2023年操作系统存储器管理实验报告

一目的与规定(1)请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之一。（2）通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟，加深理解虚拟存储技术的特点。（3）加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。二实验内容或题目本实验规定使用C语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运营、并在缺页中断发生时分别使用ＦIFO和LRU算法进行页面置换的情形。虚页的个数可以事先给定（例如１0个）,对这些虚页访问的页地址流（其长度可以事先给定,例如20次虚页访问)可以由程序产生，也可以事先保存在文献中。规定程序运营时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。程序应允许通过为该进程分派不同的实页数,来比较两种置换算法的稳定性。三实验环节与源程序（１）实验环节1、理解好相关实验说明。２、根据实验说明,画出相应的程序流程图。3、按照程序流程图,用C语言编程并实现。（2）流程图如下：①虚页和实页结构pnpfｎtｉmepnｐfnnext虚页结构实页结构在虚页结构中,pn代表虚页号,由于共1０个虚页，所以pｎ的取值范围是0—９。ｐfn代表实页号，当一虚页未装入实页时，此项值为－1；当该虚页已装入某一实页时，此项值为所装入的实页的实页号ｐfn。timｅ项在FＩFO算法中不使用，在LＲＵ中用来存放对该虚页的最近访问时间。在实页结构中中，ｐｎ代表虚页号,表达pn所代表的虚页目前正放在此实页中。pfn代表实页号,取值范围（0—ｎ-1）由动态指派的实页数ｎ所决定。next是一个指向实页结构体的指针，用于多个实页以链表形式组织起来,关于实页链表的组织详见下面第4点。②程序流程图如下:createaproducecreateaproducerunFIFOorLRUrunFIFOorLRUlookmenulookmenuendend(3)源程序如下:#include<iosｔreａm.h>＃dｅfinｅM４0ｉnｔN;sｔrucｔPro{iｎtnum,time；};iｎｔIｎｐuｔ(ｉｎtｍ，Ｐrop［M]){cout<<"请输入实际页数:";dｏ{cin>>m;if(ｍ>M)ｃout<<"数目太多，请重试"<<enｄl；eｌｓebreａk；}whｉle(1);//ｃout<<"请输入各页面号:";for(inti=０；i＜ｍ；i++)｛cout<＜"第"<<i<<"个页面号为：";cin>>p[i］.ｎum;p[ｉ］.tｉmｅ=0;}returｎm；｝voiｄprｉｎｔ(Pｒo*page1）／／打印当前的页面｛Prｏ*ｐage=nｅｗPro[N］；page=page1;foｒ(inｔｉ=0;i＜N；i++)cout<＜ｐagｅ[i］.ｎum<＜""；couｔ<<enｄl;｝intSearch(intｅ,Prｏ*pａge1){Ｐro*pａｇe=ｎeｗPro[N]；page=pａge1;foｒ(inti=0；i<N;i++)if(e==page[i］．nuｍ）rｅtｕｒnｉ；retｕrｎ-1；}inｔＭax(Pro*page１){Pro*page=nｅwPｒｏ［N];paｇe=paｇｅ1；inte=page[０］.ｔimｅ，i=0;whiｌe(i<Ｎ)//找出离现在时间最长的页面{ｉf（e＜pａｇｅ[i].tｉme）ｅ=page［ｉ］．ｔｉｍe;i++;}for(i=0;i＜Ｎ;i++）iｆ(e=＝paｇe[i].tiｍe）rｅturni；rｅturｎ-１;}ｉntCｏmpfu(Ｐro*pａgｅ１，iｎtｉ,intt,Ｐｒｏｐ[Ｍ]）｛Pro*pａｇe=newPro[N];pagｅ=pagｅ１;ｉntｃｏuｎt＝0;for(ｉｎｔj=i;ｊ<M;ｊ++){if（page[t]．nｕm=＝ｐ[j］.num)ｂreａk；elsecounｔ+＋;}returｎcoｕｎt;｝iｎtmａiｎ（){ｃoｕｔ<<"可用内存页面数:＂；cin＞>Ｎ；Prop[Ｍ］;Pro＊paｇe=neｗPｒｏ[N］;cｈaｒc;intm=0,t=0；ｆｌoaｔn=0；m=Iｎpuｔ(m,ｐ);ｄo{for(inti=0；i<N;i++)／/初试化页面基本情况{page［i].num=0;pａｇe[i].timｅ=2-i;｝ﻩﻩﻩ ｉ=0;ﻩ ﻩ cout＜<"*＊＊***＊****＊********＊*＊*＂<<ｅｎdl;ﻩ ﻩ cｏut＜<"*****f:FIFＯ页面置换***＊*"<＜eｎdｌ；cout<＜"＊＊***l：ＬＲＵ页面置换＊＊****"＜＜enｄl;coｕt<<"*＊***ｏ:OPT页面置换*＊****"<<endl;ｃouｔ<<"＊****按其它键结束*＊*****"＜＜endl;ﻩ ﻩ ｃout<<＂＊***＊*＊*******＊*＊＊***＊＊*"<<endl;ｃｏｕｔ＜＜"请选择操作类型(f,l,o):"；cin>>c;ｉf(ｃ＝='ｆ'）//FＩＦＯ页面置换{n=０;ｃout＜<"页面置换情况:＂<＜ｅndｌ;whｉlｅ(i<m）{if（Ｓearch（p［ｉ］.num,ｐage)>=0)i+＋;//找到相同的页面elｓe｛iｆ(t==N)ｔ=0;ｅlｓｅ{n++;/／page[ｔ].nuｍ=p[i].num;print（pａge);t+＋;}}}coｕｔ＜＜"缺页次数:"<＜n<＜"缺页率:"<<n/m＜<ｅnｄl;｝iｆ(c==＇ｌ')//LＲU页面置换｛n=０;coｕt＜＜"页面置换情况:"<<ｅndl;wｈｉlｅ（i＜m）{intk;k=ｔ=Seａｒcｈ（p［i].num,ｐaｇe）;if(t>=０)pagｅ[t]．time=0;else{n++;t＝Ｍａｘ(pａgｅ）;ｐａgｅ[t].ｎum=p［i］.ｎum;paｇe[ｔ].tｉme=0；}ｉf(t＝=0）{paｇe[ｔ+１].tiｍe++；paｇｅ[ｔ+2］.time+＋；}if(t==１){ｐage[2］．tiｍe++;pagｅ[0].tiｍｅ＋＋;}if(t＝＝2){page［1].tｉmｅ＋+;ｐａge[0]．time++;}iｆ(k＝=-1)ｐrint(pａgｅ);i+＋;}ｃout<<"缺页次数:＂<＜n＜＜"缺页率:＂<<ｎ/ｍ<＜enｄl;}if(c==＇o')／/OＰT页面置换{n=0;wｈiｌe(i<m){ｉf(Seaｒch(p[ｉ］.num,page)>＝０)ｉ++；ｅlse{ｉnttemp=０,cｎ；for(t＝0；t＜Ｎ；t+＋){ｉf(tｅmp<Compfu（ｐagｅ,i,t，p)){temp＝Comｐfｕ(p