Linux操作系统实验报告存储管理试验.doc

电子信息学院实验报告书课程名：Linux操作系统实验 题 目： 实验三 存储管理试验 实验类别 【验证】 班 级： BX0907 学 号： 09 姓 名： 吴沛儒 评语：实验态度：认真（ ） 一般（ ） 差（ ）实验结果：正确（ ） 部分正确（ ）错（ ）实验理论：掌握（ ） 熟悉（ ） 了解（ ） 不懂（ ）操作技能：强（ ） 一般（ ） 差（ ）实验报告：好（ ） 一般（ ） 差（ ）成绩： 指导教师： 胡静 批阅时间： 年 月 日成绩： 指导教师： 宁建红 批阅时间： 年 月 日1、 实验内容或题目(1)模拟初始内存页面分配（数组、结构体均可） (2)实现Buddy heap算法 (3)通过键盘输入随机产生申请和释放操作 请求：r8代表申请8个页面。 释放：f4代表释放4个页面。 (4)每个申请或释放操作，都在屏幕上显示操作前与操作后的内存分配的对比图。 (5)实验假设申请和释放的页数都是2的整次幂。(1)建立工作集页面模型。 (2)利用随机函数动态生成进程访问页面的序列号。 (3)实现FIFO页面淘汰算法。 (4)实现页故障率反馈模型。2、 实验目的与要求(1) 用C语言是实现模拟Linux系统中连续内存分配用到的伙伴对算法。 (2) 通过链表的形式输出在内存申请和释放过程中内存状态的对比图。(1)了解工作集模型的原理及其特点。 (2)实现页故障率反馈模型。3、 实验步骤与源程序1. Buddy heap算法模拟源程序; #include #include typedef struct block int size; int start; int loc; struct block *next; struct block *prior; block;int maxsize=512; block *note; block *id10;void printmem()int i;for(i=9; i=0;i-)printf(%d -,i);block * temp = (struct block *)malloc(sizeof(struct block);temp = idi-next;while(temp!=NULL)printf(%d(%s)(%d)-,temp-size,temp-loc=1?占用:空闲,temp-start); temp=temp-next;printf(n);void init()int i;for(i=0;iprior=idi;idi-next=NULL;note=(struct block *)malloc(sizeof(struct block);note-size=maxsize;note-start=0;note-loc=0;note-next=NULL;id9=(struct block *)malloc(sizeof(struct block);id9-next=note;id9-prior=id9;note-prior=id9;printmem();int power(int x,int y) int k=0,tmp=1;for(;knext;int flag=0,isFirst=0;while(pend!=NULL)if(pend-loc=0) if(isFirst=0)idtempId-next=pend-next;else pend-prior-next=pend-next;int size=(pend-size)/2;int start=pend-start;newu-size=size;newu-start=start;newf-start=start+size;newu-loc=0;newf-size=size;newf-loc=0;newf-prior=newu;newu-next=newf;newf-next=NULL;tempId-;cend=idtempId;while(cend-next!=NULL)cend=cend-next;cend-next=newu; newu-prior=cend;flag=1;return 1;else pend=pend-next;isFirst+;if(flag=0)tempId=tempId+1;if(tempIdnext;int nextStart=first-start+first-size;int preStart=first-start-first-size;int flag=0,isFirst=0;while(second!=NULL)if(second-start=nextStart | second-start=preStart) & second-loc=0)merger-size=(first-size)+(second-size);merger-loc=0;merger-start=(first-start)start)?(first-start):(second-start);if(first-next!=NULL)first-next-prior=first-prior;if(first-prior-prior)=first-prior)idtempId-next=first-next;else first-prior-next=first-next;if(second-next!=NULL)second-next-prior=second-prior;if(isFirst=0)idtempId-next=second-next;elsesecond-prior-next=second-next;tempId+;merger-next=idtempId-next;merger-prior=idtempId;if(idtempId-next!=NULL) idtempId-next-prior=merger;idtempId-next=merger;if(tempIdnext;isFirst+;return 1;int freeb(int size)block * first=(struct block *)malloc(sizeof(struct block);int tempId=root(2,size);first=idtempId-next;int flag=0;while(first!=NULL)if(first-loc=1)first-loc=0;flag=1;break;else first=first-next;if(flag=1)merge(tempId,first); printmem();else printf(需要释放的内存块不存在!n);return 1;int requestb(int size)block * temp=(struct block *)malloc(sizeof(struct block);int tempId = root(2,size);int flag=0;temp=idtempId-next;while(temp!=NULL)if(temp-loc=0 & temp-size=size) temp-loc=1;flag=1;printf(分配成功!n);printmem();return 1;elsetemp=temp-next;if(flag=0)tempId+;if(tempId=9)int rs=split(tempId);if(rs=-1) printf(没有合适的空间可分配!n);return -1;else requestb(size);else printf(没有合适的空间可分配!n);return -1;free(temp);int main()init();int flag=1; int size; char order; doprintf(请输入命令:(以空格相隔,示例:r 8)n);scanf(%c %d,&order,&size);if(order=r) requestb(size);else if(order=f) freeb(size);elseprintf(error!);printf(是否继续?(1继续，0退出):);scanf(%d,&flag);getchar();while(flag=1);结果图：2. 页故障率反馈模型源程序; #include #include #include #define MAX_WORKSET 10#define WINDOW_SIZE 20int mempage=10; int procArrayWINDOW_SIZE; int winMAX_WORKSET2;double maxRate=0.8,minRate=0.2;double curRate;int cur_workset=3;int conflictCount=0;void print()curRate=(double)conflictCount/(double)WINDOW_SIZE;printf(缺页故障率：%g,故障率上限/下限：%g/%gn,curRate,maxRate,minRate);void changeArray()int i;for(i=0;iWINDOW_SIZE;i+)procArrayi=rand()%mempage;printf(进程调用页面序列：);for(i=0;iWINDOW_SIZE;i+)printf(%d|,procArrayi);printf(n);void init()int i,j;/changeArray();for(i=0;iMAX_WORKSET;i+)wini0=-1;wini1=cur_workset;void changePage(int number)int i,flag=0;for(i=1;icur_workset;i+)if(winflag1 = wini1)flag=i;winflag0=procArraynumber;winflag1=1;conflictCount+;for(i=0;icur_workset;i+)if(i!=flag & wini1!=-1)wini1+;void step(int number)int i,hit=0;for(i=0;icur_workset;i+)if(procArraynumber = wini0)/number+;hit=1;break;if(hit=0)changePage(number);void run()int i;conflictCount=0;changeArray();for(i=0;imaxRate)cur_workset+;else if(curRateminRate)cur_workset-;int main()init();char quit;dorun();print();feedback();printf(输入任意字符继续，q退出n);scanf(%c,&quit);getchar();while(quit != q);4、 结果分析与实验体会存储管理是操作系统中最重要的组成部分之一。在早期计算时代，由于人们所需要的内存数目远远大于物理内存，人们设计出了各种各样的策略来解决此问题，其中最成功的是虚拟内存技术。它使得系统中为有限物理内存竞争的进程所需内存空间得到满足。我们以Buddy Heap算法为例，实现模拟Linux系统中连续内存分配。BH算法具有速度快的明显特点，同时解决了外碎片问题，但带来内碎片，这是由于实际请求一般不能恰好与2i相对应，此时必须向上取整。对于更大块的请求内碎片的浪费更严重。为此Linux将剩余的内碎片按2j整数次幂切片并由二次分配器进行单独管理。此外当进程物理空间不