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实验3—虚拟内存管理.doc

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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. 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;i1024;i++) for(j=0;j1024;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;i1024;i++) for(j=0;j1024;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。 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): #includestdio.h int main() { int t1,t2; int i,j; int test[1024][1024]={0}; t1=clock(); for(i=0;i1024;i++) for(j=0;j1024;j++) test[i][j]=0; t2=clock(); printf(......:%d...\n,t2-t1); t1=clock(); for(i=0;i1024;i++) for(j=0;j1024;j++) test[j][i]=0; t2=clock(); printf(......:%d...\n,t2
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