《操作系统》课程设计说明书--模拟设计页式存储管理的分配与回收.docx

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1、课程设计模拟设计页式存储管理的分题目配与回收学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术课程设计任务书学生姓名：XX专业班级：计算机0902班指导教师：XXX工作单位:计算机科学与技术学院题目：模拟设计页式存储管理的分配与回收初始条件：1 .预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，了解有关虚拟存储器、页式存储管理等概念，并体会页式管理内存的分配和回收过程。2 .实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1 .采用页式管理方案实施内存分配和回收。能够处理以下的情形能够输入给定的内存页面数，页面大小，进程的个数及每个进程的

2、页数。要求当某进程提出申请空间的大小后，显示能否满足申请，以及为该进程分配资源后内存空间的使用情况（被进程占用的页面，空闲的页面）。2 .设计报告内容应说明：课程设计目的与功能；需求分析，数据结构或模块说明（功能与框图）；源程序的主要部分；测试用例，运行结果与运行情况分析；自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；Hi）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他的其他方法（如果有，简要说明该方法）；v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程

3、序分析及设计。周2、周3：完成程序调试及测试。周4、周5：验收，撰写课程设计报告。（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按O分记）指导教师签名:任（或责任年月系主191090教师）签名：I页号PI页内地址W日模拟设计页式存储管理的分配与回收1需求分析页式管理是一种内在空间存储管理的技术，页式管理分为静态页式管理和动态页式管理。基本原理是将各进程的虚拟空间划分成若干个长度相等的页（page）,页式管理把内存空间按页的大小划分成片或者页面（Pageframe）,然后把页式虚拟地址与内存地址建立一一对应页表，并用相应的便性地址变换机构，来解决离散地址变换问题。页式管理采用请求调页或预调页技术

4、实现了内外存磁港的统一管理。图1页的划分图2基本页表示例静态分页管理的第一步是为要求内存的作业或进程分配足够的页面。系统通过存储页面表、请求表分配工作。页表指的是区。页式管理时每个进表指的是用来确定作业页在内存中的实际对应个存储页面表，其描述使用状况。页面号IMM1J以及页表来完成内存的内存中的一块固定存储程至少有一个页表。请求或进程的虚拟空间的各位置；另外整个系统有一了物理内存空间的分配图3请求表的示例存储页面表有两种构成方法：1、位示图法2、空闲页面链表法模拟设计页式存储管理的分配与回收要求能够满足如下的要求:进程号请求页面数页面始址页面长度状态1201024己分配2341044已分配31

5、81078已分配421未分配-输入给定的内存页面数，页面大小，进程的个数及每个进程的页数。要求当某进程提出申请空间的大小后，显示能否满足申请，以及为该进程分配资源后内存空间的使用情况（被进程占用的页面，空闲的页面）。2功能设计2.1 算法分析首先，请求表给出进程或作业要求的页面数。然后，由存储页而表检查是否有足够的空闲页面，如果没有，则本次无法分配。如果有则首先分配设置页表,并请求表中的相应表项后，按一定的查找算法搜索出所要求的空闲页面，并将对应的页好填入页表中。图4分配页面的算法流程2.2数据结构页式管理把内存空间按页的大小划分成片或者页面,再按照一定的规律建立起页表,并通过请求表将分配内容

6、显示出来.将页表和请求表的内容使用结构体来定义是比较方便的.页表项结构typedefstruct-pagetab1eitem（pageidpagenum;页号b1ockidb1ocknum;块号Ipgtabitem;页表typedefpgtabitem*pagetab1e;请求表结构typedefstruct-reqtab1e（unsignedpid;进程号unsignedreqpagenum;请求页面数pagetab1epgtabadr;页表始址boo1state;状态）reqtabitem;请求表还引入了支持快速插入和删除的1ist顺序容器来进行相关操作.1istreqtab1e因为模拟设

7、计的关系,页面的起始地址均应该为随机的数值,所以程序在设计过程中加入了随机数类的编写.c1assRandomNumberprivate:unsigned1ongrandseed;pub1ic:RandomNumber(unsigned1ongs=0);unsignedshortRandom(unsigned1ongn);doub1efRandom(void);)；采用当前系统的时间值来生成伪随机数分配地址.定义随机数产生器:RandomNUmberrandom定义内存页面数:intpagenum定义页面大小:intpagesize定义进程个数:intpnum用整数数组模拟分配的内存页面数int

8、*mempage=newintpagenum2.3模块说明2.3.1主函数主函数依次运行了程序中所实现的关键函数.intmain()InitSysO;初始化系统MainChoiCe();输出系统菜单DestroyO;释放申请的动态内存return0;2.3.2各个功能函数初始化内存页面：void1nit_Mempage(void)获取内存使用情况：intGet-Mempagenum(Void)初始化默认的请求表：voidInicReqtab1e(Void)为默认的进程分配内存：voidIniCDistMem(Void)手动创建进程,并分配内存：voidDist_Mem(void)释放申请的动态

9、内存：VOidDestroy(Void)结束指定进程：voidKi11(Void)2.3.3打印函数打印出进程请求表:VOidPrintReqtab1e(Void)打印出页表：VOidPrintPageTab1e(Void)打印出内存使用情况：VoidPrintMem(Void)打印出物理块的大小：VOidPrintB1ockSize(Void)2.3.4其他函数初始化系统:voidInitSys(Void)输出主菜单：voidMainMenu(Void)选择运行分支:VOidMainChoiceO3开发平台3.1开发平台使用系统：Windows7(2)使用语言：C+(3)开发工具：ViSUa

10、1C+20084测试用例，运行结果与运行情况分析4.1测试方法通过输入正常数据以及非正常数据对程序进行全方位测试4.2测试结果(1)程序主界面(2)输入进程号和页面数：:此进程的页表触!030I：174I：225：340：463(3)显示进程页表:的程表用大择:2页理进改选DIPS首建程求程存理统的程要内W镰需雪示示销示一雷人入入式由s-a-撤显显KI1.I2.I3.K.I5.I6.17.请请请(4)显示请求表(5)显示内存使用情况以及物理块大小c:UsersHuang学习相关设作系统课程设计模拟页式存储哲理的分司与回收Re1easeosexeIE可B：!：I进程请求表I=III一:进程号请求

11、页面数页表起始地址页表长度IIIJ50027193040已分配II；I：230027197024当酉JIa：34002719A032as!II已分配：42002719D816III一一0已分配9：5300271A0024II：已分配I：6400271A3032II：7500271A6840已分配III一一一一一一一已分配!：8300271Afi824IIa：2012500271B0040已分配IIBIIH回与配K刀的程表理进页表块篇择92内 S选羹管建程求程存理统S70瑛有务示示销示一入总还式手显显撤显显退普在回与配分的程表理进页表管建程求程存理统的小内雪示示销示一甭入块式手显显撤显显退输理

12、9择:1集选为0-KB曲程理进 建 Tp二二式_和页U.(6)错误检验os.exe6配与回收的程表理进页表1 0Ji择X2选。甬内择:0该选在内墓镰不裔示不销示一雷人入入足雪示霜示雷人入中笊力在的程表用大择:1存理进页表1选号经管建程求程存理统的程已SEW送号雪示示销示一甭人入程式手显显撤显显退贝tL.l2.丁丁I5.I6.7.请请该请输入进程号:5源程序的主要部分#inc1ude#inc1ude#inc1ude#inc1ude#inc1udepage.hu#inc1udeRandom.husingnamespacestd;1istreqtab1e;RandomNumberrandom;随机数

13、产生器unsignedPagenUm=random.Random(80)+21;内存页面数21-100unsignedPageSiZe=TandOm.Random。6)+5;页面大小5-20unsignedPnUm=Tandom.Random(4)+5;/进程的个数5-8int*mempage=newintpagenum;/用整数数组模拟内存页面数/*初始化内存页面*/voidInit_Mempage(void)(inti=0;for(i=0;iint(pagenum);i+)mempagei=O;数组全部赋初值)/*获取内存的使用情况*/intGet_Mempagenum(void)intsum=0;for(inti=O;iint(pagenum);i+