存储管理模拟实现.docx

1、存储管理模拟实现存储管理模拟实现一、实验目的存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是通过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，掌握请求页式管理的页面置换算法。二、实验内容编程实现页面置换算法，要求输出页面的置换过程，具体可以编程实现OPT、FIFO和LRU算法。1过随机数产生一个指令序列，共320条指令。其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：A.在0，319的指令地址之间随机选区一起点M;B.顺序执行一条指令，即

2、执行地址为M+1的指令；C.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;D.顺序执行一条指令，其地址为M+1；E.在后地址M+2，319中随机选取一条指令并执行；F.重复AE，直到执行320次指令。2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页到32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（对应虚存地址为0，9）； 第10条第19条指令为第1页（对应虚存地址为10，19）； 。 第310条第319条指令为第31页（对应虚存地址为310，319）

3、；按以上方式，用户指令可组成32页。3. 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。A.FIFO先进先出的算法B.LRU最近最少使用算法CLFU最少访问页面算法三、实验要求1、需写出设计说明；2、设计实现代码及说明3、运行结果；四、主要实验步骤1、分析算法结构；画出算法的流程图，即设计说明；根据画出的流程图使用C语言编写相应的代码（代码过长，放到最后）；程序主要由main函数和以下几个函数组成：void initialization();初始化内存数据void FIFO();FIFO先进先出算法；void LRU();LRU最久未使用算法；void LFU();LFU最近最久未使用算法：

4、流程图如下：页面置换算法整体结构FIFO页面置换算法 LRU页面置换算法LFU页面置换算法2、设计说明及源代码FIFO算法设计说明：按照所要求的产生随机指令序列，存放在order320这个数组中。通过循环产生这些随机指令，每产生一条都要进行下列判断：是否和内存中即mem_volume4中存放的页面相同，如果相同则不做任何操作，如果不相同，则产生缺页，相应的缺页次数加一，按照fcfs将最先进入内存的页数淘汰，并将该页写到内存中去。重复上面的操作直到完成这320条指令。源代码：/ 储存管理.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。/#include stdafx.hint _tmain(int a

5、rgc, _TCHAR* argv) return 0;#include #include #include #define N 5 /总共运行的次数void main() int order320,mem_volume4=100,100,100,100;/使得mem_volume的值大于10032，这样我们便可使其在开始就产生缺页 /定义add为缺页次数 sign作为标识符判断所调页数是否在内存中 int l=0,i=0,j,num=0,cx,sign=0,add=0; float value=0,sum=0; /定义sum为缺页率 srand(time(NULL); for(cx=0;cx

6、N;cx+) /总共运行N次 while(i320) orderi=rand()%320; /产生随机数放order中 for(j=0;j4;j+) if(orderi+1)/10=mem_volumej) sign=1; /通过sign标识判断所调页数是否在内存块中 if(sign) sign=0; else l+; if(mem_volume3=100) mem_volume3=(orderi+1)/10;/ 保证第一次调入的页面都产生缺页 else mem_volumenum=(orderi+1)/10; /将所缺页调入到内存块中 num=(num+1)%4; /num值为下次所要置换出

7、去的内存块中对应的页数 i+; orderi=rand()%(orderi-1+2); for(j=0;j4;j+) if(orderi/10=mem_volumej) sign=1; if(sign) sign=0; else l+; if(mem_volume2=100) mem_volume2=orderi/10; else mem_volumenum=orderi/10; num=(num+1)%4; i+; orderi=orderi-1+1; for(j=0;j4;j+) if(orderi/10=mem_volumej) sign=1; if(sign) sign=0; else

8、 l+; if(mem_volume1=100) mem_volume1=orderi/10; else mem_volumenum=orderi/10; num=(num+1)%4; i+; orderi=rand()%(319-orderi-1-2)+(orderi-1+2); for(j=0;j4;j+) if(orderi/10=mem_volume0) sign=1; if(sign) sign=0; else l+; if(mem_volume0=100) mem_volume0=(orderi+1)/10; else mem_volumenum=orderi/10; num=(n

9、um+1)%4; i+; value=l/320.0*100; add=add+l; sum=sum+value; printf(* FIFO页面置换算法 *n); printf(* 最后一次指令序列 *); for(i=0;i320;i+) if(i%10=0) printf(n); printf(%5d,orderi); printf(n); printf(*n); printf(tt%d次的平均缺页数为%dntt%d次的平均缺页率为%.3f%n,N,add/N,N,sum/N); printf(n);LRU页面置换算法设计说明：这个算法同FCFS算法的不同之处在于，每产生一条随机指令，如

10、果和4个内存块中的某一个页数相同的话，就要对这4个内存块中的页数重新排序，将每次要置换出去的页数放在mem_volume3中，这样，在每次产生缺页的时候，都先将所缺页数写入到该内存块，然后再排序，将其放到mem_volume0中去。源代码：/ 储存管理.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。/#include stdafx.hint _tmain(int argc, _TCHAR* argv) return 0;#include #include #include #define N 5int main(void) int order320,mem_volume4=100,100,100,1

11、00; int l=0,i=0,j,cx; int num,temp=0,ex_chan=0,add=0; float value=0,sum=0; srand(time(NULL); for(cx=0;cxN;cx+) while(i0;j-) temp=mem_volumej; mem_volumej=mem_volumej-1; mem_volumej-1=temp; else if(orderi+1)/10=mem_volume3) for(j=3;j0;j-) temp=mem_volumej; mem_volumej=mem_volumej-1; mem_volumej-1=temp; /如果所调页数同第3、4个内存块中页数相同，则通过循环进行排序 else l+; if(mem_volume3=100) mem_volume3=(orderi+1)/10;/保证刚开始调入内存块中就产生缺页 else mem_volume3=(orderi+1)/10; for(num=3;num0;num-) ex_chan=mem_volumenum; mem_volumenum=mem_volumenum-1;