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1、Linux操作系统实验报告 存储管理试验电子信息学院 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 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 Linux操作系统实验报告 - 1 - 1、 实验内容或题目 (1)模拟初始内存页面分配 (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
2、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; #inclu
3、de #include typedef struct block int start; int loc; struct block *next; struct block *prior; int size; block; Linux操作系统实验报告 - 2 - int maxsize=512; block *note; block *id10; void printmem int i; for(i=9; i=0;i-) printf(%d -,i); block); int power(int x,int y) int root(int x,int y) int result=y,count=
4、0; while(result!=1) return count; result=result/x; count+; int k=0,tmp=1; for(;knext=note; id9-prior=id9; note-prior=id9; printmem; 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
5、; void init int i; for(i=0;inext; int flag=0,isFirst=0; idi-prior=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 Linux操作系统实验报告 - 3 - while(pend!=NULL) if(pend-loc=0) if(isFirst
6、=0) isFirst+; idtempId-next=pend-next; else if(flag=0) tempId=tempId+1; if(tempIdprior-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; tempI
7、d-; cend=idtempId; free(pend);free(cend);free(newu);free(newf); split(tempId); else return -1; int merge(int tempId,block *first) block * merger=(struct block *)malloc(sizeof(struct block); block * second=NULL; second=idtempId-next; int nextStart=first-start+first-size; int preStart=first-start-firs
8、t-size; int flag=0,isFirst=0; while(second!=NULL) while(cend-next!=NULL) cend-next=newu; newu-prior=cend; flag=1; return 1; cend=cend-next; if(second-start=nextStart | second-start=preStart) & second-loc=0) ; merger-size=(first-size)+(second-size) merger-loc=0; else pend=pend-next; merger-start=(fir
9、st-start)start)?(first-start):(second-start); Linux操作系统实验报告 - 4 - if(first-next!=NULL) return 1; first-next-prior=first-prior; 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(flag=1) merge(
10、tempId,first); printmem; if(first-loc=1) first-loc=0; flag=1; break; return 1; else second=second-next; isFirst+; 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-ne
11、xt; else second-prior-next=second-next; tempId+; else first=first-next; merger-next=idtempId-next; merger-prior=idtempId; if(idtempId-next!=NULL) idtempId-next-prior=merger; idtempId-next=merger; if(tempIdnext; while(temp!=NULL) 配!n); return -1; free(temp); int main init; int flag=1; int size; char
12、order; do if(temp-loc=0 & temp-size=size) if(flag=0) tempId+; if(tempIdloc=1; flag=1; printf(分配成功!n); printmem; return 1; printf(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 temp=temp-next; else if(order=f) freeb(size); else printf(是否继续?(1继续，0退printf(error!); 分
13、配!n); 出):); scanf(%d,&flag); getchar; return -1; else requestb(size); while(flag=1); 结果图： Linux操作系统实验报告 - 2 - 2. 页故障率反馈模型 Linux操作系统实验报告 - 3 - 源程序; #include #include #include #define MAX_WORKSET 10 #define WINDOW_SIZE 20 int mempage=10; int procArrayWINDOW_SIZE; int winMAX_WORKSET2; double maxRate=0.
14、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 void init int i,j; /changeArray; for(i=0;iMAX_WORKSET;i+) wini0=-1; wini1=cur_workset; void
15、changePage(int number) void step(int number) int i,hit=0; for(i=0;icur_workset;i+) if(procArraynumber = wini0) /number+; hit=1; break; int i,flag=0; for(i=1;icur_workset;i+) winflag0=procArraynumber; winflag1=1; conflictCount+; for(i=0;icur_workset;i+) if(i!=flag & wini1!=-1) wini1+; if(winflag1 = w
16、ini1) flag=i; int i; for(i=0;iWINDOW_SIZE;i+) printf(进程调用页面序列：); for(i=0;iWINDOW_SIZE;i+) printf(n); printf(%d|,procArrayi); procArrayi=rand%mempage; Linux操作系统实验报告 - 2 - cur_workset+; else if(curRatemaxRate) int i; conflictCount=0; changeArray; for(i=0;iWINDOW_SIZE;i+) printf(冲突次数：%d,conflictCount);
17、 step(i); n); scanf(%c,&quit); getchar; while(quit != q); Linux操作系统实验报告 - 2 - 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2相对应，此时必须向上
18、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2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要求连续时，内存分配由第三分配器完成。此外，这个实验还需要很好的理解FIFO算法，这是最简单的页面淘汰算法，在实现时，对应每一个页面需要有一个调入时间，该时间可设在内存中并用软件记录，不过最好设在寄存器中并由硬件记录。当内存空间紧张时，调入时间最早的页面将被淘汰。FIFO算法易于理解和编程，但它的效率不高。被置换的页面可能存有一个初始化程序段，很早以前曾用到，以后不会再用到；但也可能存有一组经常访问的全局变量，初始化时被调入内存，在整个程序运行过程中都将会用到。这次实验难点在理论方面，在理解了之后操作比较顺利。 ji
