操作系统实验指导八

1、实验八 页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断的模拟（综合性编程实验 4学时）（本次作业要交，交作业时间：第12周上实验课前交）目的要求通过模拟页式虚拟存储管理中地址转换和页面置换，主要了解页式存储管理 的思想，以及掌握页式地址转换过程和缺页中断处理过程。实验任务编程模拟页式虚拟存储管理中硬件地址转换和用先进先出算法（FIFO）及其 他一种算法（由同学们在FIFO外任选一种，在（二）的输出时的第一行说明是哪 一种置换算法）处理缺页中断。实验环境、设备硬件：586以上的PC系列机，主频大于166M，内存大于16MB，硬盘空闲空 间大于500MB。软件：选择一个自己熟悉的计算机操作系统（如DOS、W

2、indows98 / 2000 /XP、UNIX、linux等，根据各学校的条件与环境而定）和程序设计语言（如TurboC、C语言、PASCAL语言等）。编程语言由各位同学自己选择确定，不做统一规定。实验指导编程实现两个功能：一是地址转换；二是模拟页面置换情况。（一）地址转换：A.将逻辑地址中的页号分离出来，查找页表，将查找到的块号与逻辑地址中 的页内偏移量合成实际地址，若查找不到则产生缺页中断，按FIFO的方法置换 页面。数据结构arraysize-pt 2为页表，其中 arrayn0为页号，arrayn1为块 号，size-pt表示系统分配给进程块数，即页表中的页数。地址变换算法思想首先初

3、始化页表：赋值给分配的块数（页表的大小）size-pt=3，然后赋 值给初始页表中的页号（-1,-1,-1）和相对应的块号（2,5,3），初始化完成后程序 输出初始化后的页表。然后是地址转换：输入10进制逻辑地址，程序分离出逻辑地址的页号， 然后查找页表，若缺页则提示中断发生，并修改页表，然后输出转换后的地址， 输出页表。3 .执行情况程序提示please input size of the page table：”，要求输入分配的块数size-pt，即页表的大小。（此时输入3，并把size-pt赋值3）然后根据size-pt，循环输入初始化页表里的页号（-1,-1,-1）和对应的块号 （2,

4、5,3）。用J来表示下一个将会被置换的页面存放位置，初始指向页表中最后一个页 面，按照（j + 1）%size-pt循环。（将j赋值为0）。然后程序输出页表情况：页号和对应的块号。（即：）至此初始化完成。程序提示input the address wanted to be translated。 exit）:”，要求输入要转换的逻辑地址.程序分离出页号后查找页表，查找到则直接输出转换后的地址。否则提示intermittence occurred, page A has been replaced with page B”，A代表被置换的页号，B代表置换后的页号。然后再输出转换后的地址（10进制

5、）。输出转换后的地址后，程序还把转换后的页表显示出来，可以清楚地了解页 表是否被置换和置换情况。最后，结束时，输出缺页中断次数。4.结果举例初始时页表如下：输入逻辑地址5000(程序假设页面大小为1k即1024).5000/1024=4; 5000%1024=9045000(4,904)查找 arrayi0(for(int i=0;i=2;i+)if(arrayi0=4) x=i;break;等等）a.如果找到，5000。分（4,904）。分（2,904）。分2*1024+904,输出此结果。b.如果没找到，产生缺页中断，根据j所指向的位置（例1：假设j=0）,把 arrayj0=4;然后找出

6、 arrayj1=2，5000。分（4,904）。分（2,904） 62*1024+904 ；修改 j 的值，j=（j+1） % size-pt；然后把 sum-int+；根据j所指向的位置（例2 :假设j=1）,把arrayj0=4;然后找出 arrayj1=5，5000。分（4,904）。分（5,904）。分5*1024+904 ；修改 j 的 值，j=（j+1） % size-pt；然后把 sum-int+；（二）页面置换模拟：算法思想输入页面序列，缺页时按FIFO的策略进行页面置换，输出置换情况和缺页 次数.数据结构size-pt表示分配给该进程的块数（本例为3）。j指向下一个将被置换

7、的页面，初始为0，指向页表的第一项.sum-int用来计算中断次数。执行结果举例输入size-pt为3输入页面序列为 5000,3172,2072,1279,4100,3190,5200,100,200,-1 （-1表示输入结束）。（所在页面数：第4、3、2、1、4、3、5、0、0）输出为：There has been intermittencesoccurred.表示有次中断发生五.实验源代码import java.util.*;public class Example public static void main(String args) final int a=1024;int siz

8、e_pt;/ 页表大小System.out.println(please input size of the page table:);Scanner reader二new Scanner(System.in);size_pt=reader.nextInt();int array二new intsize_pt2;/ 二维数组表示页表 System.out.println(please initise array:);for(int i=0;isize_pt;i+) for(int k=0;k2;k+)arrayik=reader.nextInt();System.out.println(置换前

9、的页表：)； for(int i=0;isize_pt;i+) for(int k=0;k2;k+) System.out.print(arrayik+);System.out.println();int sum_int=0;/ 中断次数 int num=1;/逻辑地址 int yemianshu;/ 页面数int b;/置换后的页号int kuaihao;/ 块号int xiangdui;/相对地址int j=0;/下一个将要被置换的页面存放位置 int i;while(num!=-1) System.out.println(请输入地址：)； num二reader.nextInt();if(num=-1) break; yemianshu=num/a; b=num%a; for(i=0;i=2)/产生缺页中断； arrayj0=yemianshu; kuaihao二arrayj1; sum_int+; j=(+j)%3; else/查页表； kuaihao二arrayi1;/ sum_int+;xiangdui二kuaihao*a+b;System.out.println(yemianshu+ +arrayj0+ +xiangdui); System.ou