操作系统实验报告3-虚拟存储

计师101徐翼飞1013012015虚拟存储器管理1.实验目的模拟请求分页虚拟存储器管理技术中的硬件地址变换。缺页中断以及页式淘汰算法，处理缺页中断。2．实验内容1.模拟请求分页存储管理中的硬件地址变换的过程2.

采用先进先出算法实现分页管理的缺页调度3.1数据结构设计

1）创建结构体page为进程的页表structpage{ inti;//页号 intflag;//有效位 intnumber;//主存块号 longaddress;//外存地址 intchange;//修改位};2）定义结构体order为存储指令structorder{ charp[10]; inti1;//页号 intoffset;//偏移量};、3）定义数组p用来存放空闲进程块的信息int*p=newint[n];4）定义类processclassprocess{private: page*a; intM;//数组的长度 int*p; intN;//页表的长度 inthead; int*spare;public: process()//构造函数 {} ~process()//析构函数 { } voidoperate(order*s)//分页存储管理{}intFIFO(inti)//先进先出算法{}voidshow()//输出显示{}}3.3算法设计i)构造函数对所有变量初始化step1：:输入进程的页数 cin>>n; a=newpage[n];//定义为该进程存储的页表 N=n;//页表的长度 step2: 初始化页表项 a[i].i=i; a[i].flag=0; a[i].number=-1; a[i].address=11+i; a[i].change=0; step3：输入进程空闲块的数目 cin>>n; M=n;//主存中空闲的块的数量 p=newint[n]; spare=newint[n];//定义空闲块的块号 head=0; cout<<"请输入"<<n<<"个块的对应空闲块的块号。"<<endl; for(i=0;i<n;i++)//输入空闲的块号 { cin>>k;//空闲的块号 spare[i]=k; p[head]=-1;//初始的时候-1表示内存当前的块为空 head=(head+1)%M; } head=0; for(intj=0;j<M&&j<N;j++,head=(head+1)%M)//将进程一部分请入内存修改相应的内容 { p[head]=head; a[head].flag=1; a[head].number=spare[head]; }ii).模拟请求分页存储管理step1:输入指令s=neworder;//定义一个结构体变量。 cout<<"请输入操作："<<endl; cin>>s->p; cout<<"请输入页号："<<endl;//待修改 cin>>s->i1; cout<<"请输入偏移量："<<endl; cin>>s->offset;Step2:调用模拟请求分页存储管理函数Step1：看a[s->i1].flag是否为1，为1说明要操作的块在内存之中在判断操作是否为存操作，为存操作的话则置修改位为1.if(a[s->i1].flag==1) { cout<<"主存物理地址为："<<(a[s->i1].number*64+s->offset)<<endl; if(strcmp(s->p,"存")==0) a[s->i1].change=1; }Step2:如果当前要操作的块不在内存之中则发生缺页调用先进先出算法来进行调度else { cout<<"发生了缺页中断，运行中断处理程序。"<<endl; if(FIFO(s->i1)==1) operate(s); else cout<<"出错。"<<endl; }iii)先进先出算法实现分页管理的缺页调度step1:看看内存中没无空闲的块，有的话将块请入内存并且设置相应的参数。if(p[head]==-1)//head指针指向空闲的块将其请入内存 { p[head]=i;//将要操作的进程块的块号存入存放空闲进程块的表 a[i].flag=1;//有效位为1 a[i].number=spare[head];//主存块表号修改 head=(head+1)%M; return1;//返回成功。 }step2:内存没有空闲的块则将内存最先进入内存的块请出到兑换区再将进程请入到内存中。并且修改相应的信息。else { a[p[head]].flag=0;请出兑换区 a[p[head]].number=-1; if(a[p[head]].change==1) cout<<"将本页面写入交换区"<<endl; a[p[head]].change=0; p[head]=i;//请入内存。 a[i].flag=1; a[i].number=spare[head]; cout<<"装入"<<endl; head=(head+1)%M; return1;//返回成功。 }4.运行结果源程序:#include<iostream>#include<cstdlib>#include<iomanip>usingnamespacestd;structpage{ inti; intflag; intnumber; longaddress; intchange;};structorder{ charp[10]; inti1;//页号 intoffset;//偏移量};classprocess{private: page*a; intM;//数组的长度 int*p; intN;//页表的长度 inthead; int*spare;public: process() { intn; intk; cout<<"请输入进程的页数"<<endl; cin>>n; a=newpage[n]; N=n; for(inti=0;i<n;i++) { a[i].i=i; a[i].flag=0; a[i].number=-1; a[i].address=11+i; a[i].change=0; } cout<<"请输入进程空闲块的数目："<<endl; cin>>n; M=n;//主存中空闲的块的数量 p=newint[n]; spare=newint[n]; head=0; cout<<"请输入"<<n<<"个块的对应空闲块的块号。"<<endl; for(i=0;i<n;i++)//输入空闲的块号 { cin>>k; spare[i]=k; p[head]=-1; head=(head+1)%M; } head=0; for(intj=0;j<M&&j<N;j++,head=(head+1)%M) { p[head]=head; a[head].flag=1; a[head].number=spare[head]; } } ~process() { deletea; deletep; deletespare; } voidoperate(order*s) { if(a[s->i1].flag==1) { cout<<"主存物理地址为："<<(a[s->i1].number*64+s->offset)<<endl; if(strcmp(s->p,"存")==0) a[s->i1].change=1; } else { cout<<"发生了缺页中断，运行中断处理程序。"<<endl; if(FIFO(s->i1)==1) operate(s); else cout<<"出错。"<<endl; } } intFIFO(inti) { if(p[head]==-1) { p[head]=i; a[i].flag=1; a[i].number=spare[head]; head=(head+1)%M; return1; } else { a[p[head]].flag=0; a[p[head]].number=-1; if(a[p[head]].change==1) cout<<"将本页面写入交换区"<<endl; a[p[head]].change=0; p[head]=i; a[i].flag=1; a[i].number=spare[head]; cout<<"装入"<<endl; head=(head+1)%M; return1; } return0; } voidshow() { cout<<"进程的页表:"<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"页号\t"<<"有效位\t"<<"主存块号\t"<<"外存地址\t"<<"修改位"<<endl; for(inti=0;i<N;i++) { cout<<a[i].i<<setw(10)<<a[i].flag<<setw(10)<<a[i].number<<setw(15)<<a[i].address<<setw(15)<<a[i].change<<endl; } cout<<""<<endl; cout<<"内存分配表:"<<endl; cout<<""<<endl; cout<<"目前在内存中的页号"<<endl; for(intj=0;j<M;j++) { cout<<p[j]; if(j==head)cout<<"<"<<"head"<<endl; elsecout<<endl; } }};intmain(){ processl; order*s; intx=0; for(;x!=3;) { cout<<""<<endl; cout<<"1-输入一条指令"<<endl; //cout<<"2-撤销一个进程"<<endl; cout<<"2-输出"<<endl; cout<<"3-退出"<<endl;