模擬請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷-并用先進(jìn)先出調(diào)度算法(FIFO)處理缺頁(yè)中斷

實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱操作系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)名稱虛擬頁(yè)式管理姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)日期成績(jī)指導(dǎo)教師趙安科〔=1\*GB3①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2\*GB3②實(shí)驗(yàn)原理=3\*GB3③主要儀器設(shè)備=4\*GB3④實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟=5\*GB3⑤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理=6\*GB3⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析=7\*GB3⑦問(wèn)題建議〕實(shí)驗(yàn)二模擬請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷，并用先進(jìn)先出調(diào)度算法〔FIFO〕處理缺頁(yè)中斷1．內(nèi)容：模擬請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷處理2．思想：裝入新頁(yè)置換舊頁(yè)時(shí)，假設(shè)舊頁(yè)在執(zhí)行中沒(méi)有被修改正，那么不必將該頁(yè)重寫磁盤。因此，頁(yè)表中增加是否修改正的標(biāo)志，執(zhí)行“存”指令和“寫”指令時(shí)將對(duì)應(yīng)的修改標(biāo)志置成“1”表示修改正，否那么為“0”表示未修改正。頁(yè)表格式如下：頁(yè)號(hào)標(biāo)志頁(yè)架號(hào)修改標(biāo)志在磁盤上位置3．要求及方法：①設(shè)計(jì)一個(gè)地址轉(zhuǎn)換程序來(lái)模擬硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷。當(dāng)訪問(wèn)的頁(yè)在主存時(shí)那么形成絕對(duì)地址，但不去模擬指令的執(zhí)行，可以輸出轉(zhuǎn)換后的絕對(duì)地址來(lái)表示一條指令已執(zhí)行完成。當(dāng)訪問(wèn)的頁(yè)不在主存中時(shí)，那么輸出“*頁(yè)號(hào)”來(lái)表示硬件產(chǎn)生了一次缺頁(yè)中斷。模擬地址轉(zhuǎn)換流程見(jiàn)圖1。②編制一個(gè)FIFO頁(yè)面調(diào)度程序；FIFO頁(yè)面調(diào)度算法總是先調(diào)出作業(yè)中最先進(jìn)入主存中的哪一頁(yè)。因此可以用一個(gè)數(shù)組來(lái)表示〔或構(gòu)成〕頁(yè)號(hào)隊(duì)列。數(shù)組中每個(gè)元素是該作業(yè)已在主存中的頁(yè)面號(hào)，假定分配給作業(yè)的頁(yè)架數(shù)為m，且該作業(yè)開(kāi)始的m頁(yè)已裝入主存，那么數(shù)組可由m個(gè)元素構(gòu)成。P[0]，P[1]，P[2]，…，P[m-1]它們的初值為P[0]：=0，P[1]：=1，P[2]：=2，…，P[m-1]：=m-1用一指針K指示當(dāng)要調(diào)入新頁(yè)時(shí)應(yīng)調(diào)出的頁(yè)在數(shù)組中的位置，K的初值為“0”，當(dāng)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷后，操作系統(tǒng)總是選擇P[K]所指出的頁(yè)面調(diào)出，然后執(zhí)行：P[K]：=要裝入的新頁(yè)頁(yè)號(hào)K：=(k+1)modm在實(shí)驗(yàn)中不必實(shí)際地啟動(dòng)磁盤執(zhí)行調(diào)出一頁(yè)和裝入一頁(yè)的工作，而用輸出“OUT調(diào)出的頁(yè)號(hào)”和“IN要裝入的新頁(yè)頁(yè)號(hào)”來(lái)模擬一次調(diào)出和裝入過(guò)程，模擬程序的流程圖見(jiàn)附圖1。按流程控制過(guò)程如下：提示：輸入指令的頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移和是否存指令，假設(shè)d為-1那么結(jié)束，否那么進(jìn)入流程控制過(guò)程，得P1和d，查表在主存時(shí)，絕對(duì)地址=P1×1024+d③假定主存中頁(yè)架大小為1024個(gè)字節(jié)，現(xiàn)有一個(gè)共7頁(yè)的作業(yè)，其副本已在磁盤上。系統(tǒng)為該作業(yè)分配了4個(gè)頁(yè)架，且該作業(yè)的第0頁(yè)至第3頁(yè)已裝入內(nèi)存，其余3頁(yè)未裝入主存，該作業(yè)的頁(yè)表如下：頁(yè)號(hào)標(biāo)志頁(yè)架號(hào)修改標(biāo)志在磁盤上位置0150011118001221900133110021400022500023600121如果該作業(yè)依次執(zhí)行的指令序列如下表所示：操作頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)地址操作頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)地址+0070移位4053+1050+5023×2015存1037存3021取2078取0056+4001－6040存6084依次執(zhí)行上述指令調(diào)試你所設(shè)計(jì)的程序〔僅模擬指令的執(zhí)行，不考慮序列中具體操作的執(zhí)行〕。④為進(jìn)一步考察程序的執(zhí)行，可自行確定假設(shè)干組指令，運(yùn)行程序，核對(duì)執(zhí)行結(jié)果。4．書(shū)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告：①實(shí)驗(yàn)題目；②程序中所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及說(shuō)明；③源程序并附上必要的說(shuō)明；④按照指令的執(zhí)行序列，打印輸出結(jié)果：絕對(duì)地址或調(diào)出、調(diào)入的頁(yè)號(hào)。圖1模擬算法流程代碼：#include<iostream>#include<iomanip>#include<list>usingnamespacestd;charuseSign[12][5]={{'+'},{'-'},{'*'},{"存"},{"取"},{'-'},{"移位"},{'+'},{"存"},{"取"},{'+'},{"存"}};intPageAddress[12]={70,50,15,21,56,40,53,23,37,78,01,84};intPageNum[12]={0,1,2,3,0,6,4,5,1,2,4,6};intS_Station;intpPageNum[7];//頁(yè)號(hào)pPageintpSign[7];intpStool[7];//頁(yè)架號(hào)intpModify[7];//修改標(biāo)志intpStation[7];//磁盤位置staticintz=0;voidStore(){for(inti=0;i<7;i++){if(i<4){pSign[i]=1;}elsepSign[i]=0;pPageNum[i]=i;pModify[i]=0;}intp1=1,p2=2,p3=3;for(i=0;i<7;i++){if(i<3){pStation[i]=p1;p1++;}elseif(i<6){pStation[i]=p2;p2++;}elsepStation[i]=p3;}pStool[0]=5;pStool[1]=8;pStool[2]=9;pStool[3]=1;}voidCShow(){cout<<"操作";cout<<"頁(yè)號(hào)";cout<<"頁(yè)內(nèi)地址";cout<<"標(biāo)志";cout<<"絕對(duì)地址";cout<<"修改頁(yè)號(hào)";cout<<"頁(yè)架號(hào)";cout<<"絕對(duì)地址";cout<<endl;}voidFind(){intm_Pagenum;intm_Station;intY_Station;//絕對(duì)地址intm_Stool;cout<<"輸入頁(yè)號(hào)及頁(yè)內(nèi)地址查詢操作：";cin>>m_Pagenum>>m_Station;CShow();inti,j=0;//stringm_Modify;for(i=0;i<12;i++){if(PageAddress[i]==m_Station){break;}}Y_Station=pStool[m_Pagenum]*1024+m_Station;if(pSign[m_Pagenum]==1){if(strcpy(useSign[i],"存")!=0){pModify[m_Pagenum]=1;}}cout<<useSign[i]<<"";cout<<m_Pagenum<<"";cout<<m_Station<<"";cout<<pSign[m_Pagenum]<<"";if(Y_Station!=m_Station){cout<<Y_Station<<"";cout<<"";cout<<pStool[m_Pagenum]<<"";cout<<Y_Station<<endl;}else{cout<<"*"<<m_Pagenum<<"";for(j=z;j<7;j++){if(pSign[j]==1){z++;break;}}cout<<m_Pagenum<<"->"<<j<<"";pStool[m_Pagenum]=pStool[j];pSign[j]=0;pStool[j]=0;cout<<pStool[m_Pagenum]<<"";cout<<pStool[m_Pagenum]*1024+m_Station<<endl;}}intmain(void){Store();charjudge='Y';while(judge=='Y'){Find();cout<<"是否繼續(xù)輸入？Y=