存储管理实验报告

1、存储管理实验报告计算机操作系统实验报告实验名称存储管理实验序号2实验日期2013.11.27实验人实验目的和要求1?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。:、相关背景知识1?随机数产生办法关于随机数产生办法，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。、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：1. 50%的指令是顺序执行的；2. 25%的指令是均匀分布在前地址部分；3. 25%

2、的指令是均匀分布在后地址部分；具体的实施方法是：1 .在0,319的指令地址之间随机选取一起点m;2 .顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令；3 .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'4 .顺序执行一条指令，其地址为m'+1;5 .在后地址m'+2,319中随机选取一条指令并执行；6 .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1 .页面大小为1K;2 .用户内存容量为4页到32页；3 .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

3、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司内存容量下的命中率。1 .先进先出页面淘汰算法(FIFO)2.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。四、关键数据结构与函数的说明ty:页地址流长度。intd320:装指令序列。intpage320:装页地址流。intp32:内存页面

4、。que:记录缺页次数。time32:记录页面距离上次被访问的时间。creat():对内存页面进行初始化FIFO():先进先出页面淘汰算法。LRU():最近最久未使用算法。srand(10*getpid():每次运行时进程号不同，用来作为初始化随机数队列的“种子IIOrand():可以生成0?RAND_MAX之间的一个随机数。五、编译与执行过程截图I文件编罡rODtlocalhost（B查看狸索线端帮助（旦）PAGE456?89ien141516*18192】222324巧26272829303132FIFO 9,512 0.519 0.5470.562 0.588 9.591 9.5946.

5、613 0.622 9.634 ft.6440.662 0.681 0.713 0.7190.7340.744 6.772 0.784 0,8996.822 9.825 0.834 6.8539.859 6.863 9.891 0.9009.990LRU9,5120.5120.544EL5讯0.5780.5949.6039.6220.6370.6560.6620.6620.6789.6080.7030.7250.7380.7560.7759.7070.8090.8349.8470.866&.S690.8780.8840.8910,900stNacalhostT#I六、实验结果与分析运行

6、结果：FIFO算法与LRU算法的命中率相差不大，一般在0.03以内，随着内存页面的增加，命中率上升，4页时一般在50%左右，32页一般在90%左右。分析：FIFO算法是以先进内存先替换而LRU是以最久没访问先替换，当内存中页面数量增加时，访问的内容在内存的概率会越高。七、调试时遇到的问题及解决方法（提供BUG截屏）Mrootf&locaIhost:-_ux文件(E)编楮(E)SS(YI搜毒(S)券潴藉助(H)(rootlocalhost#gccjxjc：5:l:等售："NULi/1走iL在包含白/u&rArc；ude/&tring.h:31的戈件中，从jCi4

7、：/usr/libZgcc/1586-redhat-linux/4.4t5/inclu(te/stddeT.h：4(je：1：*管:这是先而定时停詈jc:Ci2C：恬堀:PROCESS.H:没有邙T文胃五日Troollccdthol*：#1解决：linux不支持头文件PROCESS.H，但是使用srand()需要用该头文件，于是用支持srand()的头文件unistd.h替代PROCESS.H。解决后试调：rootNocalhostT#gccj.cj.c：5：l：告：-NULLUM定殳在包言自/usr/include/string.h:34的文件中,从j.c:4:/usr/lib/gcc/i6

8、86-redhat-linux/4r.4.5/include/stddef.h:40G:1:W5专：迄是先前定文roottatocalhostT#|八、调试后的程序源代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#defineNULL10000constintty=320;intd320;指令序列intpage320;/页地址流intp32;内存页面intque;缺页次数inttime32;记录页面距离上次被访问的时间*初始化内存页面voidcre

9、at(intleng)leng为内存页面数量inti;que=0;for(i=0;i<leng;i+)pi=NULL;让内存页面置空|timei=0;一*先进先出算法voidFIFO(intleng)/leng为内存页面数量inti,j,k;intn;门为要被替换的页面号，按0,1,2leng,0,1,2leng循环变化creat(leng);II初始化内存页面n=0;for(i=0;i<ty;i+)1k=0;for(j=0;j<leng;j+)f(pj=NULL)break;elseif(pj=pagei)II在内存中有该页k=1;break;if(k=0)que+;Pn=

10、pagei;n+;if(n=leng)n=0;printf("%-7.3ft”,1-(float)que/ty);/leng为内存页面数量/*最近最久未使用算法voidLRU(intleng)存time的最大值/t为要被访问的页面号 初始化内存页面inti,j,k;inttmax;intt;creat(leng);for(i=0;i<ty;i+)Jk=0;voidmain()2020-4-19intm,i;srand(10*getpid();/用来作为初始化随机数队列的“种子”m=(int)(float)(ty-1)*(rand()/(RAND_MAX+1.0);选0-319中

11、一数for(i=0;i<ty;i+=4)/产生指令队列di=m;任选一指令访问点mdi+1=di+1;顺序执行一条指令m+1di+2=(int)(float)di*(rand()/(RANDMAX+1.0);/*执行前地址指令m',即选择(0,m+1)之间的数*/di+3=di+2+1;顺序执行一条指令m=(int)(float)(ty-1)-di+2)*(rand()/(RAND_MAX+1.0)+di+2;力选(m'+2,319)之间数for(i=0;i<ty;i+)/将指令序列变换成页地址流pagei=di/10;printf("PAGEtFIFOtLRUt'n");for(i=4;i<=32;i+)/内存从4页到32页printf("%2dt",i);FIFO(i);LRU(i);printf("n");九、实验体会这一次实验是对请求页式存储管理