信息安全课程设计.doc

信息安全课程设计课程名称：网络信息安全设计题目：置换密码课程设计专业：计算机科学与技术班级：1班学生姓名：张亮学号：21006102指导老师：吕林涛 方法：在0,199指令地址间存放的实验目的加深对存储管理功能的理解；了解存储管理如何合理分配空间；掌握请求页式存储管理的页面置换算法。通过随机数产实验内容生200条的指令序列，指令的访问地址范围为8K。是08K-1之间的随机数，表示该指令要访问的地址。得到200个地址后将其转换成页号，页内地址的格式输出，设置页面大小为1K。例如：地址2055- 2,7，即2055=2x1024+7。将指令序列变换成页地址流，即页面走向。设置物理块M。计算并输出以下页面置换算法的命中率（1- 缺页率）：（1）先进先出置换算法（FIFO）（2）最近最久未使用置换算法（LRU）（3）最佳置换算法（OPT）。随机数产生方法利用srand()设好随机数种子，如：srand(10*getpid()，产生不同的随机数序列;如果未设随机数种子，rand()在调用时会自动设随机数种子为1，每次产生的随机数序列相同。再利用rand()产生随机数，如：产生介于0到10 间的随机数值x=rand() mod 11;4，代码(这里贴的代码缩进不好，可读性差，需要的话来直接点击下载page.c吧）#include#include#include#defineBLOCK_MAX_SIZE 20/最大物理块大小enumFIFO=1,LRU,OPT;structnode_pageintaddress;/指令地址intpage_num;/页面号intnext_order;/下一次访问的次序*page;/物理块定义typedefstruct BlockNodeintpage_index;/page数组的下标structBlockNode * next;BlockNode;structintlength;/当前物理块长度intmiss_flag;/缺页标志，若为1，则缺页intmiss_count;/缺页次数BlockNode*front;BlockNode*rear;Block;/本程序中全局变量名均由两个单词组成，且开头字母大写intBlockSize = 5;/物理块大小intPageCount = 200;/页面总数intPageSize = 1024;/页面大小intAddrRange = 8*1024;/访问地址范围intget_num(int down,int up)/得到一个downup之间的整数intnum;charstr111;while(1)fgets(str,111*sizeof(int),stdin);num=atoi(str);/把字符串中的数字转换为整数if(num=down& numnext=NULL;voidenqueue(int page_index)/入队BlockNode*node=(BlockNode*)malloc(sizeof(BlockNode);if(!node)printf(内存分配失败!n);exit(0);node-page_index=page_index;node-next=NULL;Block.length+;Block.rear-next=node;Block.rear=node;voiddequeue()/出队BlockNode*node;node=Block.front-next;Block.front-next=node-next;if(node= Block.rear)Block.rear=Block.front;free(node);Block.length-;voidclear_block()/清空物理块while(Block.rear=Block.front-next)Block.front-next=Block.rear-next;free(Block.rear);Block.length-;Block.rear=Block.front;Block.length=0;Block.miss_count=0;voiddestroy_block()/销毁物理块while(Block.rear=Block.front)Block.front=Block.front-next;free(Block.rear);free(page);voidinit_page()/初始化页面系列inti,j;srand(time(NULL);/用当前系统时间来初始化随机种子page=(structnode_page*)malloc(PageCount*sizeof(struct node_page);for(i=0;iPageCount;i+)pagei.address=rand()%AddrRange;pagei.page_num=pagei.address/PageSize;for(i=0;iPageCount;i+)for(j=i+1;jPageCount;j+)if(pagei.page_num= pagej.page_num)pagei.next_order=j;break;/if/forif(j= PageCount)/说明pagei以后都不会再访问pagei.next_order= PageCount;/forvoidprint_page()/打印页面系列inti;printf(n);printf(页面系列为：n);for(i=0;inext)if(pagenode-page_index.page_num=pagepage_index.page_num)Block.miss_flag=0;return;if(Block.lengthnext)if(pagenode-page_index.page_num= pagepage_index.page_num)last_node-next=node-next;Block.length-;if(node= Block.rear)Block.rear=last_node;enqueue(node-page_index);free(node);Block.miss_flag=0;return;last_node=node;if(Block.lengthnext)if(pagenode-page_index.page_num= pagepage_index.page_num)node-page_index=page_index;Block.miss_flag=0;return;if(Block.lengthnext;while(node=node-next)/寻找Block中next_order值最大的节点if(pagemax_node-page_index.next_orderpage_index.next_order)max_node=node;node=Block.front;max_node_last=node;while(node=node-next)/寻找Block中next_order值最大的节点的上一个节点if(node= max_node)break;max_node_last=node;max_node_last-next= max_node-next;Block.length-;if(max_node= Block.rear)Block.rear=max_node_last;free(max_node);enqueue(page_index);Block.miss_flag=1;Block.miss_count+;voidpage_replace(int num)inti,j;BlockNode*node;charstr35=FIFO,LRU ,OPT ;printf(=%s=n,strnum-1);printf(页面号*);for(i=0;i BlockSize;i+)printf( );printf(* 是否缺页 *n);printf(n);for(i=0;inext)printf(%-2d,pagenode-page_index.page_num);for(j=Block.length;jBlockSize;j+)printf( );printf(* %s *nn,(Block.miss_flag=1 ? Yes : No);printf(nn);printf(缺页数:%d,缺页率:%.2fnn,Block.miss_count,(float)Block.miss_count/PageCount *100);printf(按回车键继续!nn);getchar();voidconfige()/程序设置intnum;while(1)printf(n*n);printf(* 程序设置 *n);printf(*n);printf(* 1,设置物理块大小(默认5) *n);printf(* 2,设置访问地址范围 (默认8K) *n);printf(* 3,设置页面大小(默认1K) *n);printf(* 4,设置页面总数(默认200) *n);printf(* 5,显示各项设置值 *n);printf(* 6,返回 *n);printf(*n);printf(请输入您的选择:);num=get_num(1,6);if(num=6)break;if(num=1)printf(请输入物理块大小(1%d):,BLOCK_MAX_SIZE);BlockSize=get_num(1,BLOCK_MAX_SIZE);printf(设置成功!nn);/ifelseif(num=2)printf(请输入访问地址范围(1%d)K: ,999);AddrRange=get_num(1,999)* 1024;printf(设置成功!nn);/elseifelseif(num=3)printf(请输入页面大小(1%d)K: ,AddrRange/1024);PageSize=get_num(1,AddrRange/1024)* 1024;printf(设置成功!nn);/elseifelseif(num=4)printf(请输入页面总数(1%d):,32767);PageCount=get_num(1,32767);printf(设置成功!nn);/elseifelseif(num=5)printf(-n);printf(*当前物理块大小:%dn,BlockSize);printf(*当前访问地址范围:%d Kn,AddrRange/1024);printf(*当前页面大小:%d Kn,PageSize/1024);printf(*当前页面总数%dn,PageCount);printf(-n);free(page);init_page();voidbegin()intnum;print_page();while(1)printf(n*n);printf(* 页面置换算法 *n);printf(*n);printf(* 1,先进先出置换算法(FIFO) *n);printf(* 2,最近最久未使用置换算法(LRU) *n);printf(* 3,最佳置换算法(OPT) *n);printf(* 4,返回 *n);printf(*n);printf(请输入您的选择:);num=get_num(1,4);if(num= 4)break;page_replace(num);clear_block();free(page);init_page();intmain()intnum;init_block();init