《操作系统》实验六.doc

实验六 虚拟存储管理实验目的：存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换方法。预习内容：阅读教材计算机操作系统第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。实验内容：（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; 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，直至执行320次指令。（2） 将指令序列变换成页地址流 设：页面大小为1K；用户内存容量为4页；用户虚存容量为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（对应的虚存地址为0，9）；第10条第19条指令为第1页（对应的虚存地址为10，19）；.第310条第319条指令为第31页（对应的虚存地址为310，319）；按以上方式，用户指令可组成32页。模拟该作业的执行过程。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个内存块中均已装入该作业，则需进行页面置换。最后显示其物理地址，并转下一条指令。（3） 计算并输出下述各种算法在不同的内存容量下的缺页率。 先进先出的算法（FIFO）； 最近最少使用算法（LRR）； 最佳淘汰法（OPT）：先淘汰最不常用的页地址； 最少访问页面算法（LFR）； 最近不经常使用算法（NUR）。其中和为选择内容。缺页率=（页面失效次数）/（页地址流长度）在本实验中，页地址流的长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。(4) 随机数产生办法关于随机数产生办法，可以使用系统提供函数rand()，分别进行初始化和产生随机数。例如：rand();语句可初始化的一个随机数；a0=10*rand()/32767*319+1;a1=10*rand()/32767*a0;语句可用来产生a0与a1中的随机数。主要实验程序如下:void Init(int Block,int m)/初始化物理块int i;for(i=0;im;i+)Blocki=-1;void creat(int Page,int n)/输入页面串引用号int i;for(i=0;iPagei;void Init1(int Block1,int m1)int i;for(i=0;im1;i+)Block1i=-1;void creat1(int Page,int n1)int i;for(i=0;in1;i+)Pagei;void LRU(int Page,int Block1,int n1,int m1)int i,j,max_stay=0,count=0;int get=-1,flag=-1,block_num=-1;int timeSize;for(i=0;im1;i+)/初始化timetimei=0;for(i=0;in1;i+)for(j=0;jm1;j+)/有空闲物理块时，页面直接驻入内存空闲块if(Block1j=-1)get=j;/物理块j即将(/等待)驻入新页面break;for(j=0;jm1;j+)/查找序号相同的页面 if(Block1j=Pagei)/物理块j中页面与当前期望调入内存的页面相同 timej=0;flag=j;break;for(j=0;jmax_stay) max_stay=timej;block_num=j; /block_num标记当前序号物理块中页面驻留时间最久if(flag=-1)/不存在相同页面if(get!=-1)/物理块即将(/等待)驻入新页面Block1get=Pagei;/存入页面timeget=0;/当前物理块重新计时for(j=0;j=get;j+)/已驻入页面的驻留时间加1timej+;get=-1;else/页面调度置换，序号block_num的物理块是驻留时间最久的Block1block_num=Pagei;timeblock_num=0;for(j=0;jSize;j+)timej+;block_num=-1;max_stay=0;count+;else/待调入页面与序号flag的物理块中页面相同for(j=0;jm1;j+)timej+;flag=-1;for(j=0;jm1;j+)/输出物理块中的页面驻入情况cout Block1j;coutm1)count=count+m1;cout缺页中断次数为:countendl;void FIFO(int Page,int Block,int n,int m)int i,j,max_stay=0,count=0;int get=-1,flag=-1,block_num=-1;int timeSize;for(i=0;im;i+)timei=0;for(i=0;in;i+)for(j=0;jm;j+)if(Blockj=-1)get=j;break;for(j=0;jm;j+)if(Blockj=Pagei)flag=j;break;for(j=0;jmax_stay)max_stay=timej;block_num=j;if(flag=-1)if(get!=-1)Blockget=Pagei;timeget=0;for(j=0;j=get;j+)timej+;get=-1;elseBlockblock_num=Pagei;timeblock_num=0;for(j=0;jSize;j+)timej+