操作系统-请求页式存储管理实验报告分析解析.doc

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1、操作系统实验三存储管理实验班级：学号：姓名：目录1.实验目的22.实验内容2(1)通过随机数产生一个指令序列，共320条指令2(2)将指令序列变换成为页地址流2(3)计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率23.随机数产生办法3环境说明34.程序设计说明34.1.全局变量34.2.随机指令序列的产生44.3.FIFO算法44.4.LRU算法44.5.OPT算法55.编程实现（源程序）：56.运行结果及分析116.1.运行（以某两次运行结果为例，列表如下：）116.2.Belady’sanomaly11111.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

2、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，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。2.实验内容(1)通过随机数产生一个指令序列，共320条指令指令的地址按下述原则生成：a)50%的指令是顺序执行的；b)25%的指令是均匀分布在前地址部分；c)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取一起点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

3、后地址[m¢+2，319]中随机选取一条指令并执行;f)重复上述步骤a)~f)，直到执行320次指令。(2)将指令序列变换成为页地址流设：a)页面大小为1K；b)用户内存容量为4页到32页；c)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，用户指令可以组成32页。(3)计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的

4、命中率a)先进先出的算法（FIFO）；b)最近最少使用算法（LRU）；c)最佳淘汰算法（OPT）；11命中率=1-页面失效次数/页地址流长度在本实验中，页地址流长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。1.随机数产生办法关于随机数产生办法，可以采用操作系统提供的函数，如Linux或UNIX系统提供函数srand()和rand()，分别进行初始化和产生随机数。例如：srand();语句可以初始化一个随机数；a[0]=10*rand()/32767*319+1;a[1]=10*rand()/32767*a[0];…语句可以用来产生a[0]与

5、a[1]中的随机数。环境说明此实验采用的是Win7下Code::blocks10.05编译器编程。此word实验文档中采用notepad++的语法高亮。2.程序设计说明2.1.全局变量constintmaxn=320;//序列个数constintmax=maxn+20;//数组大小constintmaxp=max/10;//最大页数intinst[max];//指令序列intpage[max];//页地址流intsize;//内存能容纳的页数boolin[maxp];//该页是否在内存里，提高效率intpin[maxp];//现在在内存里的页其中in[]数组是为了方便直接判

6、断该页是否在内存里，而不用遍历内存里所有页来判断。fault_n用来记录缺页次数。111.1.随机指令序列的产生按照实验要求的写了，但是由于没有考虑细节，开始时出了点问题。（1）当m=319时，我们顺序执行m+1会产生第32页的页地址，从而使页地址没能按要求限制在[0,31]之间。解决方法：采用循环模加来避免超出范围。（2）但是这样之后有可能出现模0的问题。所以我索性将等于0的模数都赋值为160.最后的程序如下。voidproduce_inst(){intm,n;intnum=0;while(num

7、%maxn;if(num==maxn)break;m=(m+2)%maxn;if(m==0)m=160;n=rand()%m;inst[num++]=(n+1)%maxn;if(num==maxn)break;n=(n+2)%maxn;m=maxn-n;if(m==0)m=160;m=rand()%m+n;inst[num++]=m;}}1.2.FIFO算法定义变量ptr。一开始先预调页填满内存。在这一部分，ptr指向下一个要存放的位置。之后继续执行剩下的指令。此时，ptr表示队列最前面的位置，即最先进来的位置，也