请求页式存储管理

1、软 件 学 院操作系统实验报告 专 业： 软件工程 班 级： RB软工互152 学 号： 201560160226 学生姓名： 王泽华 指导教师： 韩新超 实验四：请求页式存储管理一实验目的深入理解请求页式存储管理的原理，重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。二实验属性该实验为综合性、设计性实验。三实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四实验要求本实验要求4学时完成。本实验要求完成如下任务：（1） 建立相关的数据结构：存储块表、页表等；（2） 实现基本分页存储管理，如分配、回收、地址变换；（3） 在基本分页的基础上实现请求分页存储管理；（4） 给定一批作业/进程，选择一个分配

2、或回收模拟；（5） 将整个过程可视化显示出来。实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。五、实验提示1、本实验虽然不以前面实验为基础，但建议在其界面中继续增加请求页式存储管理功能。2、数据结构：内存分配表、页表空间（用数组实现），修改PCB结构增加页表指针、页表长度。3、存储管理：编写内存分配、内存回收算法、页面置换算法。4、主界面设计：在界面上增加一个请求分页内存分配按钮、请求分页内存回收

3、按钮、装入指定进程的指定页按钮。触发请求分页内存分配按钮，弹出作业大小输入框，输入后调用内存分配函数，在内存分配表和页表中看到分配的存储块。触发请求分页内存回收按钮，弹出进程ID输入框，输入后调用内存回收函数，在内存分配表中看到回收后的状态改变。5、 功能测试：从显示出的内存分配表和页表，可查看操作的正确与否。六、实验步骤（1） 任务分析：1.最佳页面置换算法（OPT）：其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。采用最佳置换算法，通常可保证获得最低的缺页率。2.最近最久未使用（LRU）算法：当需要置换一页时，选择在最近一段时间里最久没有使用过的页面予以

4、置换。（2） 程序设计：程序功能模块图如下： 请求分页式储存管理最近最久未使用算法先进先出算法（1）在同一进程中的各个线程，都可以共享该进程所拥有的资源，这表现在：所有线程都具有相同的地址空间（进程的地址空间）。此外我们应该还要用控制语句，控制线程的同步执行。 2.这个实验是要求我们采用算法模拟分页存储管理技术的FIFO和LRU算法。所以我们 应该先生成地址序列，有了地址序列，我们要找到它所在的虚页，然后通过查找实页，再判断下一步动作。假如要访问的虚页不在内存中，不命中，我们要替换实页内容。根据FIFO算法，直接替换最早进入内存中的那一页就可以了。所以可以设立一个循环指针，记录那个最早进入内存

5、中的那页。而对于LRU算法，我们要替换是到现在为止最长时间没被访问的页，在这里我们可以用一个队列来表示内存。把最久没使用的页放在队头，然后替换进去的页放在队尾就可以了。假如要访问的虚页在内存中，明显是命中。对于FIFO算法，不处理，而对于LRU算法，我们还要把他的权值置0。开始（2）系统功能流程图：开始 还有指令？还有指令？N N Y Y计算页号计算页号找到了吗？找到了吗？ Y Y N N比较现有页面计数项的大小，新页面替换最大项页面新页进入计算过程数组第一 位，其余为一次下移计算命中率计算命中率结束结束（3）算法分析1.先进先出 定义一个队列存放页面，头指针记录最先进入队列的页面的位置，每次

6、替换头指针指向的页面。2.最近最少使用 定义一个二维数组，一维用来记录页面号，一维用来记录该页面被使用的次数，每次替换最近最少使用的页面（3）程序结果：在运行界面选择某个算法，运行结果，如图1，图2所示：图1 图2（3） 调试与测试：1.第一道涉及线程的题编译时总是发生错误，原来编译这类程序在原有的编译语言后要加上-pthread.2.第二个分页算法我们在系统结构课已经做过这个实验，所以有了一定的了解，加上一点修改就能够使用了。所以没太花功夫。七、实验总结通过实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法，了解了虚拟存储技术的特点。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

7、的原理和实现过程的理解，也知道了几种算法的效率，也验证了LRU算法的命中率平均的比FIFO算法要高。通过本次实验，我收获了很多。我了解到编写程序不是首要任务，而是一种实现手段。我们最重要的是如何做好需求分析和理清思路，做出正确、简介的流程设计，这样可以达到事半功倍的效果。八、附录/# include /# include #includestdio.h#include#include #define N 16#define num 5 /*进程分配物理块数目*/int AN=1,2,3,4,5,6,7,8,5,2,3,2,7,8,1,4; /*页表映像*/typedef struct page

8、 int address; /*页面地址*/ struct page *next; page;struct page *head,*run,*rear;void jccreat() /*进程分配物理块*/ int i=1; page *p,*q; head=(page *)malloc(sizeof(page); p=head; for(i=1;inext=q; q-address=0; q-next=NULL; p=q; rear=p;int search(int n) page *p; int i=0; p=head; while(p-next) if(p-next-address=n)

9、printf(Get it at the page %dn,i+1); run=p; return 1; p=p-next; i+; return 0;void changeOPT(int n,int position) int i; int total=0; int flag=1; int distancenum; int MAX; int order=0; page *p,*q; p=head-next; q=head-next; for(i=0;iaddress=0) flag=0; break; p=p-next; i+; if(!flag) p-address=n; printf(C

10、hange the page %dn,i+1); else while(q) for(i=position;iaddress=Ai) distancetotal=i-position; total+; q=q-next; MAX=distance0; for(i=0;iMAX) MAX=distancei; order=i; printf(Change the page %dn,order+1); i=0; while(p) if(i=order) p-address=n; i+; p=p-next; void changeLRU(int n) int i=0; int flag=1; pag

11、e *p,*delect; p=head-next; while(p) if(p-address=0) flag=0; p-address=n; printf(Change the page %dn,i+1); break; p=p-next; i+; if(flag) delect=head-next; head-next=delect-next; printf(Delect from the head, and add new to the end.n); delect-address=n; rear-next=delect; rear=delect; rear-next=NULL; fl

12、oat OPT() int i; int lose=0; float losef; float percent; for(i=0;iN;i+) if(search(Ai)=0) lose+; changeOPT(Ai,i); losef=lose; percent=1-(losef/N); return percent;float LRU() int i; int lose=0; float losef; float percent; page *p; for(i=0;inext; run-next=p-next; rear-next=p; rear=p; rear-next=NULL; printf(Move it to end of queue.n); losef=lose; percent=1-(losef/N); return percent; main() /*主函数部分*/float percent; int choice; printf(Select the arithmetic:n(1)OPTn(2)LRUnyour choice is:); scanf(%d,&choice);/*选择页面置换算法*/ jccreat(); /*创建进程*/ if(choice=1) /*采用OPT算法置换*/ percent=OPT(); /*计