,就在分配时加一步,是否可以放的下,放不下就紧凑,重定位。

    离散存储管理方式:分页管理、分段管理、段页式管理

    1、分页管理:固定大小,会造成页内碎片但较小,系统为每个进程创建一张表,称为页表。但是页表存储需要的内存会占很大,所以可以只将当前需要的部分页表向调入内存。

    2、分段管理:满足用户需要,方便编程,信息共享,信息保护,动态增长,动态链接。段表对每个分段分配一个连续的分区,进程的各个短可以离散的装入内存,由于段表是根据段来建立的,那要找到内存中的某个数据需要知道是哪个进程的?进程中哪个段的?所以地址是二维的!

    3、段页式管理:两种结合。先把作业分段,然后进行分页

    5、虚拟存储器

    1、虚拟内存中使用请求分页技术

    2、将部分程序放在外存,用时调用

    3、虚拟的,而非物理上扩充了内存

    6、请求分页管理方式

    1、请求分页表

    2、中断

    3、算法

    例题:

    在分区存储管理方法下,导致碎片的原因是 ( )。
       A.         重定位                           B.         分区的个数固定
       C.         分区的大小固定             D.         作业连续存储

    解析:选D,固定分区会导致内碎片就是由于分区大小固定,作业是连续存储的。动态分区是会造成外碎片还是由于作业必须连续存储。

    在下列有关请求分页管理的叙述中,正确的是(  )。
    A.程序和数据是在开始执行前一次性装入的
    B.产生缺页中段一定要淘汰一个页面
    C.一个被淘汰的页面一定要写回外存
    D.在页表中要有“访问位”和“改变位”等信息

    解析:选D,C肯定被pass,B中不一定要淘汰页面,如果内存还能容纳页面,直接把它调进来就好了,没必要淘汰,A的话请求分页就是把当前不适用的页面放在外存的,感觉A的话有点不太对

    系统“抖动”现象的发生是由(    )引起的。
     A置换算法选择不当     B交换的信息量过大
     C内存容量不足        D请求页式管理方法

    解析:选A,抖动的根本原因还是:进程太多,而分配的物理块太少了。但仔细一想,为什么物理块太少,还是一位置换算法不当。

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  • 操作系统存储管理之分区存储管理

    千次阅读 2019-04-13 14:17:06
    一、单连续分区存储管理 【单连续分区存储管理】 每个进程占用一个物理上完全连续的存储空间(区域),可分为三种: #单用户连续分区存储管理 #固定分区存储管理 #可变分区存储管理 【单用户连续分区存储管理】 ...

    一、单连续分区存储管理

    【单连续分区存储管理】

    • 每个进程占用一个物理上完全连续的存储空间(区域),可分为三种:
      #单用户连续分区存储管理
      #固定分区存储管理
      #可变分区存储管理

    【单用户连续分区存储管理】

    • 适用于单用户单任务操作系统,如DOS
    • 主存区域划分为系统区与用户区,系统区用来存放操作系统的程序与数据,用户区则用来存放这一个用户的进程
    • 设置一个栅栏寄存器界分两个区域,硬件用它在执行时进行存储保护
    • 一般采用静态重定位进行地址转换
    • 硬件实现代价低

    【单用户连续分区存储管理示意】

    • 静态重定位:在装入一个作业时,把该作业中程序的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址
      在这里插入图片描述

    【固定分区存储管理的基本思想】

    • 支持多个分区
    • 分区数量固定
    • 分区大小固定
    • 可用静态/动态重定位
    • 硬件实现代价低
    • 早期OS采用
      在这里插入图片描述

    【固定分区方式的主存分配】

    • 主存分配表
      在这里插入图片描述
    • 主存的分配与去配

    【固定分区方式的地址转换】

    • 硬件实现机制与动态重定位
      在这里插入图片描述

    【可变分区存储管理概述】

    • 固定分区存储管理不够灵活,既不适应大尺寸程序,又存在内存内零头,有浪费
    • 能否按照进程实际内存需求动态划分分区,并允许分区个数可变
    • 这就是可变分区存储管理

    二、可变分区存储管理

    【可变分区存储管理】

    • 按进程的内存需求来动态划分分区
    • 创建一个进程时,根据进程所需主存量查看主存中是否有足够的连续空闲空间
      #若有,则按需要量分割一个分区
      #若无,则令该进程等待主存资源
    • 由于分区大小按照进程实际需求量来确定,因此分区个数是随机变化的

    【可变分区方式的内存分配示例】
    在这里插入图片描述

    【可变分区方式的主存分配表】

    • 已分配区表与未分配区表,采用链表
      在这里插入图片描述

    【可变分区方式的内存分配】

    • 最先适应分配算法
    • 邻近时应分配算法
    • 最优适应分配算法
    • 最坏适应分配算法

    【可变分区方式的内存回收】
    在这里插入图片描述

    【地址转换与存储保护】

    • 硬件实现机制与动态重定位
      在这里插入图片描述

    【可变分区方式的内存零头】

    • 固定分区方式会产生内存内零头
    • 可变分区方式也会随着进程的内存分配产生一些小的不可用的内存分区,称为内存外零头
    • 最优适配算法最容易产生外零头
    • 任何适配算法都不能避免产生外零头

    【移动技术(程序浮动技术)】

    • 移动分区以解决内存外零头
    • 需要动态重定位支撑
      在这里插入图片描述

    【移动技术的工作流程】
    在这里插入图片描述

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  • 页式存储管理 ** 一、页式存储管理的基本原理 【页式存储管理的基本原理】 分页存储器将主存划分成多个大小相同的页架 受页架尺寸限制,程序的逻辑地址也自然分页 不同的页可以放在不同页架中,不需要连续 页表用于...

    **

    页式存储管理

    **

    一、页式存储管理的基本原理

    【页式存储管理的基本原理】

    • 分页存储器将主存划分成多个大小相同的页架
    • 受页架尺寸限制,程序的逻辑地址也自然分页
    • 不同的页可以放在不同页架中,不需要连续
    • 页表用于维系进程的主存完整性
      在这里插入图片描述

    【页式存储管理中的地址】

    • 页式存储管理的逻辑地址由两部分组成:页号和单元号,逻辑地址形式:
      在这里插入图片描述
    • 页式存储管理的物理地址也有两部分组成:页架号和单元号,物理地址形式:
      在这里插入图片描述
    • 地址转换(直接把页号变为页架号)可以通过查页表完成

    【页式存储管理的地址转换思路】
    在这里插入图片描述

    【页式存储管理的内存分配/去配】

    • 可用一张位示图来记录主存分配情况
    • 建立进程页表维护主存逻辑完整性
      在这里插入图片描述

    【页的共享】

    • 页式存储管理能够实现多个进程共享程序和数据
    • 数据共享:不同进程可以使用不同页号共享数据页
    • 程序共享:不同进程必须使用相同页号共享代码页
      #共享代码中的(JMP<页内地址>)指令,使用不同页号时做不到

    二、页式存储管理的地址转换

    【页式存储管理的地址转换代价】

    • 页表放在主存:每次地址转换必须访问两次主存
      1.按页号读出页表中的相应页架号
      2.按计算出来的绝对地址进行读写
    • 存在问题:降低了存取速度
    • 解决方法:利用Cache存放部分页表

    【页式存储管理的快表】

    • 为提高地址转换速度,设置一个专用的高速存储器,用来存放页表的一部分
    • 快表:存放在高速存储器中的页表部分
    • 快表表项:页号,页架号
    • 这种高速存储器是联想存储器,即按照内容寻址,而非按照地址访问

    【引入快表后的地址转换代价】

    • 采用快表后,可以加快地址转换速度
    • 假定主存访问时间为200毫微秒,快表访问时间为40毫微秒,查快表的命中率是90%。平均地址转换代价为:(200+40)*90%+(200+200)*10%=256毫微秒
    • 比两次访问主存的时间(400毫微秒)下降了36%

    【基于快表的地址转换流程】

    • 按逻辑地址中的页号查快表
    • 若该页已在快表中,则由页架号和单元号形成绝对地址
    • 若该页不在快表中,则再查主存页表形成绝对地址,同时将该页登记到快表中
    • 快表填满后,又要登记新页时,则需在快表中按一定策略淘汰一个旧登记项

    【多道程序环境下的进程表】

    • 进程表中登记了每个进程的页表
    • 进程占有处理器运行时,其页表起始地址和长度送入页表控制寄存器
      在这里插入图片描述

    【多道程序环境下的地址转换】
    在这里插入图片描述

    三、页式虚拟存储管理

    【页式虚拟存储管理的基本思想】

    • 把进程全部页面装入虚拟存储器,执行时先把部分页面装入实际内存,然后,根据执行行为,动态调入不在主存的页,同时进行必要的页面调出
    • 现代OS的主流存储管理技术
    • 首次只把进程第一页信息装入主存,称为请求页式存储管理

    【页式虚拟存储管理的页表】

    • 需要扩充页表项,指出
      #每页的虚拟地址、实际地址
      #主存驻留标志、写回标志、保护标志、引用标志、可移动标志
      在这里插入图片描述

    【页式虚拟管理的实现】

    • CPU处理地址
      #若页驻留,则获得块号形成绝对地址
      #若页不在内存,则CPU发出缺页中断
    • OS处理缺页中断
      #若有空闲页架,则根据辅存地址调入页,更新页表与快表等
      #若无空闲页架,则决定淘汰页,调出已修改页,调入页,更新页表与快表

    【页式虚拟存储管理的地址转换】
    在这里插入图片描述

    【缺页中断的处理流程】
    在这里插入图片描述

    四、页面调度

    【页面调度】

    • 当主存空间已满又需要装入新页时,页式虚拟存储管理必须按照一定的算法把已在主存的一些页调出去
    • 选择淘汰页的工作称为页面调度
    • 选择淘汰页的算法称为页面调度算法
    • 页面调度算法如果设计不当,会出现(刚被淘汰的页面立即又要调入,并如此反复)这种现象称为抖动颠簸

    【缺页中断率】

    • 假定进程P共n页,系统分配页架数m个
    • P运行中成功访问次数为S,不成功访问次数为F,总访问次数A=S+F
    • 缺页中断率定义为:f=F/A
    • 缺页中断率是衡量存储管理性能和用户编程水平的重要依据

    【影响缺页中断率的因素】

    • 分配给进程的页架数:可用页架数越多,则缺页中断率就越低
    • 页面的大小:页面尺寸越大,则缺页中断率就越低
    • 用户的程序编制方法:在大数据量情况下,对缺页中断率也有很大影响

    【用户编程的例子】

    • 程序将数组置为“0”,假定仅分得一个主存页架,页面尺寸为128个字,数组元素按行存放,开始时第一页在主存
      在这里插入图片描述

    【OPT页面调度算法】

    • 理想的调度算法是:当要调入新页面时,首先淘汰以后不再访问的页,然后选择距现在最长时间后再访问的页
    • 该算法由Belady提出,称Belady算法,又称最佳算法(OPT)
    • OPT只可模拟,不可实现

    【先进先出FIFO页面调度算法】

    • 总是淘汰最先调入主存的那一页,或者说主存驻留时间最长的那一页(常驻的除外)
    • 模拟的是程序执行的顺序性,有一定合理性

    【最近最少用LRU页面调度算法】

    • 淘汰最近一段时间较久未被访问的那一页,即那些刚被使用过的页面,可能马上还要被使用到
    • 模拟了程序执行的局部属性,既考虑了循环性又兼顾了顺序性
    • 严格实现的代价大(需要维持特殊队列)

    【LRU算法的模拟实现】

    • 每页建一个引用标志,供硬件使用
    • 设置一个时间间隔中断:中断时页引用标志置0
    • 地址转换时,页引用标志置1
    • 淘汰页面时,从页引用标志为0的页中随机选择
    • 时间间隔多长是个难点

    【最不常用LFU页面调度算法】

    • 淘汰最近一段时间内访问次数较少的页面,对OPT的模拟性比LRU更好
    • 基于时间间隔中断,并给每一页设置一个计数器
    • 时间间隔中断发生后,所有计数器清0
    • 每访问页1次就给计数器加1
    • 选择计数值最小的页面淘汰

    【时钟CLOCK页面调度算法】

    • 采用循环队列机制构造页面队列,形成了一个类似于钟表面的环形表
    • 队列指针则相当于钟表面上的表针,指向可能要淘汰的页面
    • 使用页面引用标志位

    【CLOCK算法的工作流程】

    • 页面调入主存时,其引用标志位置1
    • 访问主存页面时,其引用标志位置1
    • 淘汰页面时,从指针当前指向的页面开始扫面循环队列
      #把所遇到的引用标志位是1的页面的引用标志位清0,并跳过
      #把所遇到的引用标志位是0的页面淘汰,指针推进一步

    五、反置页表

    【反置页表的提出】

    • 页表及相关硬件机制在地址转换、存储保护、虚拟地址访问中发挥了关键作用
    • 为页式存储管理设置专门硬件机构
    • 内存管理单元MMU:CPU管理虚拟/物理存储器的控制线路,把虚拟地址映射为物理地址,并提供存储保护,必要时确定淘汰页面
    • 反置页表IPT:MMU用的数据结构

    【反置页表的基本设计思想】

    • 针对内存中的每个页架建立一个页表,按照块号排序
    • 表项包含:正在访问该页架的进程标识、页号及特征位,和哈希链指针
    • 用来完成内存页架到访问进程页号的对应,即物理地址到逻辑地址的转换

    【反置页表的页表项】

    • 页号:虚拟地址页号
    • 进程标志符:使用该页的进程号(页号和进程标志符结合起来标志一个特定进程的虚拟地址空间的一页)
    • 标志位:有效、引用、修改、保护和锁定等标志信息
    • 链指针:哈希链

    【基于反置页表的地址转换过程】

    • MMU通过哈希表把进程标识和虚页号转换成一个哈希值,指向IPT(反置页表)的一个表目
    • MMU遍历哈希链找到所需进程的虚页号,该项的索引就是页架号,通过拼接移位便可生成物理地址
    • 若遍历整个反置页表中未能找到匹配表项,说明该页不在内存,产生缺页中断,请求操作系统调入

    【反置页表下的地址转换示意】
    在这里插入图片描述

    • 未显示选择淘汰页面,同样由MMU完成

    **

    段式存储管理

    **

    一、段式存储管理

    【段式程序设计】

    • 每个程序可由若干段组成,每一段都可以从“0”开始编址,段内的地址是连续的
    • 分段存储器的逻辑地址由两部分组成
      #段号:单元号
      #和页式存储管理(段号:单元号)有本质区别。“段号:单元号”是用户程序设计自己设定的。而“页号:单元号”是系统自动切割的,用户并不知道。所以分页存储器是用户编程原则上不可见的,除了性能优化。而分段存储器是用户可控制的

    【程序的分段结构】
    在这里插入图片描述

    【段式存储管理的基本思想】

    • 段式存储管理基于可变分区存储管理实现,一个进程要占用多个分区
    • 硬件需要增加一组用户可见的段地址寄存器(代码段、数据段、堆栈段、附加段),供地址转换使用
    • 存储管理需要增加设置一个段表,每个段占用一个段表项,包括:段始址、段限长,以及存储保护、可移动、可扩充等标志位

    【段式存储管理的地址转换流程】
    在这里插入图片描述

    【段的共享】

    • 通过不通进程段表中的项指向同一个段基址来实现
    • 对共享段的信息必须进行保护,如规定只能读出不能写入,不满足保护条件则产生保护中断

    二、段式虚拟存储管理

    【段式虚拟存储管理的基本思想】

    • 把进程的所有分段都存放在辅存中,进程运行时先把当前需要的一段或几段装入主存,在执行过程中访问到不在主存的段时再把他们动态装入
    • 段式虚拟存储管理中断的调进调出是由OS自动实现的,对用户透明
    • 与段覆盖基数不同,它是用户控制的主存扩充技术,OS不感知

    【段式虚拟存储管理的段表扩充】

    • 段表的扩充
      #特征位:00(不在内存)01(在内存)11(共享段)
      #存取权限:00(可执行)01(可读)11(可写)
      #扩充位:0(固定长)1(可扩充)
      #标志位:00(未修改)01(已修改)11(不可移动)
      在这里插入图片描述

    【段式虚拟存储管理的地址转换】
    在这里插入图片描述

    三、段页式存储管理

    【段页式存储管理的基本思想】

    • 段式程序设计可以基于页式存储管理实现
    • 每一段不必占据连续的存储空间,可存放在不连续的主存页架中
    • 能够扩充位段页式虚拟存储管理
    • 装入部分段,或者装入段中部分页面

    【段页式存储管理的段表和页表】
    在这里插入图片描述

    【段页式存储管的地址转换】
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    【段页式虚拟存储管理的地址转换】
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  • 操作系统存储管理实验报告

    千次阅读 2020-01-20 09:47:42
    课程名称 计算机操作系统 实验名称 存储管理实验 实验类型 验证 设计 综合 创新 【实验目的】 实验目的: 通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,了解虚拟存储技术的特点,掌握虚 拟存储请求页式...

    华中农业大学 学生实验报告

    课程名称 计算机操作系统 实验名称 存储管理实验 实验类型 验证 设计
    综合 创新
    【实验目的】
    实验目的:

    1. 通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,了解虚拟存储技术的特点,掌握虚 拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程,并比较它们的效率。
      实验要求:掌握五种存储管理算法
      1)最佳淘汰算法(OPT)
      2)先进先出的算法(FIFO)
      3)最近最久未使用算法(LRU)
      4)最不经常使用算法(LFU)
      5)最近未使用算法(NUR)
    2. 熟悉内存自由空闲队列的分配策略及熟悉内存分区的回收原则及实现过程
      【实验内容】
      设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用下述算法计算访问命中率。
      1)最佳淘汰算法(OPT)
      2)先进先出的算法(FIFO)
      3)最近最久未使用算法(LRU)
      4)最不经常使用算法(LFU)
      5)最近未使用算法(NUR)
      命中率=1-页面失效次数/页地址流长度
      模拟内存的动态分配和回收,并编程实现。
      【实验环境】(含主要设计设备、器材、软件等)
      Pc电脑一台

    【实验步骤、过程】(含原理图、流程图、关键代码,或实验过程中的记录、数据等)
    实验步骤:

    程序说明及实现:
    1.
    先进先出算法:原理是优先淘汰最早进入内存的页面,FIFO 算法是最简单的页面置换算法。FIFO 页面置换算法为每个页面记录了调到内存的时间,即必须置换页面时会选择最旧的页面。“FIFO 算法当进程分配到的页面数增加时,缺页中断的次数可能增加也可能减少”。 FIFO 算法基于队列实现,不是堆栈类算法。注意,并不需要记录调入页面的确切时间,可以创建一个 FIFO 队列,来管理所有的内存页面。置换的是队列的首个页面。当需要调入页面到内存时,就将它加到队列的尾部。FIFO 页面置换算法易于理解和编程。然而,它的性能并不总是十分理想:其一,所置换的页面可以是很久以前使用过但现已不再使用的初始化模块。其二,所置换的页面可以包含一个被大量使用的变量,它早就初始化了,但仍在不断使用。
    2.
    最近最久未被使用算法:即淘汰最近没有使用的页面,选择最近最长时间未访问过的页面予以淘汰,它认为过去一段时间内未访问过的页面,在最近的将来可能也不会被访问。该算法为每个页面设置一个访问字段,来记录页面自上次被访问以来所经历的时间,淘汰页面时选择现有页面中值最大的予以淘汰。
    3.
    最近未使用算法:当某一页首次装入主存时,该帧的使用位设置为1;当该页随后再被访问到时,它的使用位也被置为1。对于页替换算法,用于替换的候选帧集合看做一个循环缓冲区,并且有一个指针与之相关联。当某一页被替换时,该指针被设置成指向缓冲区中的下一帧。当需要替换一页时,操作系统扫描缓冲区,以查找使用位被置为0的一帧。每当遇到一个使用位为1的帧时,操作系统就将该位重新置为0;如果在这个过程开始时,缓冲区中所有帧的使用位均为0,则选择遇到的第一个帧替换;如果所有帧的使用位均为1,则指针在缓冲区中完整地循环一周,把所有使用位都置为0,并且停留在最初的位置上,替换该帧中的页。由于该算法循环地检查各页面的情况,故称为 CLOCK 算法,又称为最近未用( Not Recently Used, NRU )算法。
    4.
    最佳置换算法:当要调入一页而必须淘汰旧页时,应该淘汰以后不再访问的页,或距最长时间后要访问的页面。它所产生的缺页数最少,然而,却需要预测程序的页面引用串,这是无法预知的,不可能对程序的运行过程做出精确的断言,不过此理论算法可用作衡量各种具体算法的标准。
    5.最不经常使用置换算法:最不经常使用(LFU)页面置换算法要求置换具有最小计数的页面。这种选择的原因是,积极使用的页面应当具有大的引用计数。然而,当一个页面在进程的初始阶段大量使用但是随后不再使用时,会出现问题。由于被大量使用,它有一个大的计数,即使不再需要却仍保留在内存中。一种解决方案是,定期地将计数右移 1 位,以形成指数衰减的平均使用计数。

    FF首次适应算法(First Fit):该算法从空闲分区链首开始查找,直至找到一个能满足其大小要求的空闲分区为止。然后再按照作业的大小,从该分区中划出一块内存分配给请求者,余下的空闲分区仍留在空闲分区链中。特点: 该算法倾向于使用内存中低地址部分的空闲区,在高地址部分的空闲区很少被利用,从而保留了高地址部分的大空闲区。显然为以后到达的大作业分配大的内存空间创造了条件。
    最佳适应算法(Best Fit):该算法总是把既能满足要求,又是最小的空闲分区分配给作业。为了加速查找,该算法要求将所有的空闲区按其大小排序后,以递增顺序形成一个空白链。这样每次找到的第一个满足要求的空闲区,必然是最优的。
    最坏适应算法(Worst Fit):最坏适应算法是将输入的作业放置到主存中与它所需大小差距最大的空闲区中。空闲区大小由大到小排序。
    说明:
    本实验的程序设计基本上按照实验内容进行。即首先用 srand( )和 rand( )函数定义和产生指 令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。
    (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:
    A:50%的指令是顺序执行的
    B:25%的指令是均匀分布在前地址部分
    C:25%的指令是均匀分布在后地址部分
    (2)将指令序列变换为页地址流
    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。
    代码截图:
    初始化代码

    结果截图:

    Excel 绘制图像;

    FF,BF,WF代码截图:

    实验结果截图:

    【实验结果或总结】(对实验结果进行相应分析,或总结实验的心得体会,并提出实验的改进意见)

    1. 对代码的理解:FIFO算法是最新进入的页面在尾部,最久进入的在头部,每当发生缺页中断时,就替换掉表头的页面并把新调入的页面加入到链表的末尾(通过改变 busypf_head和 busypf_tail 和 freepf_head实现);LRU 算法是通过比较已经调入内存的页面的时间;选出最早调度内存的算法。(比较time);NUR算法是将页面被访问设置R位,页面被写入M位,比较四种形况,选择出一个情况最容易的进行置换;OPT 算法需要比较已经进入内存的页面哪些最久不会被使用,并将其换出,这是一个理想算法且命中率比较高;最不经常使用的置换算法:算法根据数据的历史访问频率来淘汰数据(比较counter).
    2. 五个算法比较:通过excel表格画图可以看出:显然OPT算法的命中率更高;其他四种算法的命中率较为相似,但从别的参考资料可以看到LRU,NUR 的命中率比其他两个略高。
    3. 首次适应算法(First Fit)特点: 该算法倾向于使用内存中低地址部分的空闲区,在高地址部分的空闲区很少被利用,从而保留了高地址部分的大空闲区。显然为以后到达的大作业分配大的内存空间创造了条件。缺点:低地址部分不断被划分,留下许多难以利用、很小的空闲区,而每次查找又都从低地址部分开始,会增加查找的开销。
      最佳适应算法(Best Fit):孤立地看,该算法似乎是最优的,但事实上并不一定。因为每次分配后剩余的空间一定是最小的,在存储器中将留下许多难以利用的小空闲区。同时每次分配后必须重新排序,这也带来了一定的开销。特点:每次分配给文件的都是最合适该文件大小的分区。缺点:内存中留下许多难以利用的小的空闲区。
      最坏适应算法(Worst Fit)特点:尽可能地利用存储器中大的空闲区。缺点:绝大多数时候都会造成资源的严重浪费甚至是完全无法实现分配。
    4. 通过上述三种适应的算法各有优缺点,在具体的情境中要找到具体的适应算法。
    5. 通过这次的学习懂得了五种页面置换的算法,并作图;有些遗憾的是并没有看到FIFO的抖动现象。懂得了三种动态分区算法,并能够理解各个算法的优缺点。这次的学习过程收获很大。
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空空如也

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操作系统存储管理