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1、说明：本课程设计题目共28个，原则上一人一题。如果题目未加说明，则必须一人一题。题目1：动态分区分配方式的模拟11 设计目的了解动态分区分配中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。2 设计内容1）用C语言实现采用首次适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。2）假设初始状态如下，可用的内存空间为640KB，并有下列的请求序列；作业1申请130KB作业2申请60KB作业3申请100KB作业2释放60KB作业4申请200 KB作业3释放100 KB作
2、业1释放130 KB作业5申请140 KB作业6申请60 KB作业7申请50KB作业6释放60 KB请采用首次适应算法进行内存块的分配和回收，同时显示内存块分配和回收后空闲内存分区链的情况。3 思考 1）采用首次适应算法和最优置换算法，对内存的分配和回收速度会造成什么不同的影响？ 2）如何解决因碎片而造成内存分配速度降低的问题？题目2：动态分区分配方式的模拟23 设计目的了解动态分区分配中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。4 设计内容1）用C语言实现采用循环首次适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过空闲分
3、区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。2）假设初始状态如下，可用的内存空间为640KB，并有下列的请求序列；作业1申请130KB作业2申请60KB作业3申请100KB作业2释放60KB作业4申请200 KB作业3释放100 KB作业1释放130 KB作业5申请140 KB作业6申请60 KB作业7申请50KB作业6释放60 KB请采用循环首次适应算法进行内存块的分配和回收，同时显示内存块分配和回收后空闲内存分区链的情况。3 思考 1）采用循环首次适应算法和最优置换算法，对内存的分配和回收速度会造成什么不同的影响？ 2）如何解决因碎片而造成内存分配速度降低的问题？题目3：
4、动态分区分配方式的模拟31设计目的了解动态分区分配中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。2设计内容1）用C语言分别实现采用最佳适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。2）假设初始状态如下，可用的内存空间为640KB，并有下列的请求序列；作业1申请130KB作业2申请60KB作业3申请100KB作业2释放60KB作业4申请200 KB作业3释放100 KB作业1释放130 KB作业5申请140 KB作业6申请60 KB作业7申请50KB作业6释
5、放60 KB请采用最佳适应算法进行内存块的分配和回收，同时显示内存块分配和回收后空闲内存分区链的情况。3 思考 1）采用最佳适应算法和最优置换算法，对内存的分配和回收速度会造成什么不同的影响？ 2）如何解决因碎片而造成内存分配速度降低的问题？题目4：动态分区分配方式的模拟41设计目的了解动态分区分配中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。2设计内容1）用C语言分别实现采用最坏适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过空闲分区链表来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。2）假设初始状态如下，可用的内
6、存空间为640KB，并有下列的请求序列；作业1申请130KB作业2申请60KB作业3申请100KB作业2释放60KB作业4申请200 KB作业3释放100 KB作业1释放130 KB作业5申请140 KB作业6申请60 KB作业7申请50KB作业6释放60 KB请采用最坏适应算法进行内存块的分配和回收，同时显示内存块分配和回收后空闲内存分区链的情况。3 思考 1）采用最坏适应算法和最优置换算法，对内存的分配和回收速度会造成什么不同的影响？ 2）如何解决因碎片而造成内存分配速度降低的问题？ 题目5： 进程调度模拟算法1 设计目的通过算法的模拟加深对进程概念和进程调度过程的理解，掌握进程状态之间的
7、切换，同时掌握进程调度算法的实现方法和技巧。1 2设计内容(1) 用C语言来实现对N个进程采用动态优先权优先算法的进程调度。(2) 每个用来标识进程的进程控制块PCB用结构来描述，包括以下字段：l 进程标识数ID；l 进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的进程，其优先权越高；l 进程已占用的CPU时间CPUTIME；l 进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时，ALLTIME变为0；l 进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进入阻塞状态；l 进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个
8、时间片后，进程将转换成就绪状态；l 进程状态STATE；l 队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。(3) 优先数改变的原则：l 进程在就绪队列中呆一个时间片，优先数增加1；l 进程每运行一个时间片，优先数减3。(4) 假设在调度前，系统中有5个进程，它们的初始状态如下：ID01234PRIORITY93830290CPUTIME00000ALLTIME33634STARTBLOCK2-1-1-1-1BLOCKTIME30000STATEREADYREADYREADYREADYREADY(5) 为了清楚地观察进程的调度过程，程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来，参照的具体格式如下：RUNN
9、ING PROG: iREADY_QUEUE:-id1-id2BLOCK_QUEUE:-id3-id4=ID01234PRIORITYP0P1P2P3P4CPUTIMEC0C1C2C3C4ALLTIMEA0A1A2A3A4STARTBLOCKT0T1T2T3T4BLOCKTIMEB0B1B2B3B4STATES0S1S2S3S42 思考(1) 在实际的进程调度中，除了按调度算法选择下一个执行的进程外，还应处理哪些工作；(2) 为什么对进程的优先数可按上述原则进行修改？题目6：请求调页存储管理方式的模拟11 设计目的通过对页面、页表、地址转换和页面置换过程的模拟，加深对请求调页系统的原理和实现过
10、程的理解。2 设计内容 1）假设每个页面中可存放10条指令，分配给作业的内存块数为4。 2）用c语言模拟一个作业的执行过程，该作业共有320条指令，即它的地址空间为32页，目前它的所有页都还未调入内存。在模拟过程中，如果所访问的指令已在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需记录缺页的次数，并将相应页调入内存。如果4个内存块均已装入该作业，则需进行页面置换，最后显示其物理地址，并转下一条指令。在所有320指令执行完毕后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 3）置换算法：采用先进先出（FIFO）置换算法。3 思考题 1）如果增加分配给作业的内
11、存块数，将会对作业运行过程中的缺页率产生什么影响？ 2）为什么在一般情况下，LRU具有比FIFO更好的性能？提示: （1）通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： 50%的指令是顺序执行的； 25%的指令是均匀分布在前地址部分； 25%的指令是均匀分布在后地址部分；具体的实施方法是： 在0，319的指令地址之间随机选取一起点m； 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令； 在前地址0，m+1中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m； 顺序执行一条指令，其地址为m+1的指令； 在后地址m+2，319中随机选取一条指令并执行； 重复上述步骤，直到执行320次指令。
12、（2）将指令序列变换为页地址流 设页面大小为1K； 用户内存容量为4页到32页； 用户虚存容里为32K。在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条第9条指令为第0页（对应虚存地址为0，9）；第10条第19条指令为第1页（对应虚存地址为10，19）；第310条第319条指令为第31页（对应虚存地址为310，319）。按以上方式，用户指令可组成32页。（3）计算先进先出（FIFO）算法在不同内存容量下的命中率。其中，命中率=1-页面失效次数/页地址流长度题目7：请求调页存储管理方式的模拟21 设计目的通过对页面、页表、地址转换和页面置换过程的模拟，加
13、深对请求调页系统的原理和实现过程的理解。2 设计内容 1）假设每个页面中可存放10条指令，分配给作业的内存块数为4。 2）用C语言模拟一个作业的执行过程，该作业共有320条指令，即它的地址空间为32页，目前它的所有页都还未调入内存。在模拟过程中，如果所访问的指令已在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需记录缺页的次数，并将相应页调入内存。如果4个内存块均已装入该作业，则需进行页面置换，最后显示其物理地址，并转下一条指令。在所有320指令执行完毕后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 3）置换算法：最近最久未使用（LRU）算法。 3 思考题
14、 1）如果增加分配给作业的内存块数，将会对作业运行过程中的缺页率产生什么影响？ 2）为什么在一般情况下，LRU具有比FIFO更好的性能？提示: （1）通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： 50%的指令是顺序执行的； 25%的指令是均匀分布在前地址部分； 25%的指令是均匀分布在后地址部分；具体的实施方法是： 在0，319的指令地址之间随机选取一起点m； 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令； 在前地址0，m+1中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m； 顺序执行一条指令，其地址为m+1的指令； 在后地址m+2，319中随机选取一条指令并执行； 重复上述步骤，直到执行320次指令。（2）将指令序列变换为页地址流 设页面大小为1K； 用户内存容量为4页到32页； 用户虚存容里为32K。在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条第9条指令为第0页（对应虚存地址为0，9）；第10条第19条指令为第1页（对应虚
