操作系统实验实验Word下载.docx
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4、最不经常使用算法（LFU）
5、最近未使用算法（NUR）
命中率＝１－页面失效次数／页地址流长度
实验2：
在Linux环境下利用下列系统调用malloc（），free（）编写一段程序实现内存分配与回收的管理。
要求：
1、返回已分配给变量的内存地址；
2、返回释放后的内存地址；
3、释放已分配的内存空间后，返回释放内存后未使用内存的大小。
三、实验原理
UNIX中，为了提高内存利用率，提供了内外存进程对换机制；
内存空间的分配和回收均以页为单位进行；
一个进程只需将其一部分（段或页）调入内存便可运行；
还支持请求调页的存储管理方式。
当进程在运行中需要访问某部分程序和数据时，发现其所在页面不在内存，就立即提出请求（向CPU发出缺中断），由系统将其所需页面调入内存。
这种页面调入方式叫请求调页。
为实现请求调页，核心配置了四种数据结构：
页表、页框号、访问位、修改位、有效位、保护位等。
当CPU接收到缺页中断信号，中断处理程序先保存现场，分析中断原因，转入缺页中断处理程序。
该程序通过查找页表，得到该页所在外存的物理块号。
如果此时内存未满，能容纳新页，则启动磁盘I/O将所缺之页调入内存，然后修改页表。
如果内存已满，则须按某种置换算法从内存中选出一页准备换出，是否重新写盘由页表的修改位决定，然后将缺页调入，修改页表。
利用修改后的页表，去形成所要访问数据的物理地址，再去访问内存数据。
整个页面的调入过程对用户是透明的。
四、实验设备
安装了Linux系统的电脑
五、实验程序
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineINVALID-1
//#defineNULL0
#definetotal_instruction320
#definetotal_vp32
#defineclear_period50
typedefstruct
{
intpn,pfn,counter,time;
}pl_type;
pl_typepl[total_vp];
structpfc_struct{
intpn,pfn;
structpfc_struct*next;
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;
intdiseffect,a[total_instruction];
intpage[total_instruction],offset[total_instruction];
intinitialize（int）;
intFIFO（int）;
intLRU（int）;
intLFU（int）;
intNUR（int）;
intOPT（int）;
intmain（）
ints,i,j;
srand（10*getpid（））;
s=（float）319*rand（）/32767/32767/2+1;
for（i=0;
i<
total_instruction;
i+=4）
if（s<
0||s>
319）
printf（"
Wheni==%d,Error,s==%d\n"
i,s）;
exit（0）;
}
a[i]=s;
a[i+1]=a[i]+1;
a[i+2]=（float）a[i]*rand（）/32767/32767/2;
a[i+3]=a[i+2]+1;
s=（float）（318-a[i+2]）*rand（）/32767/32767/2+a[i+2]+2;
if（（a[i+2]>
318）||（s>
319））
a[%d+2],anumberwhichis:
%dands==%d\n"
i,a[i+2],s）;
for（i=0;
i++）
page[i]=a[i]/10;
offset[i]=a[i]%10;
for（i=4;
=32;
---%2dpageframes---\n"
i）;
FIFO（i）;
LRU（i）;
LFU（i）;
NUR（i）;
OPT（i）;
return0;
intinitialize（total_pf）
inttotal_pf;
inti;
diseffect=0;
total_vp;
pl[i].pn=i;
pl[i].pfn=INVALID;
pl[i].counter=0;
pl[i].time=-1;
total_pf-1;
pfc[i].next=&
pfc[i+1];
pfc[i].pfn=i;
pfc[total_pf-1].next=NULL;
pfc[total_pf-1].pfn=total_pf-1;
freepf_head=&
pfc[0];
intFIFO（total_pf）
inti,j;
pfc_type*p;
initialize（total_pf）;
busypf_head=busypf_tail=NULL;
if（pl[page[i]].pfn==INVALID）
diseffect+=1;
if（freepf_head==NULL）
p=busypf_head->
next;
pl[busypf_head->
pn].pfn=INVALID;
freepf_head=busypf_head;
freepf_head->
next=NULL;
busypf_head=p;
p=freepf_head->
pn=page[i];
pl[page[i]].pfn=freepf_head->
pfn;
if（busypf_tail==NULL）
busypf_head=busypf_tail=freepf_head;
else
busypf_tail->
next=freepf_head;
busypf_tail=freepf_head;
freepf_head=p;
FIFO:
%6.4f\n"
1-（float）diseffect/320）;
intLRU（total_pf）
intmin,minj,i,j,present_time;
present_time=0;
diseffect++;
min=32767;
for（j=0;
j<
j++）
if（min>
pl[j].time&
&
pl[j].pfn!
=INVALID）
min=pl[j].time;
minj=j;
pfc[pl[minj].pfn];
pl[minj].pfn=INVALID;
pl[minj].time=-1;
pl[page[i]].time=present_time;
freepf_head=freepf_head->
present_time++;
LRU:
intNUR（total_pf）
inti,j,dp,cont_flag,old_dp;
pfc_type*t;
dp=0;
if（pl[page[i]].pfn==INVALID）
{diseffect++;
cont_flag=TRUE;
old_dp=dp;
while（cont_flag）
if（pl[dp].counter==0&
pl[dp].pfn!
cont_flag=FALSE;
dp++;
if（dp==total_vp）
if（dp==old_dp）
pl[j].counter=0;
pfc[pl[dp].pfn];
pl[dp].pfn=INVALID;
pl[page[i]].counter=1;
if（i%clear_period==0）
NUR:
intOPT（total_pf）
{inti,j,max,maxpage,d,dist[total_vp];
{for（j=0;
if（pl[j].pfn!
=INVALID）dist[j]=32767;
elsedist[j]=0;
d=1;
for（j=i+1
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