虚拟存储器管理实验报告Word格式.doc
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实验过程：
1.实验设计
（1）模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。
分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。
为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存。
作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页
号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式“绝对地址=块号×
块长+单元号”计算出欲访问的主存单元地址。
如果块长为2的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而
成绝对地址。
若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，有操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。
设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。
当访问的页在主存时，则
形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。
当访问的页不在主存时，则输出“*该页页号”，表示产生了一次缺页中断。
（2）用先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断。
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，则数组的元素可定为m个。
2.程序代码：
（1）模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。
#include<
cstdio>
cstring>
#defineSizeOfPage100
#defineSizeOfBlock128
#defineM4
structinfo//页表
{
boolflag;
//标志
longblock;
//块号
longdisk;
//在磁盘上的位置
booldirty;
//修改标志
}pagelist[SizeOfPage];
longpo;
//队列标记
longP[M];
voidinit_ex1（）
memset（pagelist,0,sizeof（pagelist））;
pagelist[0].flag=1;
pagelist[0].block=5;
pagelist[0].disk=011;
pagelist[1].flag=1;
pagelist[1].block=8;
pagelist[1].disk=012;
pagelist[2].flag=1;
pagelist[2].block=9;
pagelist[2].disk=013;
pagelist[3].flag=1;
pagelist[3].block=1;
pagelist[3].disk=021;
}
voidwork_ex1（）
boolstop=0;
longp,q;
chars[128];
do
printf（"
请输入指令的页号和单元号：
\n"
）;
if（scanf（"
%ld%ld"
&
p,&
q）!
=2）
scanf（"
%s"
s）;
if（strcmp（s,"
exit"
）==0）
stop=1;
else
if（pagelist[p].flag）
绝对地址=%ld\n"
pagelist[p].block*SizeOfBlock+q）;
*%ld\n"
p）;
}while（!
stop）;
voidinit_ex2（）
po=0;
P[0]=0;
P[1]=1;
P[2]=2;
P[3]=3;
voidwork_ex2（）
longp,q,i;
chars[100];
请输入指令的页号、单元号，以及是否为存指令：
if（s[0]=='
Y'
||s[0]=='
y'
）
pagelist[p].dirty=1;
if（pagelist[P[po]].dirty）
//将更新后的内容写回外存
pagelist[P[po]].dirty=0;
pagelist[P[po]].flag=0;
out%ld\n"
P[po]）;
in%ld\n"
pagelist[p].block=pagelist[P[po]].block;
pagelist[p].flag=1;
P[po]=p;
po=（po+1）%M;
数组P的值为：
for（i=0;
i<
M;
i++）
P[%ld]=%ld\n"
i,P[i]）;
voidselect（）
longse;
请选择题号（1/2）:
"
%ld"
se）!
=1）
return;
if（se==1）
init_ex1（）;
work_ex1（）;
if（se==2）
init_ex2（）;
work_ex2（）;
}while
（1）;
intmain（）
select（）;
return0;
（2）用先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断。
iostream.h>
iomanip.h>
ctype.h>
//页表用数组模拟，在实验中页表数据结构定义为：
#defineN32//实验中假定的页表长度，页表的长度实际上是由系统按照作业长度决定的
#defineM4//实验中用，用固定局部置换算法给每个进程分配的主存物理块数
struct
{intlnumber;
//页号
intflag;
//表示该页是否在主存，"
1"
表示在主存，"
0"
表示不在主存
intpnumber;
//该页所在主存块的块号
intwrite;
//该页是否被修改过，"
表示修改过，"
表示没有修改过
intdnumber;
//该页存放在磁盘上的位置，即磁盘块号
}page[N];
//页表定义
intp[M];
//用数组模拟]FIFO算法中的队列（使用循环队列）
inthead;
voidinitial（void）;
//初始化
intdo_mmap（int）;
//模拟地址转换
voiddo_page_fault（int）;
//缺页中断处理程序
voidrun_first_instructon（int）;
//执行进程的第一条指令
voidrun_a_instruction（int）;
//CPU执行一条指令
voidprint_page_and_fifoqueue（void）;
//输出页表和FIFO队列
main（）
{
intladdress,paddress;
//逻辑地址，物理地址
intlnumber,ad,pnumber;
//页号，页内地址和物理块号
initial（）;
//手工初始化页表
print_page_and_fifoqueue（）;
run_first_instructon（0x0000）;
//运行进程的第一条指令的地址
//输入下一条指令的地址
cout<
<
输入下一条指令的逻辑地址（0~32767）（-1toend）"
endl;
cin>
>
laddress;
while（laddress>
32767）{//输入正确性检测
EnterERORR!
请重新输入下一条指令的逻辑地址（0~32767）（-1toend）"
}
while（laddress!
=-1）{//还有指令要执行
lnumber=laddress>
10;
//取逻辑地址的页号lnumber
if（page[lnumber].flag==1）{//指令所在的页面已装入在内存中
paddress=do_mmap（laddress）;
//形成物理地址
paddress<
输出转换后的物理地址"
run_a_instruction（paddress）;
//CPU根据得到的物理地址去执行指令
此指令执行是否修改所在页面lnumber="
lnumber<
（y/n?
）"
;
charchange;
change;
if（tolower（change）=='
）{
page[lnumber].write=1;
//若页面要已修改，则将此页面修改位置1
else{//缺页中断
输出该页的页号－－表示硬件产生缺页中断"
do_page_fault（lnumber）;
//直接转去缺页中断处理
continue;
//本循环结束，重新执行指令
输入下一条指令的逻辑地址（（0~32767）），-1toend.\n"
ladd
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