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计算机操作系统储存管理实验报告

软件学院综合性、设计性实验报告

一、实验目的

通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟程序，了解虚拟存储技术的特点，掌握

请求页式存储管理的页面置换算法。

二、实验仪器或设备

实验机房pc电脑

三、总体设计（设计原理、设计方案及流程等）

1.通过随机数产生一个指令序列，共320条指令，指令的地址按下述原则生产：

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。

2.将指令序列变换成为页地址流

设页面大小为1K；用户内存容量为4页到32页；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条至第9条指令为第0页；第10条至19条指令为第1页；…第310条至319条指令为第31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。

(1) 先进先出算法（FIFO）

(2) 最近最少使用算法（LRU）

(3) 最佳使用算（OPT）

命中率＝１－页面失效次数／页地址流长度

本实验中，页地址流长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。

关于随机数的产生办法。首先要初始化设置随机数，产生序列的开始点，例如，通过下列语句实现：

srand ( 400 ) ；

(1) 计算随机数，产生320条指令序列

m＝160；

for (i＝0；i＜80；i++＝

{

j＝i﹡4；

a[j]＝m；

a[j+1]＝m+1；

a[j+2]＝a[j] ﹡﹡ rand( )/32767；

a[j+3]＝a[j+2]+1

m＝a[j+3]+(319-a[j+3]) ﹡﹡rand( )/32767；

}

(2) 将指令序列变换成为页地址流

for ( k＝0；k＜320；k++)

{ pt＝a[k]/10；

pd= a[k]%10；

…

}

(3) 计算不同算法的命中率

rate＝﹡U/320 ；

其中U为缺页中断次数，320是页地址流长度。

(4) 输出格式

k fifo 1ru

…

四、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等）

1．代码如下

#include<>

#define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n ") /*表格控制*/

#define bsize 4 um=-1;

b[i].time=psize-i-1;

}

for(i=0;i

for(j=0;j

c[i][j]=-1;

}

/*取得在内存中停留最久的页面,默认状态下为最早调入的页面*/

int GetMax(Page *b)

{

int i;

int max=-1;

int tag=0;

for(i=0;i

{

if(b[i].time>max)

{

max=b[i].time;

tag=i;

}

return tag;

}

/*判断页面是否已在内存中*/

int Equation(int fold,Page *b)

{

int i;

for(i=0;i

{

if (fold==b[i].num)

return i;

}

return -1;

}

/*LRU核心部分*/

void Lruu(int fold,Page *b)

{

int i;

int val;

val=Equation(fold,b);

if (val>=0)

{

b[val].time=0;

for(i=0;i

if (i!=val)

b[i].time++;

}

else

{

queue[++K]=fold;/*记录调入页面*/ val=GetMax(b);

b[val].num=fold;

b[val].time=0;

for(i=0;i

if (i!=val)

b[i].time++;

}

void LRU()

{

int i,j;

K=-1;

Init(b, c);

for(i=0;i

{

Lruu(pro[i],b);

c[0][i]=pro[i];

/*记录当前的内存单元中的页面*/

for(j=0;j

c[j][i]=b[j].num;

}

/*结果输出*/

printf("内存状态为：\n");

Myprintf;

for(j=0;j

printf("|%2d ",pro[j]);

printf("|\n");

Myprintf;

for(i=0;i

{ for(j=0;j

{

if(c[i][j]==-1)

printf("|%2c ",32);

else

printf("|%2d ",c[i][j]);

}

printf("|\n");

}

Myprintf;

printf("\n调入队列为:");

for(i=0;i

printf("%3d",queue[i]);

printf("\n缺页次数为：%6d\n缺页率：%",K+1,(float)(K+1)/psize);

}

//**************************************************************//主函数void main()

{

int sel ;

do{

printf("\t\t\t--------------------------------------\t\t\t");

printf("\t\t\t ☆☆^-^欢迎进入操作系统界面^-^☆☆ \t\t\t");

printf("\t\t\t--------------------------------------\t\t\t\n");

printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\t\t\t");

printf("\t\t\t☆虚拟内存☆ \t\t\t");