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1、南南昌昌大大学学实实验验报报告告- - - -（5 5）存存储储管管理理的的模模拟拟实实现现学生姓名： 张虹 学 号： 6100409033 专业班级： 电091 班 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 一、一、 实验目的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、二、 实验内容实验内容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
2、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
3、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） ； 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 C. LFU 最少访问页面算法三、三、 实验要求实验要求1、 需写出设计说明； 2、 设
4、计实现代码及说明 3、 运行结果；四、四、 主要实验步骤主要实验步骤1、 分析算法结构； 2、 画出算法的流程图，即设计说明； 3、 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、 检查代码，将编出的代码编译、链接，验证其正确性。开始按要求产生320 个随机数将随机数转换 成页面用户内存容量 i=4i32?FI
5、FO页面置换 算法LRU页面置换算 法LFU页面置换算 法i=i+1结束NY页面置换算法整体结构页面置换算法整体结构开始内存数据初始化，物理 块0320?结束将页面pn调入内存YNFIFO 页面置换算法页面置换算法开始内存数据初始化，物理 块0320?结束将页面pn调入内存YN存在该页面的物理块 timgm=0LRU 页面置换算法页面置换算法开开始始内内存存数数据据初初始始化化，物物理理 块块0 0 5 50 0? ?将将页页面面p p n n 调调入入内内存存比比较较物物理理块块中中页页面面在在之之 前前的的5 50 0次次调调用用中中出出现现的的 次次数数，将将页页面面p p n n 调调
6、入入 使使用用最最少少的的页页面面占占用用的的 物物理理块块n n 3 32 20 0? ?结结束束按按照照L LR RU U页页面面置置换换算算 法法调调入入页页面面n n+ + +Y YN NY YN NLFU 页面置换算法页面置换算法五、五、 实验数据及处理结果实验数据及处理结果六、六、 实验体会或对改进实验的建议实验体会或对改进实验的建议我做实验的时候，主要的难度是在几个特殊情况的处理上，如 LRU 内存中的页面都是之前没 有调用过的，那怎么办，还有就是 LFU 中还没有达到“一定时间间隔”的条件时怎么办？ 另外就是由于实验使用的是系统产生的随机数，所以难以验证实验结果的正确性。七、七
7、、 参考资料参考资料计算机操作系统 计算机操作系统实验指导书C 程序设计 C 语言程序设计_现代方法 计算机操作系统教程习题解答与实验指导(第二版)八、八、 实验代码实验代码#include #include #include int s,i;/s表示产生的随机数，i表示物理块数 int m,n,h;/循环专用 int k,g,f;/临时数据 int sum;/缺页次数 float r;/rate命中率 int p320;/page页数 int a320;/执行的指令 int pb32;/physical block用户内存容量（物理块）void initialization(); void
8、FIFO(); void LRU(); void LFU(); void line(); void start(); void end(); void main() start(); srand(int) time (NULL);/以计算机当前时间作为随机数种子for (n=0;nmax) max=timem; k=m; pbk=pn; timek=0;/该物理块中页面停留时间置零 sum+;/缺页数+1 else pbf=pn; timef=0; sum+; f=-1; for (m=0;mmax) k=m; max=timem; pbk=pn; timek=0; sum+; else pb
9、f=pn; timef=0; sum+; f=-1; for (m=0;mmax_lru) k=m; max_lru=time_lrum; pbk=pn; time_lruk=0; sum+; else for (m=0;m=n-51;h-) if (pbm=ph)timem+; min=time0; for (m=0;m1)/若使用次数同样少，将次数相同的页面按照LRU进行页 面置换 max_lru=time_lruk; for (m=0;mmax_lru) k=m; max_lru=time_lrum; pbk=pn; time_lruk=0; sum+; else pbf=pn; tim
10、e_lruf=0; sum+; f=-1; for (m=0;mi m+) time_lrum+; r=1-(float)sum/320; printf(“tt%6.4f“,r); void line() /美化程序，使程序运行时更加明朗美观 printf(“-“); void start() /表示算法开始 line(); printf(“n 页面置换算法开始n“);printf(“ Designed by Zhang Hongn“);line(); printf(“nn“); void end() /表示算法结束 printf(“n“); line(); printf(“n 页面置换算法结束,谢谢使用n“);line();
