四川大学 操作系统上机实验 实验五 Windows虚拟存储器管理

操作系统实验实验报告虚拟内存一、实验目的本次操作系统实验的目的是深入理解虚拟内存的概念、原理和实现机制，通过实际操作和观察，掌握虚拟内存的相关技术，包括页面置换算法、内存分配策略等，并分析其对系统性能的影响。

二、实验环境操作系统：Windows 10 专业版开发工具：Visual Studio 2019编程语言：C+＋三、实验原理1、虚拟内存的概念虚拟内存是一种计算机系统内存管理技术，它使得应用程序认为自己拥有连续的可用内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，这些内存可能是被分散存储在物理内存和外部存储设备（如硬盘）中的。

虚拟内存通过将程序使用的内存地址映射到物理内存地址，实现了内存的按需分配和管理。

2、页面置换算法当物理内存不足时，操作系统需要选择一些页面（内存中的固定大小的块）换出到外部存储设备，以腾出空间给新的页面。

常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法、时钟（Clock）算法等。

3、内存分配策略操作系统在分配内存时，需要考虑如何有效地利用有限的物理内存资源。

常见的内存分配策略有连续分配、分页分配和分段分配等。

四、实验内容与步骤1、实现简单的虚拟内存系统使用 C+＋编写一个简单的虚拟内存模拟程序，包括内存页面的管理、地址映射、页面置换等功能。

2、测试不同的页面置换算法在虚拟内存系统中，分别实现 FIFO、LRU 和 Clock 算法，并对相同的访问序列进行测试，比较它们的页面置换次数和缺页率。

3、分析内存分配策略的影响分别采用连续分配、分页分配和分段分配策略，对不同大小和类型的程序进行内存分配，观察系统的性能（如内存利用率、执行时间等）。

具体步骤如下：（1）定义内存页面的结构，包括页面号、标志位（是否在内存中、是否被修改等）等。

（2）实现地址映射函数，将虚拟地址转换为物理地址。

（3）编写页面置换算法的函数，根据不同的算法选择要置换的页面。

（4）创建测试用例，生成随机的访问序列，对不同的算法和分配策略进行测试。

实习五虚拟存储器实验报告一、实验目的本次虚拟存储器实验旨在深入理解计算机系统中虚拟存储器的工作原理和机制，通过实际操作和观察，掌握虚拟存储器的相关概念和技术，包括页式存储管理、地址转换、页面置换算法等。

同时，培养我们的实践能力和问题解决能力，为今后学习和工作中涉及到的计算机系统相关知识打下坚实的基础。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，开发工具为 Visual Studio 2019，编程语言为 C+＋。

三、实验原理1、虚拟存储器的概念虚拟存储器是一种利用硬盘等辅助存储器来扩充主存容量的技术。

它将程序和数据按照一定的页面大小划分，并在需要时将页面从硬盘调入主存，从而实现了使用有限的主存空间运行较大规模的程序。

2、页式存储管理页式存储管理将主存和辅存空间都划分为固定大小的页面。

程序的地址空间被分成若干页，主存也被分成相同大小的页框。

通过页表来记录页面和页框的对应关系，实现地址转换。

3、地址转换当 CPU 执行指令时，给出的是逻辑地址。

通过页表将逻辑地址转换为物理地址，才能在主存中访问相应的数据。

4、页面置换算法当主存空间不足时，需要选择一个页面换出到硬盘，以腾出空间调入新的页面。

常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法等。

四、实验内容与步骤1、设计并实现一个简单的页式存储管理系统定义页面大小和主存、辅存的容量。

实现页表的数据结构，用于记录页面和页框的对应关系。

编写地址转换函数，将逻辑地址转换为物理地址。

2、实现页面置换算法分别实现 FIFO 和 LRU 页面置换算法。

在页面调入和调出时，根据相应的算法选择置换的页面。

3、测试和分析实验结果生成一系列的访问序列，模拟程序的运行。

统计不同页面置换算法下的缺页次数和命中率。

分析实验结果，比较不同算法的性能。

五、实验过程与结果1、页式存储管理系统的实现我们将页面大小设置为 4KB，主存容量为 16MB，辅存容量为 1GB。

四川⼤学操作系统实验报告实验报告实验名称：Windows虚拟存储器管理实验时间：2014 年 5 ⽉28 ⽇实验⼈员：张熙（姓名）2012141461286 （学号）____2012____（年级）实验⽬的：1、了解Windows 2000/XP的内存管理机制，掌握页式虚拟存储技术。

2、理解内存分配原理，特别是以页⾯为单位的虚拟内存分配⽅法。

3、学会使⽤Windows 2000/XP下内存管理的基本API函数。

实验环境：VC6.0实验步骤：1、下载virtumem.cpp；2、建⽴⼯程，将virtumen.cpp加⼊；3、编译⼯程，观察结果，确信六种状态都出现⾄少⼀次，必要时可改程序，⽅便观察结果；4、看懂程序，按要求另写⼀段⼩程序；5、编译，执⾏，观察结果。

6，总结。

实验陈述：1、基础知识：pagefile.sys⽂件的位置在：____系统盘的根⽬录下，属性为系统隐藏⽂件此⽂件的作⽤：__以磁盘⽂件的形式来存储没有装⼊内存的程序和数据⽂件部分改变此⽂件⼤⼩的⽅法：⽅法是：右击“我的电脑”，依次选择“属性”->“⾼级”->“性能-选项”->“⾼级”->“虚拟内存-更改”虚拟地址空间中的页⾯分为：提交页⾯，___保留页⾯________，______空闲页⾯_______页⾯的操作可以分为：保留、提交、回收、释放、加锁、解锁2、编程准备.页⾯属性是在结构体______MEMORY_BASIC_INFORMA TION_______的字段AllocationProtect 和字段Protect 中体现出来的。

简述VirtualFree,VirtualPtotect,VirtualLock,VirtualUnlock,VirtualQuery的作⽤：VirtualFree：解除已被提交的虚存或者释放被保留或者提交虚拟地址空间。

VirtualFree还可以⽤来对已提交的虚拟地址页解除提交，使得该段地址空间变成保留状态。

实验一 Windows XP 系统管理一、实验目的1) 了解和学习Windows系统管理工具及其使用；2) 熟悉Windows系统工具的内容和应用；3）熟悉Windows操作系统的应用环境。

二、实验环境需要准备一台运行Windows XP操作系统的计算机。

三、背景知识Windows XP的“管理工具”中集成了许多系统管理工具，利用这些工具，管理员可以方便地实现各种系统维护和管理功能。

这些工具都集中在“控制面板”的“管理工具”选项下，用户和管理员可以很容易地对它们操作和使用。

在默认情况下，只有一些常用工具——如服务、计算机管理、事件查看器、数据源 (ODBC) 、性能和组件服务等——随Windows XP 系统的安装而安装。

四、实验内容与步骤为了帮助用户管理和监视系统，Windows XP提供了多种系统管理工具，其中最主要的有计算机管理、事件查看器和性能监视等。

步骤1：登录进入Windows XP。

步骤2：在“开始”菜单中单击“设置”-“控制面板”命令，双击“管理工具”图标。

在本地计算机“管理工具”组中，有哪些系统管理工具，基本功能是什么：1) 本地安全策略：用于配置本地计算机的安全设置。

这些设置包括密码策略、帐户锁定策略、审核策略、IP 安全策略、用户权利指派、加密数据的恢复代理以及其他安全选项。

“本地安全策略”只有在非域控制器的计算机上才可用。

如果计算机是域的成员，这些设置将被从域接收到的策略覆盖。

2) 服务：用于管理计算机上的服务，设置要发生的恢复操作（如果服务失败）以及为服务创建自定义名字和描述从而能够方便地识别它们。

3）计算机管理：用于从单个的统一桌面实用程序管理本地或远程计算机。

“计算机管理”将几个 Windows XP 管理工具合并为一个单独的控制台树，从而更容易访问特定的计算机管理属性。

1. 计算机管理使用“计算机管理”可通过一个合并的桌面工具来管理本地或远程计算机，它将几个Windows XP管理实用程序合并到一个控制台目录树中，使管理员可以轻松地访问特定计算机的管理属性和工具。

一、实验目的1. 理解虚拟存储管理的基本概念和原理。

2. 掌握分页式虚拟存储管理的地址转换和缺页中断处理过程。

3. 学习并分析几种常见的页面置换算法，如FIFO、LRU、OPT等。

4. 比较不同页面置换算法的性能，提高对虚拟存储管理的认识。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3. 虚拟存储器模拟工具：虚拟机（VirtualBox）三、实验内容1. 模拟分页式虚拟存储器（1）定义分页式虚拟存储器的参数，如页大小、内存大小、虚拟地址空间大小等。

（2）创建页表，记录每个页在内存中的位置和是否已加载。

（3）模拟进程的指令序列，生成虚拟地址。

（4）根据虚拟地址进行地址转换，得到物理地址。

（5）处理缺页中断，选择合适的页面置换算法。

2. 页面置换算法模拟（1）实现FIFO（先进先出）页面置换算法。

（2）实现LRU（最近最少使用）页面置换算法。

（3）实现OPT（最优页面置换）算法。

3. 比较不同页面置换算法的性能（1）设置不同的页面置换算法，模拟进程运行。

（2）记录每次缺页中断时的页面命中率。

（3）比较不同页面置换算法的页面命中率，分析其性能。

四、实验结果与分析1. 分页式虚拟存储器模拟（1）通过模拟，成功实现了分页式虚拟存储器的地址转换和缺页中断处理过程。

（2）实验结果表明，分页式虚拟存储器能够有效地提高内存利用率，减少内存碎片。

2. 页面置换算法模拟（1）实现了FIFO、LRU和OPT三种页面置换算法。

（2）通过模拟，比较了三种算法在不同进程下的页面命中率。

3. 页面置换算法性能比较（1）FIFO算法的页面命中率较低，适用于进程较稳定的情况。

（2）LRU算法的页面命中率较高，适用于进程频繁访问同一页面的情况。

（3）OPT算法的页面命中率最高，但实现复杂度较高，适用于进程访问序列可预测的情况。

五、实验结论1. 通过本次实验，加深了对虚拟存储管理的基本概念和原理的理解。

如何在Windows操作系统中使用虚拟磁盘管理工具Windows操作系统是全球使用人数最多、应用场景最广泛的操作系统之一。

不论是个人用户还是企业用户，都需要对其进行管理和维护，以保证其稳定性和使用效率。

其中，虚拟磁盘管理工具是一个非常重要的组成部分，可以帮助用户管理和优化磁盘空间，提高系统性能。

那么，在本文中，我们将详细介绍如何在Windows操作系统中使用虚拟磁盘管理工具。

一、了解虚拟磁盘虚拟磁盘是Windows操作系统中一个非常实用的工具，它可以将一个文件或一个文件夹模拟成一个磁盘。

这样可以方便地管理和使用大量的资料和文件。

虚拟磁盘的容量可以根据用户的需求来进行设置。

二、使用虚拟硬盘创建虚拟磁盘虚拟硬盘是Windows操作系统的一个内置工具，它可以帮助用户创建和管理虚拟磁盘。

具体步骤如下：1、打开计算机管理程序在计算机管理程序中，可以看到设备管理器、磁盘管理器等多个选项。

2、选择“磁盘管理”磁盘管理是一个可以管理所有磁盘驱动器和分区的工具，包括虚拟磁盘。

3、选择“创建虚拟硬盘”在“磁盘管理”中，可以看到“创建虚拟硬盘”选项，选择该选项后，会弹出“新建虚拟硬盘向导”界面。

4、设置虚拟磁盘参数在“新建虚拟硬盘向导”界面中，可以设置虚拟磁盘的位置、大小、格式等参数，根据实际需求进行设置。

5、完成创建设置完成后，单击“完成”按钮，即可完成虚拟磁盘的创建。

在磁盘管理中可以看到新建的虚拟磁盘。

三、使用DiskGenius创建虚拟磁盘DiskGenius是一款功能强大的磁盘管理工具，可以帮助用户创建和管理虚拟磁盘。

具体步骤如下：1、下载并安装DiskGeniusDiskGenius是一款免费的软件，在官网上可以免费下载和安装。

2、打开DiskGenius打开安装完成的DiskGenius程序，在主界面中可以看到所有的磁盘分区信息。

3、选择“创建新虚拟磁盘”在主界面中，可以看到“创建新虚拟磁盘”按钮，单击该按钮后，会弹出“创建虚拟磁盘向导”界面。

操作系统实验报告三存储器管理实验操作系统实验报告三：存储器管理实验一、实验目的本次存储器管理实验的主要目的是深入理解操作系统中存储器管理的基本原理和方法，通过实际操作和观察，掌握内存分配与回收的算法，以及页面置换算法的工作过程和性能特点，从而提高对操作系统资源管理的认识和实践能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验内容1、内存分配与回收算法实现首次适应算法（First Fit）最佳适应算法（Best Fit）最坏适应算法（Worst Fit）2、页面置换算法模拟先进先出页面置换算法（FIFO）最近最久未使用页面置换算法（LRU）时钟页面置换算法（Clock）四、实验原理1、内存分配与回收算法首次适应算法：从内存的起始位置开始，依次查找空闲分区，将第一个能够满足需求的空闲分区分配给进程。

最佳适应算法：在所有空闲分区中，选择能够满足需求且大小最小的空闲分区进行分配。

最坏适应算法：选择空闲分区中最大的分区进行分配。

2、页面置换算法先进先出页面置换算法：选择最早进入内存的页面进行置换。

最近最久未使用页面置换算法：选择最近最长时间未被访问的页面进行置换。

时钟页面置换算法：给每个页面设置一个访问位，在页面置换时，从指针指向的页面开始扫描，选择第一个访问位为0 的页面进行置换。

五、实验步骤1、内存分配与回收算法实现定义内存分区结构体，包括分区起始地址、大小、是否已分配等信息。

实现首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的函数。

编写测试程序，创建多个进程，并使用不同的算法为其分配内存，观察内存分配情况和空闲分区的变化。

2、页面置换算法模拟定义页面结构体，包括页面号、访问位等信息。

实现先进先出页面置换算法、最近最久未使用页面置换算法和时钟页面置换算法的函数。

编写测试程序，模拟页面的调入和调出过程，计算不同算法下的缺页率，比较算法的性能。

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。

实验五 Windows XP 虚拟内存管理一实验目的1) 了解存储器管理以及虚拟存储器管理的基本原理2）了解和学习Windows系统管理工具中关于内存管理的设置和使用；二实验环境需要准备一台运行Windows XP操作系统的计算机。

三背景知识虚拟存储器技术是当代计算机中广泛采用的内存管理方案，在Windows XP中合理的进行虚拟内存的设置，可以更有效的提高系统的工作效率。

利用系统自带的系统监视器可以查看虚拟内存的使用情况，根据使用情况可以灵活的进行虚拟内存的管理。

四实验内容与步骤启动并进入Windows环境，单击Ctrl + Alt + Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜单中单击“任务管理器”命令，打开“任务管理器”窗口。

步骤1：当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有： WPS 文字 - [实验五指导书.doc]步骤2：单击“进程”选项卡，一共显示了个进程。

请试着区分一下，其中：系统 (SYSTEM) 进程有个，分别填入表2-1中。

表2-1 实验记录映像名称用户名CPU使用率内存使用进程实现的功能服务 (SERVICE) 进程有个，填入表2-2中。

表2-2 实验记录映像名称用户名CPU使用率内存使用进程实现的功能用户进程有个，填入表2-3中。

表2-3 实验记录映像名称用户名CPU使用率内存使用进程实现的功能步骤3：点击任务管理器中性能标签，查看本机的物理内存容量为 k，再查看一下，物理内存可用数 k，核心内存总数 k，核心内存为操作系统所占的内存，可将以上表格中所填写的各进程所占内存数与步骤3中填写的数字做下比较，比较的结果是。

步骤4：用鼠标右键点击“我的电脑”，选择“属性”，弹出系统属性窗口，选择“高级”标签，点击“性能”下面的“设置”按钮，再选择高级标签，查看本机的虚拟内存大小为 M，点击更改按钮，本系统所用的虚拟内存设置在分区，初始大小 M，最大值 M，当前已分配 M，页面大小 M。

操作系统虚拟内存管理实验报告一、引言操作系统中的虚拟内存管理是一种将主存作为cache使用，将物理内存扩展到硬盘等外部存储设备的技术。

本实验旨在研究和实践虚拟内存管理的相关知识，并探讨不同策略在虚拟内存管理中的应用与效果。

二、实验目的本实验的主要目的有以下几点：1.了解并掌握操作系统中虚拟内存的概念和作用；2.基于已有的实验系统，实现并比较不同的虚拟内存管理策略；3.通过实验，深入理解虚拟内存管理对计算机系统性能的影响。

三、实验环境本次实验使用的虚拟机环境配置如下：操作系统：Windows 10开发工具：Visual Studio Code编程语言：C++四、实验步骤1.实验系统设计本实验使用C++语言编写一个简单的模拟系统，实现虚拟内存管理的各项功能。

该系统包含一个进程管理器、一个虚拟内存管理器以及一个页面置换算法模块。

2.进程管理器实现进程管理器负责管理进程的创建、调度和撤销等操作。

在本实验中，我们选择了最简单的时间片轮转调度算法。

3.虚拟内存管理器实现虚拟内存管理器负责将虚拟地址映射为物理地址，并进行合理的页面置换操作。

在本实验中，我们采用了两种常见的虚拟内存管理策略，分别为页面置换算法FIFO和LRU。

4.页面置换算法实现页面置换算法模块主要针对物理内存不足时进行页面置换，并合理选择待置换的页面。

本实验中，我们实现了先进先出（FIFO）和最近最久未使用（LRU）两种页面置换算法，并对其进行性能比较。

五、实验结果与分析1.实验数据收集我们通过运行不同规模的任务，并记录其执行时间、内存占用等数据，以便后续进行性能分析。

2.性能分析通过实验数据的对比分析，我们可以得出不同虚拟内存管理策略的优缺点。

FIFO算法适用于执行时间较长的任务，而LRU算法则适用于要求较高内存使用效率的任务。

六、实验总结通过本次实验，我们了解了虚拟内存管理的基本概念和主要作用，并实践了不同策略的虚拟内存管理系统。

通过对实验数据的分析，我们对不同策略的性能特点有了更深入的了解。

实验五 Windows XP 虚拟内存管理一实验目的1) 了解存储器管理以及虚拟存储器管理的基本原理2）了解和学习Windows系统管理工具中关于内存管理的设置和使用；二实验环境需要准备一台运行Windows XP操作系统的计算机。

三背景知识虚拟存储器技术是当代计算机中广泛采用的内存管理方案，在Windows XP中合理的进行虚拟内存的设置，可以更有效的提高系统的工作效率。

利用系统自带的系统监视器可以查看虚拟内存的使用情况，根据使用情况可以灵活的进行虚拟内存的管理。

四实验内容与步骤启动并进入Windows环境，单击Ctrl + Alt + Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜单中单击“任务管理器”命令，打开“任务管理器”窗口。

步骤1：当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有：1) 实验五Windows XP 虚拟内存管理2) 可移动磁盘（G：）3) 常州大学—Windows Internet Explore4) 我的电脑5) _文件夹2012 12学时实验学生步骤2：单击“进程”选项卡，一共显示了_34_个进程。

请试着区分一下，其中：系统 (SYSTEM) 进程有__23_个，填入表2-1中。

表2-1 实验记录服务 (SERVICE) 进程有__4__个，填入表2-2中。

表2-2 实验记录用户进程有__7_个，填入表2-3中。

表2-3 实验记录步骤3：查看本机的物理内存容量为 3144812K ，点击任务管理器中性能标签，再查看一下，物理内存可用数，核心内存总数 83796K ，核心内存为操作系统所占的内存，可将以上表格中所填写的各进程所占内存数与步骤3中填写的数字做下比较。

步骤4：用鼠标右键点击“我的电脑”，选择“属性”，弹出系统属性窗口，选择“高级”标签，点击“性能”下面的“设置”按钮，再选择高级标签，查看本机的虚拟内存大小为 2048M ，点击更改按钮，本系统所用的虚拟内存设置在 F 分区，初始大小 2048M ，最大值 2048M ，当前已分配 2048M ，页面大小 2048M 。

作业系统试验五虚拟储存器管理作业系统课程报告虚拟储存器管理学号姓名班级老师华侨高校电子工程系设计目的1、理解虚拟储存器概念。

2、把握分页式储存管理地址转换和缺页中断。

设计内容与基本要求1、模拟分页式储存管理中硬体的地址转换和产生缺页中断。

2、用先进先出页面排程演算法处理缺页中断。

设计报告内容1、分页式储存管理和先进先出页面排程演算法原理。

在储存器管理中，连续支配方式会形成很多“碎片”，虽然可通过“紧凑”方法将很多碎片拼接成可用的大块空间，但须为之付出很大开销。

假如允许将一个程序直接分散地装入到很多不相邻的分割槽中，则无须再进行“紧凑”。

基于这一思想而产生了离散支配方式。

假如离散支配的基本单位是页，则称为分页储存管理方式。

在分页储存管理方式中，假如不具备页面对换功能，则称为基本分页储存管理方式，或称为纯分页储存管理方式，它不具有支援实现虚拟储存器的功能，它要求把每个作业全部装入记忆体后方能执行。

先进先出排程演算法依据页面进入记忆体的时间先后选择淘汰页面，先进入记忆体的页面先淘汰，后进入记忆体的后淘汰。

本演算法实现时需要将页面按进入记忆体的时间先后组成一个伫列，每次排程队首页面予以淘汰。

这种排程演算法总是淘汰最先进入记忆体的那一页，fifo演算法简洁，实现简洁。

一种实现方法是把装入记忆体的那些页的页号按进入的先后次序排成伫列，用指标k指示当前调入新页时应淘汰的页在伫列中的位置。

每当调入一个新页后，在指标指示的位置上填上新页号，然后指标k加1，指向下一次应淘汰的页。

2、程式流程图3、程式及注释#include "iostreamiostream是c++中用于资料的输入与输出的标头档案,定义了包括cout（标準输出）、cin（标準输入）、cerr、clog的4个io物件#include "stdio.h"#include "stdlib.h"using namespace std;#define max 30巨集定义max等于30，作为允许调入记忆体的最大页面数#define size 10巨集定义size等于10，作为记忆体可使用的最大物理块数子函式：物理块初始化void init(int block,int m)}子函式：输入页面号引用串void creat(int page,int n)}子函式：先进先出页面排程演算法void fifo(int page,int block,int n,int m)for(i=0;ifor(j=0;jif(block[j]==page[i]) //各物理块中若有现有页面与欲调入的页面相同的，则令flag==j，j为相等的那个物理块编号flag=j;break;}for(j=0;jif(flag==-1若不存在哪个物理块现有页面与欲调入的页面相同if(get!=-1若存在物理块为空block[get]=page[i]; //将欲调入页面调入空的那个物理块time[get]=0将新调入页面的物理块已执行时间清零for(j=0;jm若nm，则中断次数为count+mcount=count+m;elsecount=n;cout<<"缺页中断次数为:"<}子函式：使用者操作提示页面void menu()主函式void main()}}4、执行结果以及结论。

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。

操作系统实验实验报告虚拟内存实验报告：虚拟内存一、引言虚拟内存是现代操作系统中一种重要的内存管理技术。

它允许将物理内存与硬盘上的存储空间结合起来，扩大了计算机系统的内存容量。

本实验旨在深入学习和实践虚拟内存的相关知识，包括虚拟地址到物理地址的转换及页面置换算法的实现。

二、实验原理2.1虚拟地址与物理地址转换虚拟内存通过将程序的虚拟地址空间划分为大小相等的页面，每个页面对应物理内存或硬盘上的一个页面帧。

通过页表来建立虚拟地址到物理地址的映射关系。

当程序访问一个虚拟地址时，系统会通过查找页表得到该虚拟地址对应的物理地址。

2.2页面置换算法当物理内存不足以存放所有需要运行的程序时，需要使用页面置换算法将一部分页面调出到硬盘上，以便为新的页面腾出空间。

常见的页面置换算法有FIFO（先进先出）、LRU（最近最久未使用）和LFU（最少使用）等。

三、实验过程3.1虚拟地址到物理地址的转换首先，在操作系统中，我们设计了一个简单的页表结构，用来存储虚拟地址到物理地址的映射关系。

我们将虚拟地址空间划分为大小为4KB的页面，页表中的每一项对应一个页面，包含了页面的有效位、物理页帧号等信息。

当程序访问一个虚拟地址时，首先通过虚拟地址的高位几位确定页表的索引，然后根据索引找到对应的页表项。

如果该页面已经在物理内存中，可以直接从页表项中获取物理页帧号，然后加上页内偏移量，得到物理地址。

如果该页面不在内存中，则需要将其从硬盘上调入内存，更新页表项中的信息，并得到物理地址。

3.2页面置换算法的实现在本实验中，我们选择了FIFO页面置换算法。

该算法简单、实现容易。

我们使用一个先进先出的队列来存储页面的序号。

当需要置换页面时，我们选择队列中的第一个页面进行替换，并将新的页面插入队列的末尾。

四、实验结果我们通过编写一个简单的程序来模拟实验过程，包括对虚拟地址到物理地址的转换以及页面置换算法的实现。

通过对程序的运行和输出结果的观察，我们验证了虚拟内存和页面置换算法的正确性。

操作系统实验六_虚拟存储器实验报告
实验目的：
通过本次实验，了解虚拟存储器的实现原理，以及如何分配虚拟地址和物理地址，实现虚拟存储器管理。

实验内容：
1.按照顺序完成程序代码，以实现对虚拟地址的映射，再间接实现对物理地址的访问。

2.完成不同的页面置换算法，并分析各自的特点。

实验步骤：
1.在实验中实现了给定的伪指令程序，其中包括了虚拟存储器的实现代码。

在页面大小为1K的情况下，每个进程的虚拟地址空间为64K，物理地址空间为16K。

2.在虚拟存储器的实现中，采用了分段式存储器管理模式，其中包括了段描述符表和页表。

其中段描述符表包括了段基址、段长、段类型等信息，而页表则记录了虚拟地址和物理地址的映射关系。

3.实现了三种页面置换算法：LRU、FIFO和随机算法。

其中，LRU算法会选择最近没有使用过的页面进行置换；FIFO算法会按照先进先出原则进行页面置换；随机算法则随机选取一个页面进行置换。

4.通过本次实验，学习了如何通过虚拟地址访问物理地址，并实现了对虚拟存储器的管理。

同时，在实现页面置换算法时，也对不同算法的特点进行了分析。

实验结果：。

实验五虚拟存储器管理学号 1415251011 姓名黄天班级 14集成1班华侨大学电子工程系设计目的1、理解虚拟存储器概念。

2、掌握分页式存储管理地址转换和缺页中断。

设计内容与基本要求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。

2、用先进先出页面调度算法处理缺页中断。

设计报告内容1、分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理。

1).分页式存储管理原理在存储器管理中，连续分配方式会形成许多“碎片”，虽然可通过“紧凑”方法将许多碎片拼接成可用的大块空间，但须为之付出很大开销。

如果允许将一个进程直接分散地装入到许多不相邻的分区中，则无须再进行“紧凑”。

基于这一思想而产生了离散分配方式。

如果离散分配的基本单位是页，则称为分页存储管理方式。

在分页存储管理方式中，如果不具备页面对换功能，则称为基本分页存储管理方式，或称为纯分页存储管理方式，它不具有支持实现虚拟存储器的功能，它要求把每个作业全部装入内存后方能运行。

请求式分页系统是建立在基本分页基础上的，为了能支持虚拟存储器功能，而增加了请求调页功能和页面置换功能。

2).先进先出页面调度算法原理优先淘汰最早进入内存的页面，亦即在内存中驻留时间最久的页面。

该算法实现简单，只需把调入内存的页面根据先后次序链接成队列，设置一个指针总指向最早的页面。

但该算法与进程实际运行时的规律不适应，因为在进程中，有的页面经常被访问。

2、程序流程图LAB5_HT_14152510113、程序及注释。

#include<cstdio>#include<cstring>#define SizeOfPage 100 //定义页面#define SizeOfBlock 128#define M 4struct info//页表信息结构体{bool flag; //页标志，1表示该页已在主存，0表示该页不在主存long block;//块号4、运行结果以及结论。

实习五虚拟存储器实验报告一、实验目的本次虚拟存储器实验旨在深入理解虚拟存储器的工作原理，掌握页面置换算法的实现和性能评估，以及观察虚拟存储器对系统性能的影响。

二、实验环境本次实验在装有 Windows 操作系统的计算机上进行，使用了专门的虚拟存储器实验软件，包括模拟系统内存和磁盘存储的工具。

三、实验原理1、虚拟存储器的概念虚拟存储器是一种通过硬件和软件的结合，为用户提供一个比实际物理内存大得多的逻辑地址空间的技术。

它允许程序在运行时，仅将部分数据和代码装入内存，而其余部分则存储在磁盘上，当需要时再进行调入和调出。

2、页面置换算法常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法和最佳置换（OPT）算法等。

这些算法用于决定当内存空间不足时，哪些页面应该被替换出去，以腾出空间给新的页面。

四、实验内容与步骤（一）实验内容1、实现 FIFO 页面置换算法，并对其性能进行测试。

2、实现 LRU 页面置换算法，并对其性能进行比较。

3、观察不同页面访问序列和内存大小对页面置换算法性能的影响。

（二）实验步骤1、启动虚拟存储器实验软件，设置系统内存大小和页面大小。

2、输入页面访问序列，分别运行 FIFO 和 LRU 页面置换算法。

3、记录每次页面置换的情况，包括被置换的页面、缺页次数等。

4、改变页面访问序列和内存大小，重复上述实验过程。

五、实验结果与分析（一）FIFO 页面置换算法结果当使用 FIFO 算法时，对于给定的页面访问序列，随着内存大小的增加，缺页次数逐渐减少。

但在某些情况下，由于先进先出的特性，可能会出现将即将使用的页面置换出去的情况，导致缺页率较高。

（二）LRU 页面置换算法结果LRU 算法在大多数情况下表现优于 FIFO 算法。

因为它基于页面的最近使用情况进行置换，更能保留近期可能会再次使用的页面，从而减少缺页次数。

（三）不同页面访问序列的影响不同的页面访问序列对页面置换算法的性能有显著影响。