存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)序號(hào)2實(shí)驗(yàn)日期2013.11.27實(shí)驗(yàn)人實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵??請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理是一種常用的虛擬存儲(chǔ)管理技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中頁(yè)面置換算法的模擬設(shè)計(jì)，了解虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)，掌握請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理的頁(yè)面置換算法。:、相關(guān)背景知識(shí)1?隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生辦法關(guān)于隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生辦法，Linux或UNIX系統(tǒng)提供函數(shù)srand()和rand(),分別進(jìn)行初始化和產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) .通過(guò)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)指令序列，共320條指令。指令的地址按下述原則生成：1. 50%的指令是順序執(zhí)行的；2. 25%的指令是均勻分布在前地址部分；3. 25%

2、的指令是均勻分布在后地址部分；具體的實(shí)施方法是：1 .在0,319的指令地址之間隨機(jī)選取一起點(diǎn)m;2 .順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為m+1的指令；3 .在前地址0,m+1中隨機(jī)選取一條指令并執(zhí)行，該指令的地址為m'4 .順序執(zhí)行一條指令，其地址為m'+1;5 .在后地址m'+2,319中隨機(jī)選取一條指令并執(zhí)行；6 .重復(fù)上述步驟15,直到執(zhí)行320次指令。(2)將指令序列變換成頁(yè)地址流，設(shè)1 .頁(yè)面大小為1K;2 .用戶內(nèi)存容量為4頁(yè)到32頁(yè)；3 .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

3、指令為第0頁(yè)(對(duì)應(yīng)虛存地址為0,9);第10條至第19條指令為第1頁(yè)(對(duì)應(yīng)虛存地址為10,19);第310條至第319條指令為第31頁(yè)(對(duì)應(yīng)虛存地址為310,319);按以上方式，用戶指令可以組成32頁(yè)。(3)計(jì)算并輸出下述各種算法在不司內(nèi)存容量下的命中率。1 .先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法(FIFO)2.最近最久未使用頁(yè)面淘汰法(LRU)命中率=1頁(yè)面失效次數(shù)/頁(yè)地址流長(zhǎng)度在本實(shí)驗(yàn)中，頁(yè)地址流長(zhǎng)度為320，頁(yè)面失效次數(shù)為每次訪問(wèn)相應(yīng)指令時(shí)，該指令對(duì)應(yīng)的頁(yè)不在內(nèi)存的次數(shù)。四、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與函數(shù)的說(shuō)明ty:頁(yè)地址流長(zhǎng)度。intd320:裝指令序列。intpage320:裝頁(yè)地址流。intp32:內(nèi)存頁(yè)面

4、。que:記錄缺頁(yè)次數(shù)。time32:記錄頁(yè)面距離上次被訪問(wèn)的時(shí)間。creat():對(duì)內(nèi)存頁(yè)面進(jìn)行初始化FIFO():先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法。LRU():最近最久未使用算法。srand(10*getpid():每次運(yùn)行時(shí)進(jìn)程號(hào)不同，用來(lái)作為初始化隨機(jī)數(shù)隊(duì)列的“種子IIOrand():可以生成0?RAND_MAX之間的一個(gè)隨機(jī)數(shù)。五、編譯與執(zhí)行過(guò)程截圖I文件編罡rODtlocalhost（B查看貍索線端幫助（旦）PAGE456?89ien141516*18192】222324巧26272829303132FIFO 9,512 0.519 0.5470.562 0.588 9.591 9.5946.

5、613 0.622 9.634 ft.6440.662 0.681 0.713 0.7190.7340.744 6.772 0.784 0,8996.822 9.825 0.834 6.8539.859 6.863 9.891 0.9009.990LRU9,5120.5120.544EL5訊0.5780.5949.6039.6220.6370.6560.6620.6620.6789.6080.7030.7250.7380.7560.7759.7070.8090.8349.8470.866&.S690.8780.8840.8910,900stNacalhostT#I六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析運(yùn)行

6、結(jié)果：FIFO算法與LRU算法的命中率相差不大，一般在0.03以內(nèi)，隨著內(nèi)存頁(yè)面的增加，命中率上升，4頁(yè)時(shí)一般在50%左右，32頁(yè)一般在90%左右。分析：FIFO算法是以先進(jìn)內(nèi)存先替換而LRU是以最久沒(méi)訪問(wèn)先替換，當(dāng)內(nèi)存中頁(yè)面數(shù)量增加時(shí)，訪問(wèn)的內(nèi)容在內(nèi)存的概率會(huì)越高。七、調(diào)試時(shí)遇到的問(wèn)題及解決方法（提供BUG截屏）Mrootf&locaIhost:-_ux文件(E)編楮(E)SS(YI搜毒(S)券潴藉助(H)(rootlocalhost#gccjxjc：5:l:等售："NULi/1走iL在包含白/u&rArc；ude/&tring.h:31的戈件中，從jCi4

7、：/usr/libZgcc/1586-redhat-linux/4.4t5/inclu(te/stddeT.h：4(je：1：*管:這是先而定時(shí)停詈jc:Ci2C：恬堀:PROCESS.H:沒(méi)有邙T文胃五日Troollccdthol*：#1解決：linux不支持頭文件PROCESS.H，但是使用srand()需要用該頭文件，于是用支持srand()的頭文件unistd.h替代PROCESS.H。解決后試調(diào)：rootNocalhostT#gccj.cj.c：5：l：告：-NULLUM定殳在包言自/usr/include/string.h:34的文件中,從j.c:4:/usr/lib/gcc/i6

8、86-redhat-linux/4r.4.5/include/stddef.h:40G:1:W5專：迄是先前定文roottatocalhostT#|八、調(diào)試后的程序源代碼#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#defineNULL10000constintty=320;intd320;指令序列intpage320;/頁(yè)地址流intp32;內(nèi)存頁(yè)面intque;缺頁(yè)次數(shù)inttime32;記錄頁(yè)面距離上次被訪問(wèn)的時(shí)間*初始化內(nèi)存頁(yè)面voidcre

9、at(intleng)leng為內(nèi)存頁(yè)面數(shù)量inti;que=0;for(i=0;i<leng;i+)pi=NULL;讓內(nèi)存頁(yè)面置空|timei=0;一*先進(jìn)先出算法voidFIFO(intleng)/leng為內(nèi)存頁(yè)面數(shù)量inti,j,k;intn;門(mén)為要被替換的頁(yè)面號(hào)，按0,1,2leng,0,1,2leng循環(huán)變化creat(leng);II初始化內(nèi)存頁(yè)面n=0;for(i=0;i<ty;i+)1k=0;for(j=0;j<leng;j+)f(pj=NULL)break;elseif(pj=pagei)II在內(nèi)存中有該頁(yè)k=1;break;if(k=0)que+;Pn=

10、pagei;n+;if(n=leng)n=0;printf("%-7.3ft”,1-(float)que/ty);/leng為內(nèi)存頁(yè)面數(shù)量/*最近最久未使用算法voidLRU(intleng)存time的最大值/t為要被訪問(wèn)的頁(yè)面號(hào) 初始化內(nèi)存頁(yè)面inti,j,k;inttmax;intt;creat(leng);for(i=0;i<ty;i+)Jk=0;voidmain()2020-4-19intm,i;srand(10*getpid();/用來(lái)作為初始化隨機(jī)數(shù)隊(duì)列的“種子”m=(int)(float)(ty-1)*(rand()/(RAND_MAX+1.0);選0-319中

11、一數(shù)for(i=0;i<ty;i+=4)/產(chǎn)生指令隊(duì)列di=m;任選一指令訪問(wèn)點(diǎn)mdi+1=di+1;順序執(zhí)行一條指令m+1di+2=(int)(float)di*(rand()/(RANDMAX+1.0);/*執(zhí)行前地址指令m',即選擇(0,m+1)之間的數(shù)*/di+3=di+2+1;順序執(zhí)行一條指令m=(int)(float)(ty-1)-di+2)*(rand()/(RAND_MAX+1.0)+di+2;力選(m'+2,319)之間數(shù)for(i=0;i<ty;i+)/將指令序列變換成頁(yè)地址流pagei=di/10;printf("PAGEtFIFOtLRUt'n");for(i=4;i<=32;i+)/內(nèi)存從4頁(yè)到32頁(yè)printf("%2dt",i);FIFO(i);LRU(i);printf("n");九、實(shí)驗(yàn)體會(huì)這一次實(shí)驗(yàn)是對(duì)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理