年级11级专业计算机科学与技术班级五班
组号12组实验室9#205 日期2014/05/24 实验
名称
实验三、虚拟内存管理
实验内容
分项内容
实验级别
1、局部性原理演示(数组清零)操作系统观察级
2、页面置换算法模拟演示算法仿真实现级
3、实际系统内存分配演示操作系统观察级
小组成员
姓名学号组内分工
自我评
分
教师评分
完成实验三(1)良好
完成实验三(1)良好
完成实验三(2)良好
完成实验三(3)良好
完成实验三(3)良好
小
组
成
绩
评
定教师签名:
年月日
实验
分项
局部性原理演示(数组清零)、页面置换算法模拟演示(进先出的算法)
实验目的一、实验目的:
1加深对操作系统存储管理的理解
2能过模似页面调试算法,加深理解操作系统对内存的高度管理
实验要求具体题目:局部性原理演示(数组清零)、页面置换算法模拟演示(进先出的算法)、实际系统内存分配演示
系统平台:Linux/Windows操作系统
实验原理步骤(算法流程)二、实验原理
1、局部性原理演示(数组清零),原理如下:
1)、程序的局部性原理:指程序在执行时呈现出局部性规律,即在一段时间内,整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。相应地,执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。局部性原理又表现为:时间局部性和空间局部性。时间局部性是指如果程序中的某条指令一旦执行,则不久之后该指令可能再次被执行;如果某数据被访问,则不久之后该数据可能再次被访问。空间局部性是指一旦程序访问了某个存储单元,则不久之后。其附近的存储单元也将被访问。另外,根据程序的局部性理论,Denning提出了工作集理论。所谓工作集是指进程运行时被频繁访问的页面集合。显然我们知道只要使程序的工作集全部集中在内存中,就可以大大减少进程的缺页次数;否则会使进程在运行过程中频繁出现缺页中断,从而出现频繁的页面调入/调出现象,造成系统性能的下降,甚至出现“抖动”。划分工作集可以按定长时间或定长页面两种方法进行划分。当颠簸现象发生时,说明系统的负荷过大,通常采用处理器均衡调度。另一种是控制缺页率,当缺页率达到上限时,则增加内存分配量;当缺页率达到下限时,就减少内存的分配量。
程序对比分析for(i=0;i<1024;i++) for(j=0;j<1024;j++) test[j][i]=0; 程序是
按列把数组中的元素清“0”的,所以,每执行一次test[j][i]=0就会产生一次缺页中断。因为开始时第一页已经在主存了,故程序执行时就可以对元素test[1][1]清零,但下一个元素test[2][1]不在该页,就产生缺页中断。按程序上述的编制方法,每装入一页只对一个元素清零后就要产生缺页中断于是总共要产生1024*1024-1次缺页中断。for(i=0;i<1024;i++) for(j=0;j<1024;j++)
test[i][j]=0; 按行清零,每转入一页后就对一行元素全部清零后才产生缺页中断,故总共产生1024-1次缺页中断。
2、页面置换算法模拟演示(进先出的算法),原理如下:
先进先出页面置换算法,该算法淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法是用C语言实现的,其中页面置换是通过数组实现的。
实验源代码如下:
1)、局部性原理演示(数组清零):
#include
int main()
{
int t1,t2; int i,j;
int test[1024][1024]={0};
t1=clock();
for(i=0;i<1024;i++)
for(j=0;j<1024;j++)
test[i][j]=0;
t2=clock();
printf("......"":%d...\n",t2-t1);
t1=clock();
for(i=0;i<1024;i++)
for(j=0;j<1024;j++)
test[j][i]=0;
t2=clock();
printf("......"":%d...\n",t2-t1);
return 0;
}
2)页面置换算法模拟演示(进先出的算法):
// 进先出的算法(FIFO).cpp : 定义控制台应用程序的入口点。//
#include"stdafx.h"
#include
using namespace std;
#define M 20 //要访问的页面数
#define N 3 //内存容量
void FIFO(int a[N],int b[M])
{
int i,j,k;
int c[M]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
float s;
for(i=0;i { a[i]=b[i]; for(j=0;j<=i;j++) {