實(shí)驗(yàn)2存儲(chǔ)管理

1、操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告1 西華大學(xué)計(jì)算機(jī)系上機(jī)實(shí)踐報(bào)告一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過編寫和調(diào)試存儲(chǔ)管理的模擬程序以加深對(duì)存儲(chǔ)管理方案的理解；2、熟悉虛存管理的各種頁面淘汰算法。3、通過編寫和調(diào)試地址轉(zhuǎn)換過程的模擬程序以加強(qiáng)對(duì)地址轉(zhuǎn)換過程的了解。二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與設(shè)計(jì)思想上機(jī)實(shí)踐內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)請(qǐng)求頁式存儲(chǔ)管理方案。并編寫模擬程序?qū)崿F(xiàn)之。產(chǎn)生一個(gè)需要訪問的指令地址流。它是一系列需要訪問的指令的地址。為不失一般性，你可以適當(dāng)?shù)?（用人工指定地方法或用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器）生成這個(gè)序列，使得50的指令是順序執(zhí)行的。 25的指令均勻地散布在前地址部分，25的地址是均勻地散布在后地址部分。為簡單起見。頁面淘汰算法采用fi

2、fo 頁面淘汰算法，并且在淘汰一頁時(shí)，只將該頁在頁表中抹去。而不再判斷它是否被改寫過，也不將它寫回到輔存。設(shè)計(jì)思路：產(chǎn)生一個(gè)需要訪問的指令地址流；指令合適的頁面尺寸（例如以 1k 或 2k為 1 頁）；指定內(nèi)存頁表的最大長度，并對(duì)頁表進(jìn)行初始化；每訪問一個(gè)地址時(shí)，首先要計(jì)算該地址所在的頁的頁號(hào)，然后查頁表，判斷該頁是否在主存如果該頁已在主存，則打印頁表情況； 如果該頁不在主存且頁表未滿，則調(diào)入一頁并打印頁表情況；如果該頁不在主存且頁表已滿，則按fifo頁面淘汰算法淘汰一頁后調(diào)入所需的頁，打印頁表情況；逐個(gè)地址訪問，直到所有地址訪問完畢。存儲(chǔ)管理算法的流程圖如下: 操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告2 圖

3、 1 fifo 頁面置換算法流程圖三. 使用環(huán)境windows 8 , vs2012 四. 核心代碼及調(diào)試過程addpage函數(shù)組要完成向頁表中加入頁，當(dāng)頁表未滿時(shí)，直接將該頁加入頁表；若頁表已經(jīng)裝滿則淘汰最先進(jìn)入的頁面然后加入該頁void addpage(page pa) if (isfull() cout 淘汰 p0.num 頁 加入 pa.num 頁n; for (int i = 0; i page_table_size - 1; i+) 開始結(jié)束操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告3 pi = pi + 1; ppage_table_size - 1 = pa; else plength = pa

4、; length+; cout 加入 pa.num 頁n; 模仿 cpu 逐條訪問指令流，若指令地址所在頁的頁號(hào)大于總頁數(shù)則發(fā)生越界中斷；若指令地址所在頁的頁號(hào)在頁表中則輸出頁表信息；若指令地址所在頁的頁號(hào)不在頁表中，則發(fā)生缺頁中斷然后向頁表中加入該頁再輸出頁表信息； for (size_t i = 0; i read_size; i+) /計(jì)算頁號(hào) n int pagenum = readi/page_size ; cout 訪問 pagenum =all / page_size) cout 越界中斷 n; continue; if (pt.isinpagetable(pagenum) ;

5、else cout 缺頁中斷 n; pt.addpage(allpagepagenum); 操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告4 圖 1：直接訪問存在頁表中的頁和頁表未滿直接加入頁表圖 2：頁表已經(jīng)滿淘汰舊頁面加入新頁五. 總結(jié)fifo算法通過維護(hù)一個(gè)頁面的鏈表來記錄它們裝入內(nèi)存的順序。淘汰的是最老的頁面，但是該頁面可能仍在使用，因此fifo算法不是一個(gè)好的選擇。fifo算法理論上很簡單，但是實(shí)際實(shí)現(xiàn)起來還是很有難度的，如果最開始的時(shí)候沒有考慮好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 要那些數(shù)據(jù)。 用什么樣的方式來組織， 后來的麻煩會(huì)有很多。還有就是語言本身的的特點(diǎn)，如數(shù)據(jù)的初始化，內(nèi)存的管理。六. 附錄完整代碼：#include

6、 操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告5 using namespace std; #define all 100000 /總共有好多指令#define page_size 1024 /頁面尺寸為 1k #define page_table_size 10 /頁表可以裝 20 個(gè)頁面#define read_size 100 /訪問地址流個(gè)數(shù)class page public : int num; /頁號(hào)int wlnum;/ 物理塊號(hào)page() page(int n, int m) num = n; wlnum = m; ; class pagetable private: int length; /

7、頁表長度public: page ppage_table_size; pagetable() /p = new pagepage_table_size; length = 0; 操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告6 void addpage(page pa) if (isfull() cout 淘汰 p0.num 頁 加入 pa.num 頁n; for (int i = 0; i page_table_size - 1; i+) pi = pi + 1; ppage_table_size - 1 = pa; else plength = pa; length+; cout 加入 pa.num 頁n; b

8、ool isfull() if (length page_table_size) return false; else return true; bool isinpagetable(int num) for (int i = 0; i length; i+) if (pi.num = num) return true; return false; void printtable() for (int i = 0; i length; i+) 操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告7 cout 頁號(hào)： pi.num t 物理塊號(hào) pi.wlnum endl; ; void main() /外存 中 所以的頁

9、面page allpageall/page_size; /初始化 所有頁面for (int i = 0; i all / page_size; i+) allpagei.num = i; allpagei.wlnum = 1024 * i; pagetable pt; /*模擬 cpu 運(yùn)行*/ /創(chuàng)建 訪問指令流int readread_size; for (int i = 0; i read_size; i+) if (i read_size / 4 & i3 * read_size / 4) readi = readi - 1 + 1; else readi = rand() % 40000; /開始逐條進(jìn)行訪問for (size_t i = 0; i read_size; i+) 操作系統(tǒng)原理上機(jī)實(shí)踐報(bào)告8 /計(jì)算頁號(hào) n int pagenum = readi/page_size ; cout 訪問 pagenum =all / page_size) cout 越界中斷 n;