实验2 存储管理
西华大学计算机系上机实践报告
一. 实验目的
1、通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解；
2、熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法。
3、通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。
二. 实验内容与设计思想
上机实践内容：
设计一个请求页式存储管理方案。并编写模拟程序实现之。
产生一个需要访问的指令地址流。它是一系列需要访问的指令的地址。为不失一般性，你可以适当地（用人工指定地方法或用随机数产生器）生成这个序列，使得50％的指令是顺序执行的。25％的指令均匀地散布在前地址部分，25％的地址是均匀地散布在后地址部分。
为简单起见。页面淘汰算法采用FIFO页面淘汰算法，并且在淘汰一页时，只将该页在页表中抹去。而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。
设计思路：
产生一个需要访问的指令地址流；
指令合适的页面尺寸（例如以 1K或2K为1页）；
指定内存页表的最大长度，并对页表进行初始化；
每访问一个地址时，首先要计算该地址所在的页的页号，然后查页表，判断该页是否在主存——如果该页已在主存，则打印页表情况；如果该页不在主存且页表未满，则调入一页并打印页表情况；如果该页不在主存且页表已满，则按FIFO页面淘汰算法淘汰一页后调入所需的页，打印页表情况；逐个地址访问，直到所有地址访问完毕。
存储管理算法的流程图如下:
开始
结束
图1 FIFO页面置换算法流程图
三. 使用环境
windows 8 , vs2012
四. 核心代码及调试过程
addPage函数组要完成向页表中加入页，当页表未满时，直接将该页加入页表；若页表已经装满则淘汰最先进入的页面然后加入该页
void addPage(page pa){
if (isFull()){
cout << "淘汰" << p[0].num << "页加入" << pa.num << "页\n";
for (int i = 0; i < PAGE_TABLE_SIZE - 1; i++)
p[i] = p[i + 1];
p[PAGE_TABLE_SIZE - 1] = pa;
}
else{
p[length] = pa;
length++;
cout << "加入" << pa.num << "页\n";
}
}
模仿cpu逐条访问指令流，若指令地址所在页的页号大于总页数则发生越界中断；若指令地址所在页的页号在页表中则输出页表信息；若指令地址所在页的页号不在页表中，则发生缺页中断然后向页表中加入该页再输出页表信息；
for (size_t i = 0; i < READ_SIZE; i++)
{
//计算页号n
int pageNum = read[i]/PAGE_SIZE ;
cout << "访问" << pageNum << "页\n";
if (pageNum>=ALL / PAGE_SIZE){
cout << "越界中断\n";
continue;
}
if (pt.isInPageTable(pageNum))
;
else {
cout << "缺页中断\n";
pt.addPage(allpage[pageNum]);
}
图1：直接访问存在页表中的页和页表未满直接加入页表
图2：页表已经满淘汰旧页面加入新页
五. 总结
FIFO算法通过维护一个页面的链表来记录它们装入内存的顺序。淘汰的是最老的页面，但是该页面可能仍在使用，因此FIFO算法不是一个好的选择。
FIFO算法理论上很简单，但是实际实现起来还是很有难度的，如果最开始的时候没有考虑好数据结构，要那些数据。用什么样的方式来组织，后来的麻烦会有很多。还有就是语言本身的的特点，如数据的初始化，内存的管理。
六. 附录
完整代码：
#include
using namespace std;
#define ALL 100000 //总共有好多指令
#define PAGE_SIZE 1024 //页面尺寸为1k
#define PAGE_TABLE_SIZE 10 //页表可以装20个页面#define READ_SIZE 100 //访问地址流个数
class page
{
public :
int num; //页号
int wlnum;//物理块号
page(){ }
page(int n, int m){
num = n;
wlnum = m;
}
};
class pageTable
{
private:
int length; //页表长度
public:
page p[PAGE_TABLE_SIZE];
pageTable(){
//p = new page[PAGE_TABLE_SIZE];
length = 0;
}
void addPage(page pa){
if (isFull()){
cout << "淘汰" << p[0].num << "页加入" << pa.num << "页\n";
for (int i = 0; i < PAGE_TABLE_SIZE - 1; i++)
p[i] = p[i + 1];
p[PAGE_TABLE_SIZE - 1] = pa;
}
else{
p[length] = pa;
length++;
cout << "加入" << pa.num << "页\n";
}
}
bool isFull(){
if (length < PAGE_TABLE_SIZE)
return false;
else return true;
}
bool isInPageTable(int num){
for (int i = 0; i < length; i++){
if (p[i].num == num)
return true;
}
return false;
}
void printTable(){
for (int i = 0; i < length; i++)
{
cout << "页号：" << p[i].num <<"\t物理块号"< } } }; void main(){ //外存中所以的页面 page allpage[ALL/PAGE_SIZE]; //初始化所有页面 for (int i = 0; i < ALL / PAGE_SIZE; i++){ allpage[i].num = i; allpage[i].wlnum = 1024 * i; } pageTable pt; /******模拟CPU运行******/ //创建访问指令流 int read[READ_SIZE]; for (int i = 0; i < READ_SIZE; i++) { if (i <= READ_SIZE / 4) read[i] = rand() % 5000; else if (i>READ_SIZE / 4 && i<3 * READ_SIZE / 4) read[i] = read[i - 1] + 1; else read[i] = rand() % 40000; } //开始逐条进行访问 for (size_t i = 0; i < READ_SIZE; i++) { //计算页号n int pageNum = read[i]/PAGE_SIZE ; cout << "访问" << pageNum << "页\n"; if (pageNum>=ALL / PAGE_SIZE){ cout << "越界中断\n"; continue; } if (pt.isInPageTable(pageNum)) ; else { cout << "缺页中断\n"; pt.addPage(allpage[pageNum]); } //输出表信息 cout << "页表信息\n"; pt.printTable(); cout << endl; } system("pause"); } 实验三存储管理实验 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】 实验三存储管理实验 一. 目的要求： 1、通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解。熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法。 2、通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。二．实验内容： 1、设计一个固定式分区分配的存储管理方案，并模拟实现分区的分配和回收过程。 可以假定每个作业都是批处理作业，并且不允许动态申请内存。为实现分区的分配和回收，可以设定一个分区说明表，按照表中的有关信息进行分配，并根据分区的分配和回收情况修改该表。 算法描述： 本算法将内存的用户区分成大小相等的四个的分区，设一张分区说明表用来记录分区，其中分区的表项有分区的大小、起始地址和分区的状态，当系统为某个作业分配主存空间时，根据所需要的内存容量，在分区表中找到一个足够大的空闲分区分配给它，然后将此作业装入内存。如果找不到足够大的空闲分区，则这个作业暂时无法分配内存空间，系统将调度另一个作业。当一个作业运行结束时，系统将回收改作业所占据的分区并将该分区改为空闲。 算法原程序 #include "" #include "" #include <> #include <> #define PCB_NUM 5 行程序."); printf("\n\t\t\t0.退出程序."); scanf("%d",&m); switch(m) { case1: break; case0: system("cls"); menu(); break; default: system("cls"); break; } } void paixu(struct MemInf* ComMem,int n) { int i,j,t; for(j=0; j 2.1 静态随机存储器实验 2.1.1 实验目的 掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。 2.1.2 实验设备 PC机一台，TD-CMA实验系统一套。 2.1.3 实验原理 实验原理图如图2-1-3所示，存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有8个LED 灯显示D7…D0的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有8个LED灯显示A7…A0的内容，地址由地址锁存器（74LS273，位于PC&AR单元）给出。数据开关（位于IN单元）经一个三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。地址寄存器为8位，接入6116的地址A7…A0，6116的高三位地址A10…A8接地，所以其实际容量为256字节。 RD WR 图2-1-3 存储器实验原理图 实验箱中所有单元的时序都连接至时序与操作台单元，CLR都连接至CON单元的CLR 按钮。实验时T3由时序单元给出，其余信号由CON单元的二进制开关模拟给出，其中IOM 应为低（即MEM操作），RD、WR高有效，MR和MW低有效，LDAR高有效。 2.1.4 实验步骤 (1) 关闭实验系统电源，按图2-1-4连接实验电路，并检查无误，图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。 (2) 将时序与操作台单元的开关KK1、KK3臵为运行档、开关KK2臵为‘单步’档（时序单元的介绍见附录二）。 (3) 将CON单元的IOR开关臵为1（使IN单元无输出），打开电源开关，如果听到有 ‘嘀’报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。 图2-1-4 实验接线图 (4) 给存储器的00H、01H、02H、03H、04H地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。由前面的存储器实验原理图（图2-1-3）可以看出，由于数据和地址由同一个数据开关给出，因此数据和地址要分时写入，先写地址，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0），数据开关输出地址（IOR=0），然后打开地址寄存器门控信号（LDAR=1），按动ST产生T3脉冲，即将地址打入到AR中。再写数据，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0）和地址寄存器门控信号（LDAR=0），数据开关输出要写入的数据，打开输入三态门（IOR=0），然后使存储器处于写状态（WR=1，RD=0，IOM=0），按动ST产生T3脉冲，即将数据打入到存储器中。写存储器的流程如图2-1-5所示（以向00地址单元写入11H为例）： WR = 0 RD = 0 IOM = 0 IOR = 0 LDAR = 0 WR = 0 RD = 0 IOM = 0 IOR = 0 LDAR = 1 T3= WR = 0 RD = 0 IOM = 0 IOR = 0 LDAR = 0 WR = 1 RD = 0 IOM = 0 IOR = 0 LDAR = 0 T3= 图2-1-5 写存储器流程图 (5) 依次读出第00、01、02、03、04号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。同写操作类似，也要先给出地址，然后进行读，地址的给出和前面一样，而在进行读操作时，应先关闭IN单元的输出（IOR=1），然后使存储器处于读状态（WR=0，RD=1，IOM=0），此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。读存储器的流程如图2-1-6所示（以从00地址单元读出11H为例）： 实验三：存储管理 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】 一、实验名称 实验三：存储管理 [1]Windows Server 2003内存结构 [2] Windows Server 2003虚拟内存 二、 [1]实验目的 1）通过实验了解windows Server 2003内存的使用，学习如何在应用程序中管理内存、体会Windows应用程序内存的简单性和自我防护能力。 2）了解windows Server 2003的内存结构和虚拟内存的管理，进而了解进程堆和windows为使用内存而提供的一些扩展功能。 三、 [1]实验内容 四、 [1]实验步骤 Windows提供了一个API即GetSystemInfo() ，以便用户能检查系统中虚拟内存的一些特性。程序5-1显示了如何调用该函数以及显示系统中当前内存的参数。 步骤1：登录进入Windows Server 2003 。 步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”-“Microsoft Visual Studio 6.0”–“Microsoft Visual C++ 6.0”命令，进入Visual C++窗口。 步骤3：在工具栏单击“打开”按钮，在“打开”对话框中找到并打开实验源程序。 程序5-1：获取有关系统的内存设置的信息 步骤4：单击“Build”菜单中的“Compile ”命令，并单击“是”按钮确认。系统对进行编译。 步骤5：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build ”命令，建立可执行文件。 操作能否正常进行如果不行，则可能的原因是什么 答：操作能正常进行。 _____________________________________________________ 步骤6：在工具栏单击“Execute Program” (执行程序) 按钮，执行程序。 运行结果 (分行书写。如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ： 1) 虚拟内存每页容量为： 2) 最小应用地址： 0x00010000 3) 最大应用地址为： 0x7ffeffff 4) 当前可供应用程序使用的内存空间为： 5) 当前计算机的实际内存大小为： 阅读和分析程序5-1，请回答问题： 实验三、存储管理 一、实验目的： ? 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现虽与主存储器的管理方式有关的，通过本实验理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 在计算机系统中，为了提高主存利用率，往往把辅助存储器（如磁盘）作为主存储器的扩充，使多道运行的作业的全部逻辑地址空间总和可以超出主存的绝对地址空间。用这种办法扩充的主存储器称为虚拟存储器。通过本实验理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器。 在本实验中，通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解。熟悉虚存管理的各种页面淘汰算法通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。 二、实验题目： 设计一个可变式分区分配的存储管理方案。并模拟实现分区的分配和回收过程。 对分区的管理法可以是下面三种算法之一：（任选一种算法实现） 首次适应算法 循环首次适应算法 最佳适应算法 三．实验源程序文件名:cunchuguanli.c 执行文件名:cunchuguanli.exe 四、实验分析： 1)本实验采用可变分区管理，使用首次适应算法实现主存的分配和回收 1、可变分区管理是指在处理作业过程中建立分区，使分区大小正好适合作业的需求，并 且分区个数是可以调整的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入，作业等待。随着作业的装入、完成，主存空间被分成许多大大小小的分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。 为了说明那些分区是空闲的，可以用来装入新作业，必须有一张空闲说明表 ? 空闲区说明表格式如下：? 第一栏 第二栏 其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址，长度指出空闲区的大小。 长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。 状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；另一种是“空表目”状态，表示表中对应的登记项目是空白（无效），可用来登记新的空闲区（例如，作业完成后，它所占的区域就成了空闲区，应找一个“空表目”栏登记归还区的起址和长度且修改状态）。由于分区的个数不定，所以空闲区说明表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目，否则造成表格“溢出”无法登记。 2、当有一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区说明表，从中找出一个足够大的空闲区。 有时找到的空闲区可能大于作业需要量，这时应把原来的空闲区变成两部分：一部分分 实验二数据存储器和程序存储器实验 实验目的： 了解DSP内部数据存储器和程序存储器的结构 了解DSP指令的几种寻址方式 实验要求： 主要是对外扩数据存储器进行数据的存储、移动。该实验所需要的硬件主要是DSP、CPLD、DRAM。实验过程是：让学生通过CCS5000的DSP仿真器对DSP 进行仿真，向DSP外扩DRAM写入数据、读数据、数据块的移动，其操作结果通过CCS5000仿真界面进行观察或通过发光二极管观察其正确性。 实验步骤： 经过了实验一以后，相信各位同学对于CCS的基本操作已经了解，故在此不再赘述。 1、以Simulator方式启动CCS，打开项目文件，编译程序，加载目标代码文件。 2、打开各个观察窗口，值得注意的是，本实验需要打开三个内存窗口：Data页的0x2000(.data段)起始处、Data页的0x3000(.stack段)起始处、以及Program页的0x1f00起始处 3、按照实验一的步骤设置断点，观察方法也基本相同，下面仅对各个小段程序进行简要说明： bk0: 通过对XF引脚的置位和复位实现发光二极管的闪烁 bk1: 立即数寻址方式 bk2: 绝对地址寻址方式-数据存储器地址寻址 bk3: 绝对地址寻址方式-程序存储器地址寻址 bk4: 累加器寻址方式 bk5: 直接寻址方式（DP为基准） bk6: 直接寻址方式（SP为基准） bk7: 间接寻址方式 bk8: 存储器映射寄存器寻址方式 bk9: 堆栈寻址方式 bk10: 将程序存储器0x2000为起始地址的0x100个字复制到数据存储器的0x4000为起始地址的空间中 ************************************************ * FileName: ex2.asm * * Description: 数据存储器和程序存储器实验* ************************************************ CMD文件： MEMORY { PAGE 0: VECS: origin = 0xff80, length = 0x80 PROG: origin = 0x1000, length = 0x1000 PAGE 1: DATA: origin = 0x2000, length = 0x1000 STACK: origin = 0x3000, length = 0x1000 } SECTIONS { .vectors: {} > VECS PAGE 0 .text: {} > PROG PAGE 0 .data: {} > DATA PAGE 1 .stack: {} > STACK PAGE 1 } 5000系列DSP汇编语言： .title "ex2" ；在清单页头上打印标题 .global reset,_c_int00 ；定义reset和_c_int00两个全局（外部标号），_c_int00是C ; ；行环境的入口点，该入口点在连接的rtsxxx.lib库中，DSP ；复位后，首先跳到0地址，复位向量对应的代码必须跳转 ；到C运行环境的入口点_c_int00. .mmregs ；输入存储器映象寄存器进符号表 .def _c_int00 ；识别定义在当前模块和用在其它模块中的一个或多个符号DA T0 .set 00H ；给符号DAT0设置值为00H DA T1 .set 01H DA T2 .set 02H DA T3 .set 03H DDAT0 .set 2004H DDAT1 .set 2005H DDAT2 .set 2006H DDAT3 .set 2007H PDAT0 .set 1f00H PDAT1 .set 1f01H PDAT2 .set 1f02H PDAT3 .set 1f03H .sect ".vectors" ;中断向量表, 表示以下语句行汇编进名为.vectors的初始化段， ；若用户的程序是要写进EPROM并在上电之后直接运 ；行，则必须包含Vectors.asm文件，这个文件的代码将作为IST ；（中断服务表），并且必须被连接命令文件（.cmd）分配到0 ；地址，DSP复位后，首先跳到0地址，复位向量对应的代码 存储管理实验报告 北方工业大学 《计算机操作系统》实验报告 实验名称存储管理实验序号 2 实验日期2013.11.27实验人 一、实验目的和要求 1．请求页式存储管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验目的 是通过请求页式存储管理中页面置换算法的模拟设计，了解虚拟存储 技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。 二、相关背景知识 1．随机数产生办法 关于随机数产生办法， Linux 或 UNIX 系统提供函数 srand() 和 rand() ，分 别进行初始化和产生随机数。 三、实验内容 (1)．通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： 1.50% 的指令是顺序执行的； 2.25% 的指令是均匀分布在前地址部分； 3.25% 的指令是均匀分布在后地址部 分；具体的实施方法是： 1.在[0， 319]的指令地址之间随机选取一起点 m； 2.顺序执行一条指令，即执行地址为 m+1 的指令； 3.在前地址[0，m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m’； 4.顺序执行一条指令，其地址为 m’+1； 5.在后地址 [m ’+2, 319]中随机选取一条指令并执行； 6.重复上述步骤 1~5，直到执行 320 次指令。 (2)将指令序列变换成页地址流，设 1.页面大小为 1K ； 2.用户内存容量为 4 页到 32 页； 3.用户虚存容量为 32K 。 在用户虚存中，按每 K 存放 10 条指令排列虚存地址，即 320 条指令在虚存 中存放的方式为： 第 0 条至第 9 条指令为第 0 页（对应虚存地址为 [0， 9]）； 第 10 条至第 19 条指令为第 1 页（对应虚存地址为 [10， 19]）； 第 310 条至第 319 条指令为第 31 页（对应虚存地址为 [310，319]）； 按以上方式，用户指令可以组成 32 页。 (3)计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 学生学号 实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称 计算机操作系统 开 课 学 院 计算机科学与技术学院 指导老师姓名 学 生 姓 名 学生专业班级 2016 — 2017 学年第一学期 实验三 内存管理 一、设计目的、功能与要求 1、实验目的 掌握内存管理的相关内容，对内存的分配和回收有深入的理解。 2、实现功能 模拟实现内存管理机制 3、具体要求 任选一种计算机高级语言编程实现 选择一种内存管理方案：动态分区式、请求页式、段式、段页式等 能够输入给定的内存大小，进程的个数，每个进程所需内存空间的大小等 能够选择分配、回收操作 内购显示进程在内存的储存地址、大小等 显示每次完成内存分配或回收后内存空间的使用情况 二、问题描述 所谓分区，是把内存分为一些大小相等或不等的分区，除操作系统占用一个分区外，其余分区用来存放进程的程序和数据。本次实验中才用动态分区法，也就是在作业的处理过程中划分内存的区域，根据需要确定大小。 动态分区的分配算法：首先从可用表/自由链中找到一个足以容纳该作业的可用空白区，如果这个空白区比需求大，则将它分为两个部分，一部分成为已分配区，剩下部分仍为空白区。最后修改可用表或自由链，并回送一个所分配区的序号或该分区的起始地址。 最先适应法：按分区的起始地址的递增次序，从头查找，找到符合要求的第一个分区。 最佳适应法：按照分区大小的递增次序，查找，找到符合要求的第一个分区。 最坏适应法：按分区大小的递减次序，从头查找，找到符合要求的第一个分区。 三、数据结构及功能设计 1、数据结构 定义空闲分区结构体，用来保存内存中空闲分区的情况。其中size属性表示空闲分区的大小，start_addr表示空闲分区首地址，next指针指向下一个空闲分区。 //空闲分区 typedef struct Free_Block { int size; int start_addr; struct Free_Block *next; } Free_Block; Free_Block *free_block; 定义已分配的内存空间的结构体，用来保存已经被进程占用了内存空间的情况。其中pid作为该被分配分区的编号，用于在释放该内存空间时便于查找。size表示分区的大小，start_addr表示分区的起始地址，process_name存放进程名称，next指针指向下一个分区。 //已分配分区的结构体 typedef struct Allocate_Block { int pid; int size; int start_addr; char process_name[PROCESS_NAME_LEN]; struct Allocate_Block *next; } Allocate_Block; 2、模块说明 2.1 初始化模块 对内存空间进行初始化，初始情况内存空间为空，但是要设置内存的最大容量，该内存空间的首地址，以便之后新建进程的过程中使用。当空闲分区初始化 I2C存储器实验 实验目的 1、了解I2C总线的工作原理 2、掌握I2C总线驱动程序的设计和调试方法 3、掌握I2C总线存储器的读写方法 实验仪器 单片机开发板、稳压电源、计算机 实验原理 1、 I2C总线常识 I2C总线采用一个双线式漏极开路接口，可在一根总线上支持多个器件和主控器。所连接的器件只会把总线拉至低电平，而决不会将其驱动至高电平。总线在外部通过一个电流源或上拉电阻器连接至一个正电源电压。当总线空闲时，两条线路均为高电平。在标准模式中，I2C 总线上的数据传输速率高达100kbit/s，而在快速模式中则高达400kbit/s。 I2C总线上的每个器件均由一个存储于该器件中的唯一地址来识别，并可被用作一个发送器或接收器（视其功能而定）。除了发送器和接收器之外，在执行数据传输时，还可把器件视作主控器或受控器。主控器是负责启动总线上的数据传输并生成时钟信号以允许执行该传输的器件。同时，任何被寻址的器件均被视作受控器。 CAT24WC01/02/04/08/16是一个1K/2K/4K/8K/16K位串行CMOS EEPROM，内部含有128/256/512/1024/2048个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗，CAT24WC01有一个8字节页写缓冲器，CAT24WC02/04/08/16有一个16字节页写缓冲器，该器件通过I2C总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能，并且器件能与400KHzI2C 总线兼容。 引脚名称和功能如图1所示。 图1 24系例I2C存储器引脚说明 通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个24WC01和24WC02器件4个24WC04器件,2个24WC08器件和1个24WC16器件连接到总线上。 2、I2C总线协议 （1）只有在总线空闲时才允许启动数据传送。 （2）在数据传送过程中，当时钟线为高电平时，数据线必须保持稳定状态，不允许有跳变。时钟线为高电平时，数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。 （3）起始信号 时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变作为I2C 总线的起始信号。 (4) 停止信号 时钟线保持高电平期间，数据线电平从低到高的跳变作为I2C 总线的停止信号。I2C 总线时序： 实验二存储管理 一．实验目的 存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。 本实验的目的是通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。 二．实验内容 （1）通过计算不同算法的命中率比较算法的优劣。同时也考虑了用户内存容量对命中率的影响。 页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存页面失效次数 命中率?1?页地址流长度中的次数。，用户内存，用户虚存容量为 32k 在本实验中，假定页面大小为1k 32页。容量为4页到320条指令。produce_addstream通过随机数产生一个指令序列，共（2）指令的地址按下述原则生成：A、 的指令是顺序执行的）150% 的指令是均匀分布在前地址部分2）25% 的指令是均匀分布在后地址部分3）25% 体的实施方法是：、具B ；319]的指令地址之间随机选取一起点m）在[0，1 的指令；顺序执行一条指令，即执行地址为m+1）2 该指令的地址为中随机选取一条指令并执行，，m+1]3）在前地址[0 ；m' 的指令'+1）顺序执行一条指令，地址为m4 319]中随机选取一条指令并执行；[m在后地址'+2，5） 320次指令）~5），直到执行6）重复上述步骤1 将指令序列变换称为页地址流C、 条指令条指令排列虚存地址，即320k存放10在用户虚存中，按每在虚存中的存放方式为：；，9]）第9条指令为第0页（对应虚存地址为[0第0条~ ；19]）条指令为第1页（对应虚存地址为[10，第10条~第19 。。。。。。；，319]）[310条~第319条指令为第31页（对应虚存地址为310第页。按以上方式，用户指令可组成32 计算并输出下属算法在不同内存容量下的命中率。）（3 ）；）先进先出的算法（FIFO1 ；最近最少使用算法（LRU）2） ；OPT）最佳淘汰算法（）3 ；）LFR最少访问页面算法（）4． 其中3）和4）为选择内容 三．系统框图 半导体存储器原理实验 一、实验目的： 1、掌握静态存储器的工作特性及使用方法。 2、掌握半导体随机存储器如何存储和读取数据。 二、实验要求： 按练习一和练习二的要求完成相应的操作，并填写表2.1各控制端的状态及记录表2.2的写入和读出操作过程。 三、实验方案及步骤： 1、按实验连线图接线，检查正确与否，无误后接通电源。 2、根据存储器的读写原理，按表2.1的要求，将各控制端的状态填入相应的栏中以方便实验的进行。 3、根据实验指导书里面的例子练习，然后按要求做练习一、练习二的实验并记录相关实验结果。 4、比较实验结果和理论值是否一致，如果不一致，就分析原因， 然后重做。 四、实验结果与数据处理： （1）表2.1各控制端的状态 2）练习操作 数据1：（AA）16 =（10101010）2 写入操作过程： 1）写地址操作： ①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“ INPUT DEVICE ”中的8位数据开关D7-D0 设置为00000000 即可。 ②应设置有关控制端的开关状态：先在实验仪“SWITCH UNIT ”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0 ，打开地址寄存器存数控制信号，即LDAR=1, 关闭片选信号（CE ），写命令信号（WE ）任意，即CE=1,WE=0 或1。 ③应与T3 脉冲配合可将总线上的数据作为地址输入AR 地址寄存器中：按一下微动开关START 即可。 ④应关闭AR 地址寄存器的存数控制信号：LDAR=0 。 2）写内容操作： ①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“ INPUT DEVICE ”中的8位数据开关D7-D0 设置为10101010 。 ②应设置有关控制端的开关状态：在实验仪“SWITCH UNIT ”中打开输入三态门控制端， 即SW-B=O,关闭地址寄存器存数控制信号，即LDAR=O，打开片选信号（CE ）和写命令 信号（WE）,即CE=0,WE=1。 ③应与T3 脉冲配合可将总线上的数据写入存储器6116的00000000地址单元中：再按一下 微动开关START 即可。 ④应关闭片选信号和写命令信号：即CE=1,WE=0。 读出操作过程： 1 ）写地址操作：参考写入操作的写地址操作 2）读内容操作： ①关闭输入三态门控制端，即SW-B=1。 ②地址寄存器存数控制信号（LDAR）任意，不过最好关闭，即LDAR=0 ，防止误按脉冲信号存入数据。 ③关闭写命令信号（WE），即WE=0，打开片选信号（CE），即CE=0，不需要T3脉冲，即 不要按微动开关START。此时00000000地址的内容通过“ BUS UNIT ”中数据显示灯B7-B0 显示出来。 数据2：（55）16 =（01010101）2 写入操作过程： 1）写地址操作： ①设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“ INPUT DEVICE ”中的8位数据开关D7-D0 设置为 宁德师范学院计算机系 实验报告 （2014—2015学年第二学期） 课程名称操作系统 实验名称实验四存储管理 专业计算机科学与技术（非师）年级2012级 学号B2012102147 姓名王秋指导教师王远帆 实验日期2015-05-20 2) 右键单击任务栏以启动“任务管理器”。 3) 在“Windows任务管理器”对话框中选定“进程”选项卡。 4) 向下滚动在系统上运行的进程列表，查找想要监视的应用程序。 请在表4-3中记录： 表4-3 实验记录 映像名称PID CPU CPU时间内存使用 WINWORD.EXE 5160 00 0：00：10 22772k 图1 word运行情况 “内存使用”列显示了该应用程序的一个实例正在使用的内存数量。 5) 启动应用程序的另一个实例并观察它的内存需求。 请描述使用第二个实例占用的内存与使用第一个实例时的内存对比情况： 第二个实例占用内存22772K，比第一个实例占用的内存大很多 4：未分页合并内存。 估算未分页合并内存大小的最简单方法是使用“任务管理器”。未分页合并内存的估计值显示在“任务管理器”的“性能”选项卡的“核心内存”部分。 总数(K) ：________220___________ 分页数：__________167___________ 未分页(K) ：_________34__________ 图2核心内存 还可以使用“任务管理器”查看一个独立进程正在使用的未分页合并内存数量和分页合并内存数量。操作步骤如下： 1) 单击“Windows任务管理器”的“进程”选项卡，然后从“查看”菜单中选择“选择列”命令，显示“进程”选项卡的可查看选项。 2) 在“选择列”对话框中，选定“页面缓冲池”选项和“非页面缓冲池”选项旁边的复选框，然后单击“确定”按钮。 返回Windows “任务管理器”的“进程”选项卡时，将看到其中增加显示了各个进程占用的分页合并内存数量和未分页合并内存数量。 仍以刚才打开观察的应用程序(例如Word) 为例，请在表4-4中记录： 表4-4 实验记录 映像名称PID 内存使用页面缓冲池非页面缓冲池 WINWORD.EXE 2964 37488 951 42 从性能的角度来看，未分页合并内存越多，可以加载到这个空间的数据就越多。拥有的物理内存越多，未分页合并内存就越多。但未分页合并内存被限制为256MB，因此添加超出这个限制的内存对未分页合并内存没有影响。 5：提高分页性能。 在Windows 2000的安装过程中，将使用连续的磁盘空间自动创建分页文件(pagefile.sys) 。用户可以事先监视变化的内存需求并正确配置分页文件，使得当系统必须借助于分页时的性能达到最高。 虽然分页文件一般都放在系统分区的根目录下面，但这并不总是该文件的最佳位置。要想从分页获得最佳性能，应该首先检查系统的磁盘子系统的配置，以了解它是否有多个物理硬盘驱动器。 1) 在“开始”菜单中单击“设置”–“控制面板”命令，双击“管理工具”图标，再双击“计算机管理”图标。 2) 在“计算机管理”窗口的左格选择“磁盘管理”管理单元来查看系统的磁盘配置。 如果系统只有一个硬盘，那么建议应该尽可能为系统配置额外的驱动器。这是因为：Windows 2000最多可以支持在多个驱动器上分布的16个独立的分页文件。为系统配置多个分页文件可以实现对不同磁盘I/O请求的并行处理，这将大大提高I/O请求的分页文件性能。 请在表4-5中记录： 表4-5 实验记录 精心整理西安邮电大学 （计算机学院） 课内实验报告 1. （1 （2 （3 原因，写出实验报告。 2.实验要求： 1）掌握内存分配FF，BF，WF策略及实现的思路； 2）掌握内存回收过程及实现思路； 3）参考本程序思路，实现内存的申请、释放的管理程序，调试运行，总结程序设计中出现的问题并找出原因，写出实验报告。 3.实验过程： 创建进程： 删除其中几个进程：(默认以ff首次适应算法方式排列) Bf最佳适应算法排列方式： wf最差匹配算法排列方式： 4.实验心得： 明 实验中没有用到循环首次适应算法，但是对其他三种的描述还是很详细，总的来说，从实验中还是学到了很多。 5.程序源代码： #include #define PROCESS_NAME_LEN 32 //进程名长度 #define MIN_SLICE 10 //最小碎片的大小#define DEFAULT_MEM_SIZE 1024 //内存大小 #define DEFAULT_MEM_START 0 //起始位置 /*内存分配算法*/ #define MA_FF 1 #define MA_BF 2 #define MA_WF 3 /*描述每一个空闲块的数据结构*/ struct free_block_type { }; /* /* { }; /* /* void display_menu(); int set_mem_size(); void set_algorithm(); void rearrange(int algorithm); int rearrange_WF(); int rearrange_BF(); int rearrange_FF(); int new_process(); int allocate_mem(struct allocated_block *ab); 实验四 操作系统存储管理实验报告 一、实验目的 存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。 本实验的目的是通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。 二、实验内容 （1） 通过计算不同算法的命中率比较算法的优劣。同时也考虑了用户内存容量对命 中率的影响。 页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存中的次数。 在本实验中，假定页面大小为1k ，用户虚存容量为32k ，用户内存容量为4页到32页。 （2） produce_addstream 通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。 A 、 指令的地址按下述原则生成： 1） 50%的指令是顺序执行的 2）25%的指令是均匀分布在前地址部分 3） 25%的指令是均匀分布在后地址部分 B 、 具体的实施方法是： 1） 在[0，319]的指令地址之间随机选取一起点m ； 2） 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令； 3） 在前地址[0，m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m ’； 4） 顺序执行一条指令，地址为m ’+1的指令 5） 在后地址[m ’+2，319]中随机选取一条指令并执行； 6） 重复上述步骤1）~5），直到执行320次指令 页地址流长度页面失效次数命中率- =1 C、将指令序列变换称为页地址流 在用户虚存中，按每k存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中 的存放方式为： 第0条~第9条指令为第0页（对应虚存地址为[0，9]）； 第10条~第19条指令为第1页（对应虚存地址为[10，19]）； 。。。。。。 第310条~第319条指令为第31页（对应虚存地址为[310，319]）； 按以上方式，用户指令可组成32页。 （3）计算并输出下属算法在不同内存容量下的命中率。 1）先进先出的算法（FIFO）； 2）最近最少使用算法（LRU）； 3）最佳淘汰算法（OPT）； 4）最少访问页面算法（LFR）； 其中3）和4）为选择内容 实验 4 内存管理 实验4内存管理 学校：FJUT 学号：3131903229 班级：计算机1302姓名：姜峰 注：其中LFU和NRU算法运行结果可能与其他人不同，只是实现方式不同，基本思路符合就可以。 .实验学时与类型 学时：2,课外学时：自定 实验类型：设计性实验二.实验目的 模拟实现请求页式存储管理中常用页面置换算法，理会操作系统对内存的 调度管理。 三?实验内容 要求：各算法要给出详细流程图以及执行结果截图。 假设有一程序某次运行访问的页面依次是： 0,124,3,4,5,1,2,5,1,2,3,4,5,6 ，请给出采用下列各页面置换算法时页面的换进换出情况，并计算各调度算法的命中率（命中率二非缺页次数/总访问次数），初始物理内存为空，物理内存可在4?20页中选择。 （1）FIFO :最先进入的页被淘汰； （2）LRU :最近最少使用的页被淘汰； （3）OPT :最不常用的页被淘汰；（选做） ⑷LFU :访问次数最少的页被淘汰（LFU）。（选做） 源代码： #i nclude 实验二存储管理 一、实验目的与基本要求 1．加深对可变分区的存储管理的理解； 2．提高用C 语言编制大型系统程序的能力，特别是掌握C 语言编程的难点：指针和指针作为函数参数； 3．掌握用指针实现链表和在链表上的基本操作。 二、实验条件 1．硬件：一台微机 2．软件：操作系统和C语言系统或VC++编译系统。 三、实验方法 编写程序，记录、观察显示结果，并分析原因。 四、实验内容 编写一个 C 程序，用char *malloc(unsigned size)函数向系统申请一次内存空间（如size=1000，单位为字节），用循环首次适应法来匹配。 两个模拟申请和释放函数，可以按以下定义addr = (char *)lmalloc(unsigned size) 和lfree(unsigned size,char * addr)模拟UNIX 操作系统的可变分区内存管理，实现对该内存区的分配和释放管理。 五、实验提示 要分配函数lmalloc 的参数size 和释放函数lfree 的参数size、addr 以键盘命令的形式 输入，每次分配和释放后显示自己的空闲存储区表。 空闲存储区表可采用结构数组的形式（最低要求）或双向链接表的形式，建议采用 的数据结构为： struct map { unsigned m_size; char * m_addr; }; struct map { unsigned m_size; char *m_addr; struct map *next, *prior； }; 整个系统的基本框架为 程序结束前将整个存储区归还给系统。 六、实验报告要求 要采用标准的实验报告纸。它包含以下几个方面： 1．题目。 2．算法思想和概要设计和重要模块的详细设计及功能和接口说明。 3．重要数据结构和变量的说明。 4．源程序、注释和结果。注释如在上机时来不及打入，可在写报告时补上。5．测试方法，对测试结果的分析，错误的分析。 6．程序及测试的改进、本次上机经验及体会。 ____大学____学院实验报告 课程名称：计算机操作系统实验名称：存储管理实验实验日期： 班级：姓名：学号：仪器编号：XX 实验报告要求：1.实验目的 2.实验要求 3.实验步骤 4.程序清单 5.运行情况 6.流程图7.实验体会 1、实验目的 ①通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，熟悉虚存管理的各种页面淘汰法。 ②通过编写和调试地址转换过程的模拟程序以加强对地址转换过程的了解。 2、实验要求 ①设计一个固定式分区分配的存储管理方案，并模拟实现分区的分配和回收过程。 可以假定每个作业都是批处理作业，并且不允许动态申请内存。为实现分区的分配和回收，可以设定一个分区说明表，按照表中的有关信息进行分配，并根据分区的分配和回收情况修改该表。 ②设计一个可变式分区分配的存储管理方案，并模拟实现分区的分配和回收过程。 对分区的管理法可以是下面三种算法之一：首次适应算法；最坏适应算法；最佳适应算法。 ③编写并调试一个段页式存储管理的地址转换的模拟程序。 首先设计好段表、页表，然后给出若干个有一定代表性的地址，通过查找段表页表后得到转换的地址。要求打印转换前的地址，相应的段表，页表条款及转换后的地址，以便检查。 3、实验步骤 （1）理解实验要求，联系所学知识；（2）根据要求编写调度算法；（3）编写完整的实验代码并在VC++ 6.0环境下编译运行；（4）调试程序直至得出结果。 4、程序清单 ① #include 同组同学学号： 同组同学姓名： 实验日期：交报告日期： 实验(No. 4 )题目：编程与调试：内存管理 实验目的及要求： 实验目的： 操作系统的发展使得系统完成了大部分的内存管理工作，对于程序员而言，这些内存管理的过程是完全透明不可见的。因此，程序员开发时从不关心系统如何为自己分配内存，而且永远认为系统可以分配给程序所需的内存。在程序开发时，程序员真正需要做的就是：申请内存、使用内存、释放内存。其它一概无需过问。本章的3个实验程序帮助同学们更好地理解从程序员的角度应如何使用内存。 实验要求： 练习一：用vim编辑创建下列文件，用GCC编译工具，生成可调试的可执行文件，记录并分析执行结果，分析遇到的问题和解决方法。 练习二：用vim编辑创建下列文件，用GCC编译工具，生成可调试的可执行文件，记录并分析执行结果。 练习三：用vim编辑创建下列文件，用GCC编译工具，生成可调试的可执行文件，记录并分析执行结果。 改编实验中的程序，并运行出结果。 实验设备：多媒体电脑 实验内容以及步骤： 在虚拟机中编写好以下程序： #include 实验三存储管理实验
计算机原理实验二 静态随机存储器实验 操作步骤
实验三：存储管理
存储管理实验报告
实验二 数据存储器和程序存储器实验
存储管理实验报告.doc
操作系统实验之内存管理实验报告
实验二 I2C存储器实验
实验报告实验二存储管理
计算机组成原理实验报告二半导体存储器原理实验
操作系统实验四存储管理
操作系统实验内存分配
实验四 操作系统存储管理实验报告
实验4内存管理资料讲解
实验二 存储管理
《操作系统》存储管理实验报告
操作系统 内存管理实验报告