操作系统实验4

1、实用文档实验四请求分页存储管理模拟实验一：实验目的通过对页面、 页表、地址转换和页面置换过程的模拟， 加深对请求分页存储管理系统的原理和实现技术的理解。二：实验内容假设每个页面可以存放10 条指令，分配给进程的存储块数为4。用 C 语言或 Pascal 语言模拟一进程的执行过程。设该进程共有320 条指令，地址空间为 32 个页面，运行前所有页面均没有调入内存。模拟运行时，如果所访问的指令已经在内存， 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， 此时需要记录缺页产生次数，并将相应页面调入内存，如果 4 个内存块已满，则需要进行页面置换。最后显示其物理地址

2、，并转下一条指令。在所有指令执行完毕后，显示进程运行过程中的缺页次数和缺页率。页面置换算法：分别采用OPT、FIFO、LRU三种算法。进程中的指令访问次序按如下原则生成：50%的指令是顺序执行的。25%的指令是均匀分布在低地址部分。25%的指令是均匀分布在高地址部分。三：实验类别分页存储管理四：实验类型模拟实验五：主要仪器计算机六：结果实用文档OPT:实用文档实用文档LRU:FIFO:实用文档七：程序# include# include# include# define blocknum 4/页面尺寸大小int m; /程序计数器，用来记录按次序执行的指令对应的页号static int num

3、320; /用来存储320 条指令typedef struct BLOCK /声明一种新类型- 物理块类型int pagenum; /int accessed; /BLOCK;页号访问量，其值表示多久未被访问实用文档BLOCK blockblocknum; /定义一大小为8 的物理块数组void init() /程序初始化函数, 对block初始化for(int i=0;iblocknum;i+)blocki.pagenum=-1;blocki.accessed=0;m=0;int pageExist(int curpage)/查找物理块中页面是否存在, 寻找该页面curpage 是否在内存块

4、 block 中，若在，返回块号for(int i=0; iblocknum; i+)if(blocki.pagenum = curpage )return i; /在内存块block 中，返回块号return -1;int findSpace()/查找是否有空闲物理块, 寻找空闲块block，返回其块号for(int i=0;iblocknum;i+)if(blocki.pagenum=-1)return i; /找到了空闲的block，返回块号return -1;int findReplace()/ 查找应予置换的页面int pos = 0;for(int i=0;i blockpos.a

5、ccessed)pos = i; /找到应该置换页面，返回BLOCK中位置return pos;实用文档void display()/显示物理块中的页面号for(int i=0; iblocknum; i+)if(blocki.pagenum != -1)printf( %02d,blocki.pagenum);printf(%p|,&blocki.pagenum);printf(n);void randam()/产生320 条随机数, 显示并存储到num320int flag=0;printf(请为一进程输入起始执行指令的序号(0320):n);scanf(%d,&m);/用户决定的起始执行

6、指令printf(*进程中指令访问次序如下：( 由随机数产生)*n);for(int i=0;i320;i+)/进程中的320 条指令访问次序的生成numi=m;/当前执行的指令数，if(flag%2=0)m=+m%320;/顺序执行下一条指令if(flag=1)m=rand()%(m-1);/通过随机数，跳转到低地址部分0 ， m-1 的一条指令处，设其序号为m1if(flag=3)m=m+1+(rand()%(320-(m+1);/通过随机数， 跳转到高地址部分m1+2，319的一条指令处，设其序号为m2flag=+flag%4;printf( %03d,numi);/输出格式： 3 位数

7、if(i+1)%10=0) /控制换行 , 每个页面可以存放10 条指令，共32 个页面printf(n);void pagestring() /显示调用的页面序列, 求出此进程按次序执行的各指令所在的页面号并显示输出for(int i=0;i320;i+)实用文档printf( %02d,numi/10);/if(i+1)%10=0)/控制换行输出格式： 2 位数, 每个页面可以存放10 条指令，共32 个页面printf(n);void OPT() /最佳替换算法int n=0;/记录缺页次数int exist,space,position;int curpage;/当前指令的页面号for

8、(int i=0;i320;i+)m=numi;curpage=m/10;exist=pageExist(curpage);if(exist=-1) / 当前指令的页面号不在物理块中 space=findSpace();if(space != -1) / 当前存在空闲的物理块blockspace.pagenum = curpage; /将此页面调入内存display();/显示物理块中的页面号n+;/缺页次数 +1else / 当前不存在空闲的物理块，需要进行页面置换 for(int k=0;kblocknum;k+)for(int j=i;j320;j+)/ 找到在最长（未来）时间内不再被访

9、问的页面 if(blockk.pagenum!= numj/10)blockk.accessed = 1000; / 将来不会被访问，设置为一个很大数else / 将来会被访问，访问量设为j blockk.accessed = j;break;position = findReplace();/找到被置换的页面, 淘汰blockposition.pagenum = curpage;/将新页面调入实用文档display();n+; /缺页次数 +1printf(缺页次数 :%dn,n);printf(缺页率 :%f%n,(n/320.0)*100);void LRU() /最近最久未使用算法in

10、t n=0;/记录缺页次数int exist,space,position ;int curpage;/当前指令的页面号for(int i=0;i320;i+)m=numi;curpage=m/10;exist = pageExist(curpage);if(exist=-1) / 当前指令的页面号不在物理块中 space = findSpace();if(space != -1) / 当前存在空闲的物理块blockspace.pagenum = curpage; /将此页面调入内存display();/显示物理块中的页面号n+;/缺页次数 +1else / 当前不存在空闲的物理块，需要进行页

11、面置换 position = findReplace(); blockposition.pagenum = curpage; display();n+; /缺页次数+1elseaccessedblockexist.accessed = -1;/为 -1for(int j=0; jblocknum; j+)/其余的 accessed+恢复存在的并刚访问过的BLOCK 中页面blockj.accessed+;实用文档printf(缺页次数 :%dn,n);printf(缺页率 :%f%n,(n/320.0)*100);void FIFO()int n=0;/记录缺页次数int exist,spac

12、e,position ;int curpage;/当前指令的页面号int blockpointer=-1;for(int i=0;i320;i+)m=numi;curpage=m/10;exist = pageExist(curpage);if(exist=-1) /当前指令的页面号不在物理块中space = findSpace();if(space != -1) / 当前存在空闲的物理块 blockpointer+;blockspace.pagenum=curpage; /将此页面调入内存n+;/缺页次数 +1display();/显示物理块中的页面号else /没有空闲物理块，进行置换po

13、sition = (+blockpointer)%4;blockposition.pagenum = curpage; /将此页面调入内存n+;display();printf(printf(缺页次数 :%dn,n);缺页率 :%f%n,(n/320.0)*100);void main()int choice;printf(*请求分页存储管理模拟系统*n);实用文档randam();printf(*此进程的页面调用序列如下*n);pagestring();while(choice != 4)printf(*1:OPT 2:LRU 3:FIFO 4:退出 *n);printf(请选择一种页面置换算法:);scanf(%d,&choice);init();switch(choice)case 1:printf(printf(最佳置换算法OPT:n)