请求调页存储管理方式的模拟

1、实验3请求调页存储管理方式的模拟1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，加深对请求调页系统的原理和实现过程的理解。2实验内容（1）假设每个页面中可存放10条指令，分配给一作业的内存块数为4。（2）模拟一作业的执行过程。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经在内存中，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。在所有320条指令执行完毕后，请计算并

2、显示作业运行过程中发生的缺页率。（3）置换算法：请分别考虑OPT、FIFO和LRU算法。（4）作业中指令的访问次序按下述原则生成：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%的指令时均匀分布在后地址部分。代码：package mainDart;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;public class FIFO private static int times=0;/记录置换内存页面的次数/* * 随机产生0319之间的数 * 产生320条指令 * * ret

3、urn 包含320条指令的数组 */public static int productNumber()int order = new int320;/数组存储的数字表示指令Random rand = new Random();for(int i=0;i320;i+) if(i%4=0) orderi=rand.nextInt(319); /0=order319 else if(i%4=1) orderi=orderi-1+1;/1=order320 else if(i%4=2) orderi= rand.nextInt(orderi-1); else if(i%4=3) orderi=orde

4、ri-1+rand.nextInt(320-orderi-1); return order;/* * 打印链表 * param list */public static void printList(List list)for(int temt:list)System.out.print(temt+t);System.out.println();/* * 先进先出算法 * 总是淘汰最先进入内存的页面 * 在实现的时候，记录上一次所替换的页面在内存的下标，则本次要替换的位置就是上次下标+1的位置，并且下标是03循环的 * param memoryNum * param page */public

5、 static void FIFOChangePage(List memoryNum,int page)int index = FIFOChangePage(memoryNum,page,+times);memoryNum.remove(index);memoryNum.add(index, page);/* * 返回本次替换的页面在内存中的位置 * param memoryNum * param page * param times记录替换页面的次数，第一次替换的是内存第0个单元 * return */public static int FIFOChangePage(List memoryN

6、um,int page,int times)if(times=1)return 0;int index = (FIFOChangePage(memoryNum,page,times-1)+1)%4;return index;public static void main(String args) int order = productNumber();System.out.println(320条随机指令数：);for(int i =0;iorder.length;i+)System.out.print(orderi+t);if(i+1)%10=0)System.out.println();L

7、ist memoryNum= new ArrayList(4);/内存块存储的页面int count=0;/记录缺页次数for(int i=0;i320;i+)int page = orderi/10;if(memoryNum.contains(page) /若该指令所在页面已经在内存，输出该页面所在内存块的号else/没在内存，发生缺页，需要判断内存块是否存满，if(memoryNum.size()4) /内存没满，直接将所需页面调入内存memoryNum.add(page);else/内存存满，需要调用页面置换算法，进行页面置换FIFOChangePage(memoryNum,page);

8、/先进先出算法count+;/记录缺页次数printList(memoryNum);/打印内存所调入页面的情况System.out.println(缺页率：+(double)count/320);package mainDart;import java.util.ArrayList;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map;import java.util.Random;public class LRU /* * 随机产生0319之间的数 * 产生320条指令 * * return 包含320条指令的

9、数组 */public static int productNumber()int order = new int320;/数组存储的数字表示指令Random rand = new Random();for(int i=0;i320;i+) if(i%4=0) orderi=rand.nextInt(319); /0=order319 else if(i%4=1) orderi=orderi-1+1;/1=order320 else if(i%4=2) orderi= rand.nextInt(orderi-1); else if(i%4=3) orderi=orderi-1+rand.nex

10、tInt(320-orderi-1); return order;/* * 打印链表 * param list */public static void printList(List list)for(int temt:list)System.out.print(temt+t);System.out.println();/* * 最近最久未使用算法 * param order */public static void LRUChangePage(int order)List memoryNum = new ArrayList(4);/内存块int timeFlag =new int-1,-1,

11、-1,-1; /用来记录内存当中各单元未被访问的时间值int count=0;/记录缺页次数for(int i=0;i320;i+)int page = orderi/10;if(memoryNum.contains(page) /若该指令所在页面已经在内存int index = memoryNum.indexOf(page);timeFlagindex=0;/将时间变为0else/没在内存，发生缺页，需要判断内存块是否存满，if(memoryNum.size()4) /内存没满，直接将所需页面调入内存/将没有命中的所有页面的时间加一for(int in=0;in4;in+)if(timeFl

12、agin!=-1)timeFlagin+=1;/将page加入内存并将时间置为0memoryNum.add(page);timeFlagmemoryNum.indexOf(page)=0;else/内存存满，需要调用页面置换算法，进行页面置换int maxIn=-1;/记录拥有最大时间值的标记的下标int maxT=-1;/记录最大的时间值for(int in=0;inmaxT)maxT=timeFlagin;maxIn=in;memoryNum.remove(maxIn);memoryNum.add(maxIn,page);timeFlagmaxIn=0;/将没有命中的所有页面的时间加一fo

13、r(int in=0;in4;in+)if(in!=maxIn)timeFlagin+=1;count+;/记录缺页次数printList(memoryNum);/打印内存所调入页面的情况System.out.println(缺页率：+(double)count/320);public static void main(String args) int order = productNumber();System.out.println(320条随机指令数：);for(int i =0;iorder.length;i+)System.out.print(orderi+t);if(i+1)%10

14、=0)System.out.println();LRUChangePage(order);package mainDart;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.Random;public class Optimal /* * 随机产生0319之间的数 * 产生320条指令 * * return 包含320条指令的数组 */public static int productNumber()int order = new int320;/数组存储的数字表示指令Random rand = new Rand

15、om();for(int i=0;i320;i+) if(i%4=0) orderi=rand.nextInt(319); /0=order319 else if(i%4=1) orderi=orderi-1+1;/1=order320 else if(i%4=2) orderi= rand.nextInt(orderi-1); else if(i%4=3) orderi=orderi-1+rand.nextInt(320-orderi-1); return order;/* * * param order320条指令数组 * return 返回一个链表，依次保存着320条指令每条指令所在的页

16、面 */public static List pageSeq(int order)List pageSeq = new ArrayList();for(int temp:order)pageSeq.add(temp/10);return pageSeq;/* * 打印链表 * param list */public static void printList(List list)for(int temt:list)System.out.print(temt+t);System.out.println();/* * 最佳置换算法 * 根据当前已经在内存中的页面在之后被需要的先后进行置换 * *

17、param pageSeq 整个320条指令，从头到尾所需要的页面 * param memoryNum 已满的内存空间 * param page等待被调入内存的页面 */public static void OptimalChangePage(List pageSeq,int start,List memoryNum,int page)int maxSeq=-1,index=0;for(int pageNum:memoryNum) /遍历内存for(int i=start;imaxSeq)maxSeq=i;break;if(maxSeq-1)/maxSeq=-1说明内存当中的四个页面在将来都不

18、会再被使用，这时默认将内存块中的第一个页面置换出index = memoryNum.indexOf(pageSeq.get(maxSeq);/记录将要被置换的那个页面所在内存位置 memoryNum.remove(index);/将内存中将来最久被使用的页面删除memoryNum.add(index, page);/将需要调入的页面加入内存public static void main(String args) int order = productNumber();System.out.println(320条随机指令数：);for(int i =0;iorder.length;i+)System.out.print(orderi+t);if(i+1)%10=0)System.out.println();List pageSeq = pageSeq(order); /依次存放着指令所在的页面号List memoryNum= new ArrayList(4);/内存块存储的页面int count=0;/记录缺页次数for(i