操作系统实验五虚拟存储器管理系统.docx

1、操作系统实验五虚拟存储器管理系统操作系统实验实验五 虚拟存储器管理学号 1115102015 姓名 方茹 班级 11电子A 华侨大学电子工程系实验五 虚拟存储器管理实验目的 1、 理解虚拟存储器概念。2、 掌握分页式存储管理地址转换盒缺页中断。 实验内容与基本要求1、 模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。 分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存。作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该

2、页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式“绝对地址=块号块长+单元号”计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而成绝对地址。若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，有操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时，则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时，则输出“*该页页号”，表示产生了一次缺页中断。2、 用先进先出页面

3、调度算法处理缺页中断。 FIFO页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。假定作业被选中时，把开始的m个页面装入主存，则数组的元素可定为m个。实验报告内容 1、 分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理。 分页式存储管理的基本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定的若干个小分区，每个小分区称为一个存储块，简称块，并依次编号为0，1，2，3,，n块，每个存储块的大小由不同的系统决定，一般为2的n次幂，如1KB，2KB，4KB等，一般不超过4KB。而把用户的逻辑地址空间分成与存储块大小相等的若干页，依次为0，1，2，3，m页。当作业提出存储分配

4、请求时，系统首先根据存储块大小把作业分成若干页。每一页可存储在内存的任意一个空白块内。此时，只要建立起程序的逻辑页和内存的存储块之间的对应关系，借助动态地址重定位技术，原本连续的用户作业在分散的不连续存储块中，就能够正常投入运行。 先进先出页面调度算法根据页面进入内存的时间先后选择淘汰页面，先进入内存的页面先淘汰，后进入内存的后淘汰。本算法实现时需要将页面按进入内存的时间先后组成一个队列，每次调度队首页面予以淘汰。程序流程图。1、地址转换程序流程图2、FIFO页面置换算法程序流程图程序及其注释#include#include#define SizeOfPage 100#define SizeO

5、fBlock 128#define M 4/主存中放4个页面struct info/页表信息结构体 bool flag;/页标志，1表示该页已在主存，0表示该页不在主存 long block;/块号 long disk;/在磁盘上的位置 bool dirty;/更新标志pagelistSizeOfPage;long po;/队列标记long PM;/假设内存中最多允许M个页面void init_ex1() memset(pagelist,0,sizeof(pagelist);/内存空间初始化 /*分页式虚拟存储系统初始化*/ pagelist0.flag=1; pagelist0.block=

6、5; pagelist0.disk=011; pagelist1.flag=1; pagelist1.block=8; pagelist1.disk=012; pagelist2.flag=1; pagelist2.block=9; pagelist2.disk=013; pagelist3.flag=1; pagelist3.block=1; pagelist3.disk=021;void work_ex1()/模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断过程 bool stop=0; long p,q;/页号，单元号 char s128;/初始定义块长 do printf(请输入指令的

7、页号和单元号:n); if(scanf(%ld%ld,&p,&q)!=2) scanf(%s,s); if(strcmp(s,exit)=0)/如果输入的为“exit”那么就退出，进入重选页面 stop=1; else if(pagelistp.flag)/如果该页标志flag为1，说明该页已在主存中 printf(绝对地址=%ldn,pagelistp.block*SizeOfBlock+q);/计算出绝对地址，绝对地址=块号x块长（默认128）+单元号 else printf(*%ldn,p);/如果该页标志flag为0，说明该页不在主存，则产生了一次缺页中断 while(!stop);v

8、oid init_ex2()/*以下部分为先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断的初始化，其中也包含了对于当前的存储器内容的初始化*/ po=0; P0=0;P1=1;P2=2;P3=3;/对内存中的4个页面进行初始化，并且使目前排在第一位的为0 memset(pagelist,0,sizeof(pagelist);/内存空间初始化 pagelist0.flag=1; pagelist0.block=5; pagelist0.disk=011; pagelist1.flag=1; pagelist1.block=8; pagelist1.disk=012; pagelist2.flag=

9、1; pagelist2.block=9; pagelist2.disk=013; pagelist3.flag=1; pagelist3.block=1; pagelist3.disk=021;void work_ex2()/模拟FIFO算法的工作过程 long p,q,i; char s100; bool stop=0; do printf(请输入指令的页号、单元号，以及是否为内存指令:n); if(scanf(%ld%ld,&p,&q)!=2) scanf(%s,s); if(strcmp(s,exit)=0)/如果输入的为“exit”就退出，进入重选界面 stop=1; else sc

10、anf(%s,s); if(pagelistp.flag)/如果该页标志flag为1，说明该页已在主存中 printf(绝对地址=%ldn,pagelistp.block*SizeOfBlock+q);/计算绝对地址 if(s0=Y|s0=y)/内存指令 pagelistp.dirty=1;/修改标志为1 else if(pagelistPpo.dirty)/当前的页面被更新过，需把更新后的内容写回外存 pagelistPpo.dirty=0; pagelistPpo.flag=0;/将flag置0，表明当前页面已被置换出去 printf(out%ldn,Ppo);/显示根据FIFO算法被置换

11、出去的页面 printf(in%ldn,p);/显示根据FIFO算法被调入的页面 pagelistp.block=pagelistPpo.block;/块号相同 pagelistp.flag=1;/将当前页面flag置1,表明已在主存中 Ppo=p;/保存当前页面所在的位置 po=(po+1)%M; while(!stop); printf(数组P的值为:n); for(i=0;iM;i+)/循环输入当前数组的数值，即当前在内存中的页面 printf(P%ld=%ldn,i,Pi); void select()/选择哪种方法进行 long se; char s128; do printf(请选

12、择题号(1/2):); if(scanf(%ld,&se)!=1) scanf(%s,&s); if(strcmp(s,exit)=0)/如果输入为exit则退出整个程序 return; else if(se=1)/如果se=1说明选择的模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断 init_ex1();/初始化 work_ex1();/进行模拟 if(se=2)/如果se=2说明选择的是FIFO算法来实现页面的置换 init_ex2();/初始化 work_ex2();/进行模拟 while(1);int main() select();/选择题号 return 0;程序运行结果及结论通过这次虚拟存储器管理的实验，我基本的了解了分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理，和操作的方法，还有许多方面不足，有待改进！