操作系统存储管理实验报告Word文档下载推荐.docx
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LFU要求为每个页面配置一个计数器（即页面结构中的counter），一旦某页被访
问，则将其计数器的值加1,在需要选择一页置换时，则将选择其计数器值最小的页面，即内存中访问次数最少的页面进行淘汰。
5NUR页面置换算法
NUR要求为每个页面设置一位访问位（该访问位仍可使用页面结构中的counter
表示），当某页被访问时，其访问位counter置为1。
需要进行页面置换时，置换算法
从替换指针开始（初始时指向第一个页面）顺序检查处于内存中的各个页面，如果其
访问位为0,就选择该页换出，否则替换指针下移继续向下查找。
如果内存中的所有
页面扫描完毕未找到访问位为0的页面，则将替换指针重新指向第一个页面，同时将
内存中所有页面的访问位置0，当开始下一轮扫描时，便一定能找到counter为0的页
面。
2、在主函数中生成要求的指令序列，并将其转换成页地址流；
在不同的内存容量下调用上
述函数使其计算并输出相应的命中率。
环境语言：
Linux下的GNU编译环境
三、数据结构与模块说明
程序中用到的数据结构、类型定义及主要的函数原型如下：
1、数据结构
（1）页面结构
typedefstruct{
intpn,pfn,counter,time;
}pl_type;
pl_typepl[total_vp];
其中pn为页面号（页号），pfn为页帧号（物理块号），counter为一个周期内访问该页面的次数，time为访问时间；
pl[total_vp]为页面结构数组，由于共有320条指令，每页可装入10
条指令，因此虚页长total_vp的值为32。
（2）页帧控制结构
structpfc_struct{
intpn,pfn;
structpfc_struct*next;
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;
其中pfc[total_vp]定义用户进程的页帧控制结构数组，在该实验中，用户内存工作区是动态变化的，最多可达到用户进程的虚页数目，即32个物理块。
*freepf_head为空闲页帧头的指针
*busypf_head为忙页帧头的指针
*busypf_tail忙页帧尾的指针
2、变量定义
（1）inta[total_instruction]:
指令流数组
（2）intdiseffect:
页面失效次数
（3）intpage[total_instruction]:
每条指令所属页面号
（4）intoffset[total_instruction]:
每页装入10条指令后取模运算得出的页内偏移地址
（5）inttotal_pf:
用户进程的内存页帧数
3、主要函数
（1）voidinitialize（int）:
初始化函数
该函数主要对页面结构数组pl和页帧结构数组pfc进行初始化，如置页面结构中的页面号
pn，初始化页帧号pfn为空，访问次数counter为0,访问时间time为-1;
同样对页帧数组进行
初始化，形成一个空闲页帧队列。
⑵void
OPT（int）:
计算使用最佳贝面算法时的命中率
⑶void
FIFO（int）:
计算使用先进先出页面置换算法时的命中率
⑷void
LRU（int）:
计算使用最近最久未使用页面置换算法时的命中率
⑸void
LFU（int）:
计算使用最少使用置换算法时的命中率
⑹void
NUR（int）:
计算使用最近未使用置换算法时的命中率
四、主要算法的设计与实现
voidFIFO（inttotal_pf）/*先进先出页面置换算法*/
{
inti,j;
pfc_type*p;
initialize（total_pf）;
busypf_head=busypf_tail=NULL;
for（i=0;
i<
total_instruction;
i++）
if（pl[page[i]].pfn==INVALID）/*页面失效*/
diseffect=diseffect+1;
if（freepf_head==NULL）/*无空闲页帧*/
p=busypf_head->
next;
pl[busypf_head->
pn].pfn=INVALID;
//将忙页帧队首页面作为换出页面
freepf_head=busypf_head;
freepf_head->
next=NULL;
busypf_head=p;
//忙页帧头指针后移
}
p=freepf_head->
//有空闲页帧
pn=page[i];
/*将所需页面调入空闲页帧*/
pl[page[i]].pfn=freepf_head->
pfn;
if（busypf_tail==NULL）/*若忙页帧队列为空，则将其头尾指针都指向刚调入页面所在的页帧*/
busypf_head=busypf_tail=freepf_head;
else{//否则，将刚调入页面所在的页帧挂在忙页帧队列尾部
busypf_tail->
next=freepf_head;
busypf_tail=freepf_head;
freepf_head=p;
//空闲页帧头指针后移
printf（"
FIFO:
%6.4f"
1-（float）diseffect/320）;
voidLRU（inttotal_pf）/*最近最久未使用页面置换算法*/
intmin,minj,present_time;
present_time=0;
if（pl[page[i]].pfn==INVALID）/*页面失效*/
diseffect++;
min=32767;
for（j=0;
j<
total_vp;
j++）/*找出位于内存且time值最小的页面作为置换页面*/{
if（min>
pl[j].time&
&
pl[j].pfn!
=INVALID）
min=pl[j].time;
minj=j;
freepf_head=&
pfc[pl[minj].pfn];
//腾出一个单元
pl[minj].pfn=INVALID;
pl[minj].time=-1;
//有空闲页面，改为有效
pl[page[i]].time=present_time;
//修改页面的访问时间
freepf_head=freepf_head->
next;
//减少一个free页面
else
//命中则修改该单元的访问时间
present_time++;
LRU:
voidNUR（inttotal_pf）/*最近未使用页面置换算法*/
inti,j,dp,cont_flag,old_dp;
dp=0;
cont_flag=TRUE;
old_dp=dp;
while（cont_flag）
if（pl[dp].counter==0&
pl[dp].pfn!
cont_flag=FALSE;
//找到位于内存且未被访问的页面
dp++;
if（dp==total_vp）dp=O;
//将替换指针重新指向第一个页面
if（dp==old_dp）
{/*若内存中所有页面扫描完毕未找到访冋位为0的页面，将内存中
所有页面的访问位置0*/
for（j=0；
j++）
pl[j].counter=0;
pfc[pl[dp].pfn];
pl[dp].pfn=INVALID;
freepf_head->
}pl[page[i]].pfn=freepf_head->
freepf_head=freepf_head->
//腾出一个单元
//有空闲页面，改为有效
//减少一个free页面
pl[page[i]].counter=1;
//命中则将访问位置1
if（i%clear_period==0）//清零周期到，将所有访问位清零
NUR:
voidOPT（inttotal_pf）/*最佳页面置换算法*/
inti,j,max,maxpage,d,dist[total_vp];
initialize（total_pf）;
i++）
if（pl[page[i]].pfn==INVA
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