Linux虚拟存储管理实验：页面调度与内存监控

该文档是关于操作系统实验的，特别是针对Linux系统的页面调度。实验目标包括理解虚拟存储管理技术，掌握内存管理，特别是实时查看和回收内存，以及学习和应用请求页式存储管理的页面调度算法。 实验内容主要分为三个部分： 1. 监控内存使用情况：使用`free`命令来查看当前内存的状态，包括总内存(`total`)、已使用内存(`used`)、空闲内存(`free`)、共享内存(`shared`)、缓存(`buffers`和`cache`)等信息。通过`free -m`和`free -s 3`命令，可以分别查看即时的内存状态和每3秒更新一次的状态。 2. 虚拟内存监视：利用`vmstat`命令来监控虚拟内存的使用，包括进程(`procs`)、内存(`memory`)、交换空间(`swap`)、I/O(`io`)、系统活动(`system`)和CPU活动(`cpu`)等指标。通过`man`命令可以了解各指标的具体含义。 3. 模拟地址转换和页面置换：在页式虚拟存储管理中，初始化页表，然后输入要访问的逻辑地址，程序会进行地址转换并检查是否发生缺页。如果缺页，根据指定的页面置换算法（如FIFO、LRU或LFU）进行页面替换，更新页表并输出新的绝对地址。实验还记录了置换情况和缺页次数。 实验涉及到的内存管理概念包括： - 连续和非连续内存分配：连续分配方法（如单一连续分区、固定分区）可以提高执行速度，但可能导致内部碎片；非连续分配（如分页、分段）可以有效利用内存，但可能增加内存访问时间，产生外部碎片。 - 内存分配过程：进程创建时需要内存资源，系统根据作业的内存需求，通过位图或其他数据结构来分配和管理内存页。 - 页面置换算法：FIFO（先进先出）、LRU（最近最少使用）和LFU（最不经常使用）都是常见的页面置换策略，用于决定何时和哪个页面应该被换出到磁盘的交换空间。 通过这个实验，学生可以深入理解操作系统的内存管理和虚拟存储技术，以及它们在实际Linux环境中的应用。