存储管理试验报告Word下载.docx
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typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc_struct[total_vp],*freepf_head,*busypf_head;
pfc_type*busypf_tail;
其中pfc[total_vp]定义用户进程虚页控制结构,
*freepf_head为空页面头的指针,
*busypf_head为忙页面头的指针,
*busypf_tail为忙页面尾的指针.
（2）函数定义
<
1>
Voidinitialize（）:
初始化函数,给每个相关的页面赋值.
2>
VoidFIFO（）:
计算使用FIFO算法时的命中率.
3>
VoidLRU（）:
计算使用LRU算法时的命中率.
4>
VoidOPT（）:
计算使用OPT算法时的命中率.
5>
VoidLFU（）:
计算使用LFU算法时的命中率.
6>
VoidNUR（）:
计算使用NUR算法时的命中率.
（3）变量定义
inta[total_instruction]:
指令流数据组.
intpage[total_instruction]:
每条指令所属的页号.
intoffset[total_instruction]:
每页装入10条指令后取模运算页号偏移值.
inttotal_pf:
用户进程的内存页面数.
intdisaffect:
页面失效次数.
3.分析运行出现的问题.
4.观察运行结果.
实验结果:
结果一：
4pageframesFIFO:
0.2562LRU:
0.2531OPT:
0.3031LFU:
0.2812NUR:
0.2812
5pageframesFIFO:
0.2969LRU:
0.2906OPT:
0.3500LFU:
0.3219NUR:
0.3094
6pageframesFIFO:
0.3375LRU:
0.3281OPT:
0.3844LFU:
0.3375NUR:
0.3344
7pageframesFIFO:
0.3563LRU:
0.3563OPT:
0.4031LFU:
0.3563NUR:
0.3500
8pageframesFIFO:
0.3937LRU:
0.3750OPT:
0.4531LFU:
0.3937NUR:
0.3719
9pageframesFIFO:
0.4219LRU:
0.4094OPT:
0.4844LFU:
0.4156NUR:
0.4062
10pageframesFIFO:
0.4375LRU:
0.4313OPT:
0.5062LFU:
0.4313NUR:
0.4250
11pageframesFIFO:
0.4813LRU:
0.4625OPT:
0.5531LFU:
0.4500NUR:
0.4656
12pageframesFIFO:
0.5406LRU:
0.4875OPT:
0.5687LFU:
0.4938NUR:
0.4875
13pageframesFIFO:
0.5500LRU:
0.5188OPT:
0.5969LFU:
0.5062NUR:
0.5437
14pageframesFIFO:
0.5594LRU:
0.5531OPT:
0.6344LFU:
0.5281NUR:
0.5469
15pageframesFIFO:
0.5687LRU:
0.5844OPT:
0.6687LFU:
0.5469NUR:
0.5813
16pageframesFIFO:
0.5781LRU:
0.5938OPT:
0.6813LFU:
0.5719NUR:
0.5969
17pageframesFIFO:
0.5906LRU:
0.6156OPT:
0.6969LFU:
0.6156NUR:
0.6156
18pageframesFIFO:
0.6156LRU:
0.6312OPT:
0.7156LFU:
0.6344NUR:
0.6531
19pageframesFIFO:
0.6687LRU:
0.6656OPT:
0.7344LFU:
0.6531NUR:
0.6719
20pageframesFIFO:
0.6875LRU:
0.6969OPT:
0.7500LFU:
0.6719NUR:
0.6906
21pageframesFIFO:
0.6906LRU:
0.7094OPT:
0.7688LFU:
0.6969NUR:
0.7188
22pageframesFIFO:
0.7125LRU:
0.7219OPT:
0.7969LFU:
0.7156NUR:
0.7344
23pageframesFIFO:
0.7156LRU:
0.7406OPT:
0.8125LFU:
0.7250NUR:
0.7812
24pageframesFIFO:
0.7281LRU:
0.7625OPT:
0.8187LFU:
0.7406NUR:
0.7719
25pageframesFIFO:
0.7469LRU:
0.7750OPT:
0.8344LFU:
0.7594NUR:
0.8000
26pageframesFIFO:
0.8125LRU:
0.8000OPT:
0.8500LFU:
0.7812NUR:
0.8063
27pageframesFIFO:
0.8313LRU:
0.8187OPT:
0.8594LFU:
0.8031NUR:
0.8281
28pageframesFIFO:
0.8438LRU:
0.8375OPT:
0.8688LFU:
0.8344NUR:
0.8469
29pageframesFIFO:
0.8688LRU:
0.8531OPT:
0.8750LFU:
0.8562NUR:
0.8562
30pageframesFIFO:
0.8781LRU:
0.8719OPT:
0.8781LFU:
0.8750NUR:
0.8688
31pageframesFIFO:
0.8938LRU:
0.8750OPT:
0.8844LFU:
0.8844NUR:
0.8906
32pageframesFIFO:
0.9000LRU:
0.9000OPT:
0.9000LFU:
0.9000NUR:
0.9000
从上述结果可知，在内存页面数较少（4~5页）时，五种算法的命中率差别不大，都是30%左右。
在内存页面为7~18个页面之间时，5种算法的访内命中率大致在35%~60%之间变化。
但是，FIFO算法与OPT算法之间的差别一般在6~10个百分点左右。
在内存页面为25~32个页面时，由于用户进程的所有指令基本上都已装入内存，使命中率增加，从而算法之间的差别不大。
结果二：
0.2594LRU:
0.2562OPT:
0.2687LFU:
0.2437NUR:
0.2625
0.3000LRU:
0.3000OPT:
0.3000LFU:
0.2969NUR:
0.2875
0.3281LFU:
0.3094NUR:
0.3281
0.3688LFU:
0.3312NUR:
0.3469
0.4031LRU:
0.3875LFU:
0.3406NUR:
0.3781
0.4156LRU:
0.4281OPT:
0.4156LFU:
0.3656NUR:
0.4125
0.4281LRU:
0.4469OPT:
0.4313LFU:
0.3750NUR:
0.4406
0.4531LRU:
0.4688OPT:
0.4594LFU:
0.4281NUR:
0.4656LRU:
0.4813OPT:
0.4906LFU:
0.4375NUR:
0.4938
0.4750LRU:
0.5000OPT:
0.5219LFU:
0.4625NUR:
0.5312
0.4906LRU:
0.5125OPT:
0.5375LFU:
0.5500
0.5312LRU:
0.5250OPT:
0.5625LFU:
0.5563
0.5625OPT:
0.5813LFU:
0.5531NUR:
0.5844
0.5813OPT:
0.6188LFU:
0.5750NUR:
0.6031
0.6000LRU:
0.5906OPT:
0.5906NUR:
0.6250
0.6312LRU:
0.6438LFU:
0.6219NUR:
0.6438
0.6406LRU:
0.6344OPT:
0.6625LFU:
0.6438NUR:
0.6750
0.6969LRU:
0.6594OPT:
0.6875LFU:
0.6656NUR:
0.6937
0.7000LRU:
0.6781OPT:
0.7125LFU:
0.6813NUR:
0.6844
0.6906OPT:
0.7312LFU:
0.7188NUR:
0.6969
0.7438LRU:
0.7531LFU:
0.7438NUR:
0.7469
0.7594LRU:
0.7562OPT:
0.7656LFU:
0.7656NUR:
0.7750LRU:
0.7812OPT:
0.7937LFU:
0.7781NUR:
0.7781
0.7969OPT:
0.8094LFU:
0.8125NUR:
0.7969
0.8344LRU:
0.8313OPT:
0.8281LFU:
0.8313NUR:
0.8406
0.8406LRU:
0.8594OPT:
0.8531LFU:
0.8375NUR:
0.8625LRU:
0.8781OPT:
0.8594
0.8812LRU:
0.8812OPT:
0.8906LFU:
0.8781NUR:
0.8656
0.9000
疑难小结:
通过本次试验，我对存储管理思想有了进一步的了解，通过动手实现其存储的管理，更加深刻的理解了存储管理的特点。
同时，在实验过程中，回顾书本上的理论知识，巩固了我的知识。
首先用srand（）和rand（）函数定义和产生指令序列，然后将指令序列变换成相应的页地址流，并针对不同的算法计算出相应的命中率。
从实验结果可知，在内存页面数较少（4~5页）时，五种算法的命中率差别不大，都是30%左右。
FIFO的命中率比OPT的还高。
主要算法和程序清单:
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineINVALID-1
#defineNULL0
#definetotal_instruction320/*指令流长*/
#definetotal_vp32/*虚页长*/
#defineclear_period50/*清0周期*/
typedefstruct/*页面结构*/
{
intpn;
//页号logicnumber
intpfn;
//页面框架号physicalframenumber
intcounter;
//计数器
inttime;
//时间
}pl_type;
pl_typepl[total_vp];
/*页面线性结构---指令序列需要使用地址*/
typedefstructpfc_struct/*页面控制结构，调度算法的控制结构*/
{
}pfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;
intdiseffect,a[total_instruction];
/*a[]为指令序列*/
intpage[total_instruction],offset[total_instruction];
/*地址信息*/
intinitialize（int）;
intFIFO（int）;
intLRU（int）;
intLFU（int）;
intNUR（int）;
//notuserecently
intOPT（int）;
intmain（）
ints,i,j;
srand（10*getpid（））;
/*由于每次运行时进程号不同，故可用来作为初始化随机数队列的“种子”*/
s=（float）319*rand（）/32767/32767/2+1;
/*正态分布*/
for（i=0;
i<
total_instruction;
i+=4）/*产生指令队列*/
{
if（s<
0||s>
319）
{
printf（"
Wheni==%d,Error,s==%d\n"
i,s）;
exit（0）;
}
a[i]=s;
/*任选一指令访问点m*/
a[i+1]=a[i]+1;
/*顺序执行一条指令*/
a[i+2]=（float）a[i]*rand（）/32767/32767/2;
/*执行前地址指令m*/
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++）/*将指令序列变换成页地址流*/
page[i]=a[i]/10;
offset[i]=a[i]%10;
for（i=4;
=32;
i++）/*用户内存工作区从4个页面到32个页面*/
printf（"
---%2dpageframes---\n"
i）;
FIFO（i）;
LRU（i）;
LFU（i）;
NUR（i）;
OPT（i）;
return0;
}
/*初始化相关数据结构total_pf表示内存的块数*/
intinitialize（inttotal_pf）
inti;
diseffect=0;
total_vp;
i++）
pl[i].pfn=INVALID;
/*置页面控制结构中的页号，页面为空*/
pl[i].counter=0;
/*页面控制结构中的访问次数为0*/
pl[i].time=-1;
/*访问的时间*/
total_pf-1;
i++）/*建立pfc[i-1]和pfc[i]之间的链接*/
{
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];
/*空页面队列的头指针为pfc[0]*/
intFIFO（inttotal_pf）/*先进先出算法total_pf:
用户进程的内存页面数*/
inti,j;
pfc_type*p;
/*中间变量*/
initialize（total_pf）;
/*初始化相关页面控制用数据结构*/
busypf_head=busypf_tail=NULL;
/*忙页面队列头，队列尾链接*/
if（pl[page[i]].pfn==INVALID）/*页面失效*/
diseffect+=1;
/*失效次数*/
if（freepf_head==NULL）/*无空闲页面*/
{
p=busypf_head->
next;
pl[busypf_head->
pn].pfn=INVALID;
freepf_head=busypf_head;
/*释放忙页面队列的第一个页面*/
freepf_head->
next=NULL;
/*表明还是缺页*/
busypf_head=p;
}
p=freepf_head->
freepf_head->
pn=page[i];
pl[page[i]].pfn=freepf_head->
pfn;
/*使busy的尾为null*/
if（busypf_tail==NULL）
busypf_tail=busypf_head=freepf_head;
else
busypf_tail->
next=freepf_head;
busypf_tail=freepf_head;
freepf_head=p;
}
printf（"
FIFO:
%6.4f\n"
1-（float）diseffect/320）;
intLRU（inttotal_pf）/*最近最久未使用算法leastrecentlyused*/
intmin,minj,i,j,present_time;
/*minj为最小值下标*/
present_time=0;
diseffect++;
min=32767;
/*设置最大值*/
for（j=0;
j<
j++）/*找出time的最小值*/
{
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=0;
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