Linux操作系统实验报告存储管理试验

1、电子信息学院实验报告书题目：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（）实验结果：正确（）部分正确（）实验理论：掌握（）熟悉（）操作技能：强（）一般（）实验报告：好（）一般（）成绩：指导教师：胡靛批阅时间:课程名Linux操作系统实验 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 Buddyheap 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

2、放的页数都是 2 的整次幕。(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.Buddyheap 算法模拟源程序；#include#includetypedefstructblockintstart;intloc;structblock*next;structblo

3、ck*prior;intmaxsize=512;block*note;block*id10;voidprintmem()inti;for(i=9;i=0;i-)printf(%d-”,i);block*temp=(structblock*)malloc(sizeof(structblock);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);)voidinit()inti;for(i=0;iprior=idi;idi

4、-next=NULL;)note=(structblock*)malloc(sizeof(structblock);note-size=maxsize;note-start=0;note-loc=0;note-next=NULL;id9=(structblock*)malloc(sizeof(structblock);id9-next=note;id9-prior=id9;note-prior=id9;printmem();)intpower(intx,inty)intk=0,tmp=1;for(;knext;intflag=0,isFirst=0;isFirst+;if(flag=0)tem

5、pId=tempId+1;if(tempIdnext;intnextStart=first-start+first-size;intpreStart=first-start-first-size;intflag=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

6、):(second-start);while(pend!=NULL)if(pend-loc=0)if(isFirst=0)idtempId-next=pend-next;elsepend-prior-next=pend-next;intsize=(pend-size)/2;intstart=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

7、-;cend=idtempId;while(cend-next!=NULL)cend=cend-next;cend-next=newu;newu-prior=cend;flag=1;return1;elsepend=pend-next;return0;if(first-next!=NULL)first-next-prior=first-prior;)if(first-prior-prior)=first-prior)idtempId-next=first-next;elsefirst-prior-next=first-next;if(second-next!=NULL)second-next-

8、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+;return1;intfreeb(intsize)block*first=(structblock*)malloc(

9、sizeof(structblock);inttempId=root(2,size);first=idtempId-next;intflag=0;while(first!=NULL)if(first-loc=1)first-loc=0;flag=1;break;elsefirst=first-next;if(flag=1)merge(tempId,first);printmem();elseprintf(需要释放的内存块不存在!n);return1;)intrequestb(intsize)block*temp=(structblock*)malloc(sizeof(structblock);

10、inttempId=root(2,size);intflag=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();return1;elsetemp=temp-next;if(flag=0)tempId+;if(tempId512（空闲）（）-8-请输入命令：（以空格相隔，示例：8）r12B分配成功19*B2256（空闹）（Z56）-A7。1加（占用）伊）128（空闹）（128卜6-瞿否认续建1继续，日退出）：1请输入命

11、令；（以空格相隔，示例了8）r54分配成功1金jackietpjckie-laptop:文件（F）编辑E）查看（v推索循）理端露帮助（H）请输入命令：（以空格相隔，示例订8）f649-8受7H1Z8（占用）（G】Z8（占用）（”5）-1如（空闲）（384）*6-64（空闹）（128）264（占用）（192）2-%1-柒否餐续乂工继续，。退出）:1请输入命令：（以空格相隔.示例：8）f649*8-7。1加（空闹）（128）。12削占用）（13）4128（占用）（256）。128（空闹）。84）。6-2-1-瞿否认续建1继续，日退出）：1请输入命令；（以空格相隔，示例了8）fl282.页故障率反馈

12、模型源程序；#include#include#include#defineMAX_WORKSET10#defineWINDOW_SIZE20intmempage=10;intprocArrayWINDOW_SIZE;intwinMAX_WORKSET2;doublemaxRate=0.8,minRate=0.2;doublecurRate;intcur_workset=3;intconflictCount=0;voidprint()curRate=(double)conflictCount/(double)WINDOW_SIZE;printf(缺页故障率：g,故障率上限/下限：%g/%gn,c

13、urRate,maxRate,minRate);voidchangeArray()inti;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);voidinit()inti,j;changeArray();for(i=0;iMAX_WORKSET;i+)wini0=-1;wini1=cur_workset;voidchangePage(intnumber)inti,flag=0;for(i=1;ic

14、ur_workset;i+)if(winflag1=wini1)flag=i;winflag0=procArraynumber;winflag1=1;conflictCount+;for(i=0;icur_workset;i+)if(i!=flag&wini1!=-1)wini1+;voidstep(intnumber)inti,hit=0;for(i=0;icur_workset;i+)if(procArraynumber=wini0)/number+;hit=1;break;)if(hit=0)changePage(number);)voidrun()inti;conflictCo

15、unt=0;changeArray();for(i=0;iWINDOW_SIZE;i+)step(i);)printf(冲突次数：d,conflictCount);)voidfeedback()curRate=(double)conflictCount/(double)WINDOW_SIZE;cur_workset+;elseif(curRatemaxRate)jackie)jackie-laptop:文件什)编辐(E)查看(V)隈索蟀箱(T)胡助(H)jackiejackie-laptopgcc-owsmratewsnrate,cjackiejackie-laptopr-S*/wsmrate

16、进程调用页面序列：36|7|5|3|56|Z|9|l|2|7|B|9|3|6|e|6|2|6|冲突次数：16,缺页故障率：(3.8,故障率上限/下限：0.8/32输入任意字符继续,q退出W进程调用页面序列：1|8|7|9|2|0|2|3|7|5|9|2|2|8|9|7|3|6|1|2|冲突次数：17,缺页故障率：0.85,故障率上限/下限：0+8/0,2输入任意字符罐续，q退出P进程调用页面序列：9|1|9|4|78|4|5|0|3|6|1|6|6|3|2|0|6|1|冲突次数：12,缺页故障率：6.6j故障率上限/下限：0,8/0,2输入任意字符维埃，q退出进程调用页面序列：5|5H|7|6

17、|5|6|9|3|7|4|5|2|5|4|7MH|3|0|冲突次数：12,缺页故障率：0.6,故障率上限/下限：e，8/0.2输入任意字符维续，q退出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 BuddyHeap 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整数次塞切片并由二次分配器进行单独管理。