操作系统课程设计:处理机、存储器与虚拟存储器管理
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更新于2024-07-01
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"操作系统(一个小型操作系统的设计与实现)课程设计"
这篇文档主要涵盖了操作系统设计的关键组成部分,包括处理机管理、存储器管理和虚拟存储器的缺页调度。在课程设计中,学生需要整合本学期三次实验的内容,实现这些核心功能。
一、处理机管理
处理机管理涉及到的任务是调度进程,确保公平且高效地分配计算资源。文档中提到了两种常见的调度算法:
1. 先来先服务(FCFS):这是一种非剥夺式调度算法,按照进程到达的先后顺序进行调度。每个进程一旦开始执行,就会一直运行到完成或被高优先级进程抢占。FCFS算法简单,但可能导致短进程等待时间过长。在实现中,通过建立一个按到达时间排序的链表,从头到尾依次调度进程。
2. 时间片轮转(RR):这种算法将CPU时间划分为固定长度的时间片,每个进程只能连续执行一个时间片。当时间片用完,进程会被暂停,移到队列末尾,等待下一次调度。时间片轮转能够保证响应时间,避免长进程独占资源。
二、存储器管理
这部分介绍了可变式分区管理,包括两种内存分配策略:
1. 首次适应法:当分配内存时,系统会从空闲分区列表的第一个可用分区开始查找,找到第一个满足要求的分区就进行分配。这种方法能有效利用小分区,但可能导致大分区的浪费。回收时,需要更新空闲分区表。
2. 最佳适应法:与首次适应相反,它会在所有空闲分区中寻找最小的能满足需求的分区。尽管可以减少内存碎片,但可能导致大量小碎片的产生。
三、虚拟存储器的缺页调度
缺页调度是虚拟存储器管理的一部分,文档中提到了两种常见的策略:
1. 先进先出(FIFO):最简单的页面替换算法,按照页面进入内存的顺序进行替换。当物理内存满时,最先进入的页面首先被淘汰。
2. 最近最少使用(LRU):LRU算法假设最近未使用的页面在未来最不可能被访问,因此选择最长时间未被访问的页面进行替换。在实现上,需要维护页面的访问历史记录。
在实现这些算法时,通常需要设计数据结构,如链表来存储进程或页面信息,并进行相应的操作。同时,还需要计算性能指标,如平均作业周转时间、平均带权作业周转时间,以评估调度算法的效率。
在设计的主界面上,应有入口分别连接到处理机管理、存储器管理和缺页调度的相关程序,方便用户输入测试数据并观察结果。例如,对于FCFS和RR,可以输入一系列作业的到达时间和运行时间,然后模拟调度过程,输出每个作业的执行情况。对于存储器管理,可以模拟内存分配和回收,展示内存空间的变化。而对于虚拟存储器,可以模拟页面的调入调出,分析缺页率等性能指标。
2022-06-22 上传
2023-03-30 上传
2023-05-26 上传
2023-06-02 上传
2023-05-17 上传
2023-08-25 上传
2023-11-11 上传
2023-06-06 上传
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