请求分页式存储管理的地址转换过程实现

1、第2部分、请求分页式存储管理的地址转换过程实现：基本要求：在第1部分实验基础上实现进程的分页式内存分配和地址转换过程，并进一步实现请求分页式存储分配和地址转换过程。页面置换算法至少应实现先进先出（fifo）、最近最久未使用（lru）等算法。 参考学时：16学时实验提示：1、 建立一个位示图，用来模拟内存的分配情况，位示图的位数与设定的物理块个数相同。程序启动时可利用一组随机0和1填充位示图，表示内存已被占用情况。假设内存容量为64k，块大小为1k，则共有64个块，对应的位示图可能的值如下：第0字节1 0 1 1 0 0 1 1第2字节1 1 1 0 0 1 1 1第4字节0 0 0 1 1 1

2、 1 1第6字节1 1 1 1 1 0 0 0第1字节0 1 1 0 1 1 0 0第3字节1 0 0 0 0 1 1 1第5字节0 1 1 1 0 0 1 1第7字节0 0 0 0 0 0 0 1该位示图表示内存的2（0字节第2位）、3（0字节第3位）、6（0字节第6位）、8（1字节第0位）、9（1字节第1位）、12（1字节第4位）、15（1字节第7位）等块没有被占用。2、 创建进程时输入进程大小，并根据程序中设定的物理块大小为进程分配物理块，同时建立页表。例如，在上图基础上，若要建立一个大小为5000字节的进程，则：l 计算出该进程共有“向上取整（5000/1024）=5”个页，需要占用5

3、个内存块；l 建立空的页表，即长度为5的一维整数数组；l 从位示图中找出前5个“0”位在整个位示图中的位置号（即i字节j位为0，则该位的位置为8*i+j），并将这些号依次填入页表中，同时把前5个“0”改为“1”，以示对应内存块已经分配。3、 输入当前执行进程所要访问的逻辑地址，并将其转换成相应的物理地址。4、 进程退出时，根据其页表内容向位示图反向回填“1”。5、 扩充页表，将其变成支持请求和置换功能的二维页表（增加存在位等）。创建进程时可装入固定的前三页（或键盘输入初始装入页数，不同进程的装入个数可以不同），其余页装入到置换空间内（置换空间大小应为内存空间大小的1.5倍，对其还需建立独立的位

4、示图）。6、 分别采用fifo和lru置换算法对地址转换过程中遇到的缺页现象进行页面置换，可将多次地址转换过程中所涉及到的页号视为进程的页面访问序列，从而计算置换次数和缺页率。import java.util.vector;import java.io.*;class processpage pagetable;vector<page> pagequeue;private int size;private int pagecount;private string name;double visit;double replacement;public void setpage(pag

5、e pagetable) this.pagetable=new pagepagetable.length;for(int i=0;i<pagetable.length;i+) this.pagetablei=pagetablei;public int getpageblock(int pagenum) return pagetablepagenum.getblocknum();public void setsize(int size) this.size=size; public void setpagecount(int pagecount) this.pagecount=pageco

6、unt; public int getpagecount() return pagecount;visit=0;replacement=0;public process() public process(string name)=name;public string tostring()return name;class page int flag;int blocknum;int writed;/xiu gai weiint accessfield;/fang wen zi duanint swapsapce_blockno;/wai cun dizhiint t;bloc

7、knum=0;writed=0;accessfield=0;t=0;public page() flag=1;swapsapce_blockno=-1;public page(int flag,int swapsapce_blockno) this.flag=flag;this.swapsapce_blockno=swapsapce_blockno;public int getblocknum() return blocknum;public int getflag() return flag; class os2 public static vector<process> rea

8、dy,blocked; public static process running; public static bufferedreader br; static int a=new int88; static intd=new int1010;/置换空间 static int count=0; public os2() ready=new vector<process>(); blocked=new vector<process>();br=new bufferedreader(new inputstreamreader(system.in);for(int i=0

9、;i<a.length;i+) for(int j=0;j<ai.length;j+) if(math.random()<0.5) aij=0; else aij=1; for(int i=0;i<d.length;i+) for(int j=0;j<di.length;j+) if(math.random()<0.5) dij=0; else dij=1; system.out.println("位示图-"); print(a); system.out.println("置换空间-"); print(d); publ

10、ic static void go() while(true) system.out.println("="); system.out.println("1:进程创建 "); system.out.println("2:进程到时 "); system.out.println("3:进程阻塞 "); system.out.println("4:进程唤醒 "); system.out.println("5:进程结束 "); system.out.println("6:逻

11、辑地址转换为物理地址 "); system.out.println("7:查看页表"); system.out.println("8:显示位示图和置换空间"); system.out.println("9:查看置换次数和缺页率"); system.out.println("0:退出->"); try int i=integer.parseint(br.readline(); switch(i) case 0: system.exit(0); case 1: createnewprocess(); b

12、reak; case 2: switchcurrentprocess(); break; case 3: blockcurrentprocess(); break; case 4: wakeupblockedprocess(); break; case 5: terminatecurrentprocess(); break; case 6: transform(); break; case 7: showpage(); break; case 8: system.out.println("位示图-"); print(a); system.out.println("

13、置换空间-"); print(d); break; case 9: look(); break; catch(exception e) system.out.println(e); system.out.println("执行进程:"+(running=null?"none":running);system.out.print("就绪进程:"); printlist(ready);system.out.print("阻塞进程:"); printlist(blocked); public static vo

14、id printlist(vector v) for(int i=0;i<v.size();i+) system.out.print(v.elementat(i)+"t"); system.out.println(); public static void createnewprocess() try system.out.print("进程名称:"); string name=br.readline(); process process=new process(name); ready.add(process); system.out.print

15、("进程大小:"); double size=integer.parseint(br.readline(); int numpage=0; numpage=(int)math.ceil(size/1024); process.setpagecount(numpage); page p=new pagenumpage; process.pagequeue=new vector<page>(); st: for(int i=0;i<a.length;i+) for(int j=0;j<ai.length;j+) if(aij=0) if(count<

16、;3) /page p1=new page(); /pcount=p1; pcount=new page(); pcount.blocknum=8*i+j; process.pagequeue.add(pcount); pcount.t=3-count; count+; aij=1; if(count=numpage) break st; else for(int m=0;m<d.length;m+) for(int n=0;n<dm.length;n+) if(dmn=0) /page p2=new page(); /pcount=p2; pcount=new page(0,-1

17、); pcount.blocknum=-1; pcount.swapsapce_blockno=8*m+n; count+; dmn=1; if(count=numpage) count=0; break st; if(running=null) running=(process)ready.elementat(0); ready.removeelementat(0); process.setpage(p); catch(exception e) system.out.println(e); public static void switchcurrentprocess() if(runnin

18、g!=null) ready.add(running); if(ready.size()>0) running=(process)ready.elementat(0); ready.removeelementat(0); else running=null; public static void blockcurrentprocess() if(running!=null) blocked.add(running); if(ready.size()>0) running=(process)ready.elementat(0); ready.removeelementat(0); e

19、lse running=null; public static void wakeupblockedprocess() if(blocked.size()>0) /running=(process)blocked.elementat(0); ready.add(process)blocked.elementat(0); blocked.removeelementat(0); if(running=null) running=(process)ready.elementat(0); ready.removeelementat(0); else /blocked=null; public s

20、tatic void terminatecurrentprocess() whileexit(); if(running!=null) running=null; if(ready.size()>0) running=(process)ready.elementat(0); ready.removeelementat(0); else if(blocked.size()>0) running=(process)blocked.elementat(0); blocked.removeelementat(0); else running=null; public static void

21、 transform() try if(running!=null) system.out.print("输入逻辑地址:");int logicadds=integer.parseint(br.readline();int pagenumber=logicadds/1024;if(pagenumber>running.getpagecount()-1) while(true) /if(pagenumber>running.getpagecount()-1) system.out.println("逻辑地址超出范围,请重新输入:");logic

22、adds=integer.parseint(br.readline();pagenumber=logicadds/1024;if(pagenumber<=running.getpagecount()-1) break;/int offset=logicadds%1024;int pageblocknum=running.getpageblock(pagenumber);+running.pagetablepagenumber.accessfield;+running.visit;if(running.pagetablepagenumber.getflag()=0) +running.re

23、placement;system.out.println("请选择你所想要置换的算法(提示:1代表fifo算法,2代表lru算法)：");int ch=integer.parseint(br.readline();if(ch=1) system.out.println("正在fifo置换算法，对地址进行转换");fifo(pagenumber);else system.out.println("正在lru置换算法，对地址进行转换");lru(pagenumber);int phyadds=(running.getpageblock(p

24、agenumber)*1024+offset;system.out.println("物理地址:"+phyadds);else int phyadds=(running.getpageblock(pagenumber)*1024+offset;system.out.println("物理地址:"+phyadds);else system.out.println("no running process");catch(exception e) system.out.println(e); public static void while

25、exit() for(int i=0;i<running.pagetable.length;i+) if(running.pagetablei.flag=1) int m=running.pagetablei.blocknum/8;int n=running.pagetablei.blocknum%8;amn=0;else int m=running.pagetablei.swapsapce_blockno/8;int n=running.pagetablei.swapsapce_blockno%8;dmn=0;public static void fifo(int pagenumber

26、) running.pagetablepagenumber.blocknum=(page)running.pagequeue.elementat(0).blocknum;st:for(int i=0;i<d.length;i+) for(int j=0;j<di.length;j+) if(dij=0&&running.pagequeue.size()>0) dij=1;(page)running.pagequeue.elementat(0).flag=0;(page)running.pagequeue.elementat(0).blocknum=-1;(pa

27、ge)running.pagequeue.elementat(0).writed=0;(page)running.pagequeue.elementat(0).accessfield=0;(page)running.pagequeue.elementat(0).swapsapce_blockno=8*i+j;(page)running.pagequeue.elementat(0).t=0;running.pagequeue.removeelementat(0);running.pagequeue.add(running.pagetablepagenumber);break st;/sb:for

28、(int m=0;m<a.length;m+) /for(int n=0;n<am.length;n+) /if(amn=0) /amn=1;running.pagetablepagenumber.flag=1;/running.pagetablepagenumber.blocknum=8*m+n;running.pagetablepagenumber.writed=0;/+running.pagetableq.accessfield;/running.pagetableq.swapsapce_blockno=8*m+n;/break sb;/public static void

29、lru(int pagenumber) /process.pagetablecount.tint k=getpagetime();st:for(int i=0;i<d.length;i+) for(int j=0;j<di.length;j+) if(dij=0) dij=1;running.pagetablek.flag=0;running.pagetablek.blocknum=-1;running.pagetablek.writed=0;running.pagetablek.accessfield=0;running.pagetablek.swapsapce_blockno=

30、8*i+j;running.pagetablek.t=1;break st;sb:for(int m=0;m<a.length;m+) for(int n=0;n<am.length;n+) if(amn=0) amn=1;running.pagetablepagenumber.flag=1;running.pagetablepagenumber.blocknum=running.pagetablek.blocknum;running.pagetablepagenumber.writed=0;/+running.pagetableq.accessfield;/running.pag

31、etableq.swapsapce_blockno=8*m+n;break sb;for(int i=0;i<running.pagetable.length;i+) if(i!=k) +running.pagetablei.t;public static int getpagetime() int max=running.pagetable0.t;int place=0;for(int i=0;i<running.pagetable.length;i+) if(max<running.pagetablei.t) max=running.pagetablei.t;place=i;return place;public static void print(int a) for(int i=0;i<a.leng