操作系统内管理实验指导书.doc

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1、实验二内存管理实验一、实验目的1．掌握基本的主存分配和回收算法，了解Windows2000/XP的虚拟内存机制。2．学习使用Windows2000/XP的与内存相关的API函数。3．掌握请求分页存储管理方式。二、实验内容及要求1．实验内容使用Windows2000/XP的API函数，创建两个线程，一个用于模拟内存的分配活动，一个用于跟踪并记录内存分配过程中的内存变化情况，要求这两个线程使用信号量进行同步。每次内存分配按照相应的测试数据的要求进行操作。每个测试数据单元描述一次内存分配操作，测试数据有程序随机自动产生，并把产生的测试数据保存在一个文件中。模拟内存分配活动的线程可以

2、从测试数据文件中读出要进行的内存操作。每个内存操作包括以下内容：1）时间：操作等待时间，即等待相应时间后执行内存分配操作(要求随机产生)；2）块数：操作的内存页数(要求随机产生)；3）操作类型：可以是保留（reserve）、提交（commit）、释放（release）、回收（decommit）、加锁（lock）、解锁（unlock）；保留：在虚拟地址空间分配，不分配物理空间提交：在物理地址空间分配回收：释放物理空间，但保留虚拟空间释放：释放物理空间和虚拟空间加锁：常驻内存，即防止操作系统把对应的内存空间换出到外存可以将这些操作编号，存放于文件中。4）大小：指块的大小；5）访问

3、权限：共五种PAGE_READONLY、PAGE_READWRITE、PAGE_EXCUTE、PAGE_EXECUTE_READ和PAGE_EXECUTE_READWRITE。可以将这些权限编号，存放于文件中。运行结果显示要求：每次内存分配操作给出一组此次分配的相关信息，包括操作类型、权限类型、分配的起始地址和大小等；每次内存分配操作之后给出一组关于系统和内存的当前状态的信息。2．实验要求l学习并理解请求分页存储管理方式；l学习了解虚拟存储技术的技术特点；l熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法；l设计程序，实现以页为单位的虚拟内存分配方法；l不限制所使用的程序设计语言；l查

4、阅有关资料；l提交实验报告。三、相关知识介绍1．内存管理内存管理是Windows2000/XP执行体的一部分，是整个操作系统的重要组成部分。默认情况下，32位Windows2000/XP上每个用户进程可以占有2GB的私有地址空间，操作系统占有剩下的2GB。Windows2000/XP在x86体系结构上利用二级页表结构来实现虚拟地址向物理地址的变换。一个32位虚拟地址被解释为三个独立的分量——页目录索引、页表索引和字节索引——它们用于找出描述页面映射结构的索引。页面大小及页表项的宽度决定了页目录和页表索引的宽度。1．相关API的功能及使用下面给出的是本实验使用到的API的功能和

5、使用方法简单介绍。可以通过GetSystemInfo，GlobalMemoryStatus和VirtualQuery来查询进程虚空间的状态。 1）VOIDGetSystemInfo（LPSYSTEM_INFOlpSystemInfo）;数据结构SYSTEMINFO定义如下：typedefstruct_SYSTEM_INFO{DWORDdwOemld;DWORDdwPageSize;LPVOIDlpMinimumApplicationAddress;LPVOIDlpMaximumApplicationAddress;DWORDdwActiveProcessorMask;DWOR

6、DdwNumberOfProcessors;DWORDdwProcessorType;DWORDdwAllocationGranularity;DWORDdwReserved;}SYSTEM_INFO,*LPSYSTEM_INFO; 2）VOIDGlobalMemoryStatus（LPMEMORYSTATUSlpBuffer）;数据结构MEMORYSTATUS定义如下：typedefstruct_MEMORYSTATUS{DWORDdwLength;DWORDdwMemoryLoad;DWORDdwTotalPhys;DWORDdwAvailPhys;DWORDdwTota

7、lPageFile;DWORDdwAvailPageFile;DWORDdwTotalVirtual;DWORDdwAvailVirtual;}MEMORYSTATUS,*LPMEMORYSTATUS; 3）DWORDVirtualQuery（LPCVOLDlpAddress,PMEMORY_BASIC_INFORMATIONlpBuffer,DWORDdwLength）;数据结构MEMORY_BASIC_INFORMATION定义如下：typedefstruct_MEMORY_BASIC_INFORM