操作系统实验

实 验 报 告 书学 生 姓 名 学 号 班 级 2011 2012 学年 第 一 学期计算机操作系统实验报告实验名称 存储管理实验序号实验二实验日期2012-12-17实验人高 雪一、实验目的和要求 请求页式存储管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法的模拟设计，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算法。二、相关背景知识 虚拟存储技术：所谓虚拟存储，就是把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，这就称之为虚拟存储。 页面置换算法：如果内存空间已被装满而又要装入新页时，必须按某种算法将内存中的一些页淘汰出去，以便于调入新页，这个工作就是页面置换。这个选择淘汰页的方法称为页面置换算法。如最佳值换算法，先进先出，LRU，简单的Clock算法等等。 随机数产生：Linux或UNIX系统提供函数srand()和rand()，分别进行初始化和产生随机数。三、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15，直到执行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页到32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条指令在虚存中存放的方式为：第0条至第9条指令为第0页（对应虚存地址为0，9）；第10条至第19条指令为第1页（对应虚存地址为10，19）；第310条至第319条指令为第31页（对应虚存地址为310，319）；按以上方式，用户指令可以组成32页。3：计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。先进先出页面淘汰算法（FIFO）最近最久未使用页面淘汰法（LRU）命中率=1 - 页面失效次数/页地址流长度在本实验中，页地址流长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令对应的页不在内存的次数。4、 关键数据结构与函数的说明void FIFO(int*);/FIFO页面算法的函数void LRU(int*);/LRU 页面算法的函数数组 zhiling320是用来存放320条指令的void main() 用来调度FIFO LRU函数，以及给320条指令初始化，并且给执行过的指令改变数值作为标记五、编译与执行过程截图六、实验结果与分析七、调试时遇到的问题及解决方法（提供BUG截屏）八、调试后的程序源代码#include#include#include#includevoid FIFO(int*);/FIFOvoid LRU(int*);/LRUvoid main()srand(unsigned)time(0);int zhiling320,n;int i,j,q=319,p,e,f,g;memset(zhiling,-1,sizeof(int)*320);p=0;i=320;while(i)again:dop=rand();while(p318|p%2=1|zhilingp!=-1|p=1);if(p=0) goto again;p+;g=0;for(j=0;jp;j+)if(zhilingj=-1) g+;if(g=0) goto again;doe=rand();while(e=p|e%2=1|zhilinge!=-1);e+;dof=rand();while(f319);zhilingp-1=p;zhilingp=e-1;zhilinge-1=e;zhilinge=f;g=0;for(j=0;j320;j+)if(zhilingj=-1) g+;i=g;for(i=0;i320;i+)printf(%d ,zhilingi);dodoprintf(算法：n1:FIFOn2:LRUn3:exitn);scanf(%d,&p);while(p!=1&p!=2&p!=3);if(p=1)FIFO(zhiling);if(p=2)LRU(zhiling);while(p!=3);void FIFO(int *c)int i,j,n,*m,a=0,b=0,f;float r;doprintf(请输入用户内存页数（4-32）n);scanf(%d,&n);while(n32);m=(int*)malloc(sizeof(int)*n);memset(m,-1,sizeof(int)*n);for(i=0;i320;i+)f=0;for(j=0;jn;j+)if(ci=mj*10)f=1;if(f=0)a+;mb=ci/10;b+;if(b=n) b=0;r=1.0-(float)a)/320.0;printf(FIFO算法命中率为：%fn,r);free(m);void LRU(int *c)int i,j,n,*m,*t,f,k,miss=0;float r;doprintf(请输入用户内存页数（4-32）n);scanf(%d,&n);while(n32);m=(int*)malloc(sizeof(int)*n);t=(int*)malloc(sizeof(int)*n);memset(m,-1,sizeof(int)*n);memset(t,0,sizeof(int)*n);for(i=0;i320;i+)f=0;for(j=0;jn;j+)if(ci=mj*10)f=1;tj=-1;break;for(j=0;jn;j+)tj+;if(f=0)miss+;k=0;for(j=0;jtk)k=j;tk=0;mk=ci/10;r=1.0-(float)miss)/320.0;printf(LRU算法命中率为：%fn,r);free(m);free(t);九、实验体会 这个实验难度非常大。主要在于对实验要求的理解，首先就是320条指令，这个代码是通过数组对指令进行了模拟，初始全为-1，执行过的择复制给该指令跳转到的下一条指令的数字。这样做的目的，是为了后面的算法，在页面中可以进行数字的判定，以判断是否命中。这个第一个难点就是对于这320条指令的模拟，这段程序代码的逻辑思维比较强，特别是对于细节的处理，五步一共执行了4条指令，每条指令的范围必须要确定好。第二个难点就在于对FIFO与LRU的理解，如果对于这2个调度算法的命中或不命中不能理解的话，是无法完成程序的。另