操作系统试验六

实验六虚拟存储管理一．实验目的：存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换方法。二．实验内容及要求：（1）通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成：、50%的指令是顺序执行的；、25%的指令是均匀分布在前地址部分；、25%的指令是均匀分布在后地址部分。具体的实施方法是：在［0,319］的指令地址之间随机选取一起点m;顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令；在前地址［0,m+1］中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m'；顺序执行一条指令，其地址为m'+1;在后地址［m'+2,319］中随机选取一条指令并执行；重复上述步骤，直至执行320次指令。（2） 将指令序列变换成页地址流设：①页面大小为1K；②用户内存容量为4页；③用户虚存容量为32K；在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条~第9条指令为第0页（对应的虚存地址为［0，9］）；第10条~第19条指令为第1页（对应的虚存地址为［10，19］）；第310条~第319条指令为第31页（对应的虚存地址为［310，319］）；按以上方式，用户指令可组成32页。模拟该作业的执行过程。目前它的所有页都还未调入内存。在模拟过程中，如果所访问的指令已在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需记录缺页的次数，并将相应页调入内存。如果4个内存块中均已装入该作业，则需进行页面置换。最后显示其物理地址，并转下一条指令。（3） 计算并输出下述各种算法在不同的内存容量下的缺页率。先进先出的算法（FIFO）;最近最少使用算法（LRR）;最佳淘汰法（OPT）:先淘汰最不常用的页地址；最少访问页面算法（LFR）;最近不经常使用算法（NUR）。其中③和④为选做内容。缺页率=（页面失效次数）/（页地址流长度）在本实验中，页地址流的长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。随机数产生办法关于随机数产生办法，可以使用系统提供函数rand(),分别进行初始化和产生随机数。例如：rand();语句可初始化的一个随机数；a[0]=10*rand()/32767*319+1;a[1]=10*rand()/32767*a[0];语句可用来产生a[0]与a[1]中的随机数。三．实验主要步骤：关于随机数的产生办法。首先要初始化设置随机数，产生序列的开始点，例如，通过下列语句实现：srand(400)；(1)计算随机数，产生320条指令序列m=160;for(i=0;iv80;i++={j=i・4;a[j]=m;a[j+1]=m+1;a[j+2]=a[j]・1.0・rand()/32767;a[j+3]=a[j+2]+1m=a[j+3]+(319-a[j+3])・1.0・rand()/32767;}(2)将指令序列变换成为页地址流for(k=0;kv320;k++){pt=a[k]/10；pd=a[k]%10}计算不同算法的命中率rate=1-1.0・U/320;其中U为缺页中断次数，320是页地址流长度。输出格式kfifo1ru40.230.25•••321.01.0四．实验的主要代码int*build()printf("随机产生一个进程序列号为：\n");srand(time(NULL));for(inti=0;i<psize;i++){",pro[i]);pro[i]=rand()%10;printf("%d",pro[i]);}printf("\n");return(pro);}//*****//查找空闲物理intsearchpb(){for(j=0;j<bsize;j++){if(phb[j]==0){m=j;returnm;break;}}return-1;}//************//查找相同进程intsearchpro(){for(j=0;j<bsize;j++){if(phb[j]==pro[i]){n=j;returnj;}}return-1;}voidempty()for(i=0;i<bsize;i++)phb[i]=0;count=0;//计数器置零}//先进先出页面置换算法voidFIFO(){for(i=0;i<psize;i++){m=searchpbO；n=searchproO；〃找flag值最大的for(j=0;j<bsize;j++){if(flag[j]>maxflag){maxflag=flag[j]；max=j；}}if(n==-1) //不存在相同进程{if(m!=-1) //存在空闲物理块{phb[m]=pro[i]；//进程号填入该空闲物理块count++；flag[m]=0；for(j=0；j<=m；j++){flag[j]++；}m=-1；}else //不存在空闲物理块{phb[max]=pro[i]；flag[max]=0；for(j=0；j<bsize；j++){flag[j]++；}max=-1；maxflag=0;count++;}}else//存在相同的进程{phb[n]=pro[i];for(j=0;j<bsize;j++){flag[j]++;}n=-1;}for(j=0;j<bsize;j++){printf("%d",phb[j]);}printf("\n");tag=i;}}returntag;}/*判断页面是否已在内存中*/intEquation(intfold,Page*b){inti;for(i=0;i<bsize;i++){if(fold==b[i].num)returni;}return-1;/*LRU核心部分*/voidLruu(intfold,Page*b){inti;intval;val=Equation(fold,b);if(c[i]|j]==-1)printf("|%2c",32);elseprintf("|%2d",c[i][j]);}printf("|\n");}Myprintf;printf("\n调入队列为:”)；for(i=0;ivK+1;i++)printf("%3d",queue[i]);printf("\n缺页次数为：％6d\n缺页率：％16.6f",K+1,(float)(K+1)/psize);}五■运行结果分析：1•选择1产生随机序列，如下所示:亘］.l-亘］.l-■D:\MSDe!^9S\MyProjects\e\Dgbug\eBexe'☆☆亠"欢迎迓人凜作兼统界直7*1.产生甌机序列3＞光込比出（FIFO〉盘 0、退出