操作系统第二次实验报告

操作系统实验报告一、实验题目：用先进先出〔FIFO〕页面调度算法处理缺页中断。[提示]〔1〕在分页式虚拟存储系统中，当硬件发出“缺页中断”后，引出操作系统来处理这个中断事件。如果主存中已经没有空闲块，那么可用FIFO页面调度算法把该作业中最先进入主存的一页调出，存放到磁盘上，然后再把当前要访问的页装入该块。调出和装入后都要修改页表页表中对应页的标志。〔2〕FIFO页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。假定作业被选中时，把开始的m个页面装入主存，那么数组的元素可定为m个。例如：P[0]，P[1]，….，P[m-1]其中每一个P[i]〔i=0，1，….，m-1〕表示一个在主存中的页面号。它们的初值为：P[0]:=0，P[1]:=1，….，P[m-1]:=m-1用一指针k指示当要装入新页时，应淘汰的页在数组中的位置，k的初值为“0”。当产生缺页中断后，操作系统选择P[k]所指出的页面调出，然后执行：P[k]:=要装入页的页号k:=(k+1)modm，再由装入程序把要访问的一页信息装入到主存中。重新启动刚刚那条指令执行。〔3〕编制一个FIFO页面调度程序，为了提高系统效率，如果应淘汰的页在执行中没有修改正，那么可不必把该页调出〔因在磁盘上已有副本〕而直接装入一个新页将其覆盖。因此在页表中增加是否修改正的标志，为“1”表示修改正，为“0”表示未修改正，格式为：由于是模拟调度算法，所以，不实际启动输出一页和装入一页的程序，而用输出调出的页号和装入的页号来代替一次调出和装入的过程。把第一题中程序稍作修改，与此题结合起来，FIFO页面调度模拟算法如图2-2。〔4〕磁盘上，在磁盘上的存放地址以及已装入主存的页和作业依次执行的指令序列都同第一题中〔4〕所示。于是增加了“修改标志”后的初始页表为：按依次执行的指令序列，运行你所设计的程序，显示或打印每次调出和装入的页号，以及执行了最后一条指令后的数组P的值。〔5〕为了检查程序的正确性，可再任意确定一组指令序列，运行设计的程序，核对执行的结果。二、程序中使用的数据结构及符号说明。设置一些页面参数SIZE，N，SIZE表示分配的内存块数减1，N表示可以输入的页面数，把它们设置成全局变量，可以根据实际需要进行调整。设置一个队列sqqueue，base设置为指针，用来表示队列里的数据。Front用来表示队头，rear用来表示队尾。三、打印一份源程序并附上注释：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<malloc.h>#defineSIZE4//size等于分配的内存块数加#defineN8//可以输入的页面数#defineOVERFLOW-2typedefstruct{int*base;intfront;//队头intrear;//队尾}sqqueue;voidinitqueue(sqqueue*q)//构造一个空队列{q->base=(int*)malloc((SIZE)*sizeof(int));if(!q->base)exit(OVERFLOW);q->front=q->rear=0;}inthave(sqqueue*q,inte){inti=0;while((q->front+i)%SIZE!=q->rear){if(q->base[(q->front+i)%SIZE]==e)//把队列内每一个值与e值比拟是否相等return0;//相等返回i++;}return1;}intdequeue(sqqueue*q){inte;e=q->base[q->front];q->front=(q->front+1)%SIZE;//队头位置加，那么删除了原先的的队头元素returne;//返回原先队头元素的值}voidenqueue(sqqueue*q,inte){q->base[q->rear]=e;//队尾赋值为eq->rear=(q->rear+1)%SIZE;//队尾位置加}intqueuelength(sqqueue*q){return(q->rear-q->front+SIZE)%SIZE;}voidmain(){printf("***************先进先出(FIFO)页面置换算法*********************\n");sqqueuem;//创立一个队列inta[20],b[20],i,c,j=0;initqueue(&m);printf("分配的内存块数为，可通过更改SIZE的值来改变");printf("请输入页面次序\n");printf("------------------------------------------\n");for(i=0;i<N;i++){scanf("%d",&a[i]);if(have(&m,a[i]))//判断a[i]是否在队列内，假设不在队列内那么执行下面的语句{if((m.rear+1)%SIZE==m.front)//判断队列是否为{b[j]=dequeue(&m);//b[j]保存置换出的页面j++;//发生一次置换，j的值加，所以j的值就是发生置换的次数enqueue(&m,a[i]);//把a[i]存入队列}else{enqueue(&m,a[i]);//当a[i]不在队列内且队列不满时，直接把a[i]存入队列}}printf("此时队列内元素为：");for(c=0;c<queuelength(&m);c++)printf("%d",m.base[(m.front+c)%SIZE]);//输出当前队列内存放的页面printf("\n");}printf("\n");printf("共发生%d次缺页\n",j);//j为发生置换的次数printf("被置换出的页面依次为：");for(i=0;i<j;i++)