操作系统实验4请求分页存储管理模拟实验.docx

1、操作系统实验4请求分页存储管理模拟实验操作系统实验4-请求分页存储管理模拟实验实验四请求分页存储管理模拟实验一：实验目的通过对页面、页表、地址转换和页面置换过程的模拟，加深对请求分页存储管理系统的原理和实现技术的理解。二：实验内容假设每个页面可以存放10条指令，分配给进程的存储块数为4。用C语言或Pascal语言模拟一进程的执行过程。设该进程共有320条指令，地址空间为32个页面，运行前所有页面均没有调入内存。模拟运行时，如果所访问的指令已经在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令；如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需要记录缺页产生次数，并将相应页面调入内存，如果4个内存块已满，则

2、需要进行页面置换。最后显示其物理地址，并转下一条指令。在所有指令执行完毕后，显示进程运行过程中的缺页次数和缺页率。页面置换算法：分别采用OPT、FIFO、LRU三种算法。进程中的指令访问次序按如下原则生成：50%的指令是顺序执行的。25%的指令是均匀分布在低地址部分。25%的指令是均匀分布在高地址部分。三：实验类别分页存储管理四：实验类型模拟实验五：主要仪器计算机六：结果OPT:LRU:FIFO:七：程序# include# include# include# define blocknum 4/页面尺寸大小int m; /程序计数器，用来记录按次序执行的指令对应的页号static int n

3、um320; /用来存储320条指令typedef struct BLOCK /声明一种新类型-物理块类型 int pagenum; /页号 int accessed; /访问量，其值表示多久未被访问BLOCK; BLOCK blockblocknum; /定义一大小为8的物理块数组void init() /程序初始化函数,对block初始化 for(int i=0;iblocknum;i+) blocki.pagenum=-1; blocki.accessed=0; m=0; int pageExist(int curpage)/查找物理块中页面是否存在,寻找该页面curpage是否在内存块

4、block中，若在，返回块号 for(int i=0; iblocknum; i+) if(blocki.pagenum = curpage ) return i; /在内存块block中，返回块号 return -1;int findSpace()/查找是否有空闲物理块,寻找空闲块block，返回其块号 for(int i=0;iblocknum;i+) if(blocki.pagenum=-1) return i; /找到了空闲的block，返回块号 return -1;int findReplace()/查找应予置换的页面 int pos = 0; for(int i=0;i block

5、pos.accessed) pos = i; /找到应该置换页面，返回BLOCK中位置 return pos;void display()/显示物理块中的页面号 for(int i=0; iblocknum; i+) if(blocki.pagenum != -1) printf( %02d ,blocki.pagenum); printf(%p |,&blocki.pagenum); printf(n);void randam()/产生320条随机数,显示并存储到num320 int flag=0; printf(请为一进程输入起始执行指令的序号(0320):n); scanf(%d,&m)

6、;/用户决定的起始执行指令 printf(*进程中指令访问次序如下：(由随机数产生)*n); for(int i=0;i320;i+) /进程中的320条指令访问次序的生成 numi=m;/当前执行的指令数， if(flag%2=0) m=+m%320;/顺序执行下一条指令 if(flag=1) m=rand()%(m-1);/通过随机数，跳转到低地址部分0，m-1的一条指令处，设其序号为m1 if(flag=3) m=m+1+(rand()%(320-(m+1);/通过随机数，跳转到高地址部分m1+2，319的一条指令处，设其序号为m2 flag=+flag%4; printf( %03d,

7、numi);/输出格式：3位数 if(i+1)%10=0) /控制换行,每个页面可以存放10条指令，共32个页面 printf(n); void pagestring() /显示调用的页面序列,求出此进程按次序执行的各指令所在的页面号并显示输出 for(int i=0;i320;i+) printf( %02d,numi/10);/输出格式：2位数 if(i+1)%10=0)/控制换行,每个页面可以存放10条指令，共32个页面 printf(n); void OPT() /最佳替换算法 int n=0;/记录缺页次数 int exist,space,position; int curpage;

8、/当前指令的页面号 for(int i=0;i320;i+) m=numi; curpage=m/10; exist=pageExist(curpage); if(exist=-1) /当前指令的页面号不在物理块中 space=findSpace(); if(space != -1) /当前存在空闲的物理块 blockspace.pagenum = curpage; /将此页面调入内存 display();/显示物理块中的页面号 n+;/缺页次数+1 else /当前不存在空闲的物理块，需要进行页面置换 for(int k=0;kblocknum;k+) for(int j=i;j320;j+

9、) /找到在最长（未来）时间内不再被访问的页面 if(blockk.pagenum!= numj/10) blockk.accessed = 1000; /将来不会被访问，设置为一个很大数 else /将来会被访问，访问量设为j blockk.accessed = j; break; position = findReplace();/找到被置换的页面 ,淘汰 blockposition.pagenum = curpage;/ 将新页面调入 display(); n+; /缺页次数+1 printf(缺页次数:%dn,n); printf(缺页率:%f%n,(n/320.0)*100);voi

10、d LRU() /最近最久未使用算法 int n=0;/记录缺页次数 int exist,space,position ; int curpage;/当前指令的页面号 for(int i=0;i320;i+) m=numi; curpage=m/10; exist = pageExist(curpage); if(exist=-1) /当前指令的页面号不在物理块中 space = findSpace(); if(space != -1) /当前存在空闲的物理块 blockspace.pagenum = curpage; /将此页面调入内存 display();/显示物理块中的页面号 n+;/缺

11、页次数+1 else /当前不存在空闲的物理块，需要进行页面置换 position = findReplace(); blockposition.pagenum = curpage; display(); n+; /缺页次数+1 else blockexist.accessed = -1;/恢复存在的并刚访问过的BLOCK中页面accessed为-1 for(int j=0; jblocknum; j+) /其余的accessed+ blockj.accessed+; printf(缺页次数:%dn,n); printf(缺页率:%f%n,(n/320.0)*100);void FIFO()

12、int n=0;/记录缺页次数 int exist,space,position ; int curpage;/当前指令的页面号 int blockpointer=-1; for(int i=0;i320;i+) m=numi; curpage=m/10; exist = pageExist(curpage); if(exist=-1) /当前指令的页面号不在物理块中 space = findSpace(); if(space != -1) /当前存在空闲的物理块 blockpointer+; blockspace.pagenum=curpage; /将此页面调入内存 n+;/缺页次数+1 d

13、isplay();/显示物理块中的页面号 else / 没有空闲物理块，进行置换 position = (+blockpointer)%4; blockposition.pagenum = curpage; /将此页面调入内存 n+; display(); printf(缺页次数:%dn,n); printf(缺页率:%f%n,(n/320.0)*100); void main() int choice; printf(*请求分页存储管理模拟系统*n); randam(); printf(*此进程的页面调用序列如下*n); pagestring(); while(choice != 4) pr

14、intf(*1:OPT 2:LRU 3:FIFO 4:退出*n); printf(请选择一种页面置换算法:); scanf(%d,&choice); init(); switch(choice) case 1: printf(最佳置换算法OPT:n); printf(页面号 物理地址 页面号 物理地址 页面号 物理地址 页面号 物理地址n); OPT(); break; case 2: printf(最近最久未使用置换算法LRU:n); printf(页面号 物理地址 页面号 物理地址 页面号 物理地址 页面号 物理地址n); LRU(); break; case 3: printf(先进先出置换算法FIFO:n); printf(页面号 物理地址 页面号 物理地址 页面号 物理地址 页面号 物理地址n); FIFO(); break;