操作系統(tǒng)實驗2

1、北方工業(yè)大學實 驗 報 告 書學 生 姓 名 學 號 班 級 2011 2012 學年 第 一 學期計算機操作系統(tǒng)實驗報告實驗名稱 存儲管理實驗序號實驗二實驗日期2012-12-17實驗人高 雪一、實驗目的和要求 請求頁式存儲管理是一種常用的虛擬存儲管理技術。本實驗目的是通過請求頁式存儲管理中頁面置換算法的模擬設計，了解虛擬存儲技術的特點，掌握請求頁式存儲管理的頁面置換算法。二、相關背景知識 虛擬存儲技術：所謂虛擬存儲，就是把內(nèi)存與外存有機的結合起來使用，從而得到一個容量很大的“內(nèi)存”，這就稱之為虛擬存儲。 頁面置換算法：如果內(nèi)存空間已被裝滿而又要裝入新頁時，必須按某種算法將內(nèi)存中的一些頁淘汰

2、出去，以便于調(diào)入新頁，這個工作就是頁面置換。這個選擇淘汰頁的方法稱為頁面置換算法。如最佳值換算法，先進先出，LRU，簡單的Clock算法等等。 隨機數(shù)產(chǎn)生：Linux或UNIX系統(tǒng)提供函數(shù)srand()和rand()，分別進行初始化和產(chǎn)生隨機數(shù)。三、實驗內(nèi)容1：通過隨機數(shù)產(chǎn)生一個指令序列，共320條指令。指令的地址按下述原則生成：50%的指令是順序執(zhí)行的；25%的指令是均勻分布在前地址部分；25%的指令是均勻分布在后地址部分；具體的實施方法是：在0，319的指令地址之間隨機選取一起點m；順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為m+1的指令；在前地址0，m+1中隨機選取一條指令并執(zhí)行，該指令的地址為m；順

3、序執(zhí)行一條指令，其地址為m+1；在后地址m+2, 319中隨機選取一條指令并執(zhí)行；重復上述步驟15，直到執(zhí)行320次指令。2：將指令序列變換成頁地址流，設頁面大小為1K；用戶內(nèi)存容量為4頁到32頁；用戶虛存容量為32K。在用戶虛存中，按每K存放10條指令排列虛存地址，即320條指令在虛存中存放的方式為：第0條至第9條指令為第0頁（對應虛存地址為0，9）；第10條至第19條指令為第1頁（對應虛存地址為10，19）；第310條至第319條指令為第31頁（對應虛存地址為310，319）；按以上方式，用戶指令可以組成32頁。3：計算并輸出下述各種算法在不同內(nèi)存容量下的命中率。先進先出頁面淘汰算法（FI

4、FO）最近最久未使用頁面淘汰法（LRU）命中率=1 - 頁面失效次數(shù)/頁地址流長度在本實驗中，頁地址流長度為320，頁面失效次數(shù)為每次訪問相應指令時，該指令對應的頁不在內(nèi)存的次數(shù)。4、 關鍵數(shù)據(jù)結構與函數(shù)的說明void FIFO(int*);/FIFO頁面算法的函數(shù)void LRU(int*);/LRU 頁面算法的函數(shù)數(shù)組 zhiling320是用來存放320條指令的void main() 用來調(diào)度FIFO LRU函數(shù)，以及給320條指令初始化，并且給執(zhí)行過的指令改變數(shù)值作為標記五、編譯與執(zhí)行過程截圖六、實驗結果與分析七、調(diào)試時遇到的問題及解決方法（提供BUG截屏）八、調(diào)試后的程序源代碼#in

5、clude<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<time.h>void FIFO(int*);/FIFOvoid LRU(int*);/LRUvoid main()srand(unsigned)time(0);int zhiling320,n;int i,j,q=319,p,e,f,g;memset(zhiling,-1,sizeof(int)*320);p=0;i=320;while(i)again:dop=rand();while(p<0|p>318|p%2=1

6、|zhilingp!=-1|p=1);if(p=0) goto again;p+;g=0;for(j=0;j<p;j+)if(zhilingj=-1) g+;if(g=0) goto again;doe=rand();while(e<0|e>=p|e%2=1|zhilinge!=-1);e+;dof=rand();while(f<=e|f>319);zhilingp-1=p;zhilingp=e-1;zhilinge-1=e;zhilinge=f;g=0;for(j=0;j<320;j+)if(zhilingj=-1) g+;i=g;for(i=0;i<

7、;320;i+)printf("%d ",zhilingi);dodoprintf("算法：n1:FIFOn2:LRUn3:exitn");scanf("%d",&p);while(p!=1&&p!=2&&p!=3);if(p=1)FIFO(zhiling);if(p=2)LRU(zhiling);while(p!=3);void FIFO(int *c)int i,j,n,*m,a=0,b=0,f;float r;doprintf("請輸入用戶內(nèi)存頁數(shù)（4-32）n");s

8、canf("%d",&n);while(n<4|n>32);m=(int*)malloc(sizeof(int)*n);memset(m,-1,sizeof(int)*n);for(i=0;i<320;i+)f=0;for(j=0;j<n;j+)if(ci<=(mj+1)*10&&ci>=mj*10)f=1;if(f=0)a+;mb=ci/10;b+;if(b=n) b=0;r=1.0-(float)a)/320.0;printf("FIFO算法命中率為：%fn",r);free(m);void

9、 LRU(int *c)int i,j,n,*m,*t,f,k,miss=0;float r;doprintf("請輸入用戶內(nèi)存頁數(shù)（4-32）n");scanf("%d",&n);while(n<4|n>32);m=(int*)malloc(sizeof(int)*n);t=(int*)malloc(sizeof(int)*n);memset(m,-1,sizeof(int)*n);memset(t,0,sizeof(int)*n);for(i=0;i<320;i+)f=0;for(j=0;j<n;j+)if(ci<

10、;=(mj+1)*10&&ci>=mj*10)f=1;tj=-1;break;for(j=0;j<n;j+)tj+;if(f=0)miss+;k=0;for(j=0;j<n;j+)if(tj>tk)k=j;tk=0;mk=ci/10;r=1.0-(float)miss)/320.0;printf("LRU算法命中率為：%fn",r);free(m);free(t);九、實驗體會 這個實驗難度非常大。主要在于對實驗要求的理解，首先就是320條指令，這個代碼是通過數(shù)組對指令進行了模擬，初始全為-1，執(zhí)行過的擇復制給該指令跳轉到的下一條指令的數(shù)字。這樣做的目的，是為了后面的算法，在頁面中可以進行數(shù)字的判定，以判斷是否命中。這個第一個難點就是對于這320條指令的模擬，這段程序代碼的邏輯思維比較強，特別是對于細節(jié)的處理，五步一共執(zhí)行了4條指令，每條指令的范圍必須要確定好。第二個難點就在于對FIFO與LRU的理解，如果對于這2個調(diào)度算法的命中或不命中不能理解的話，是無法完成程序的。