页式存储管理实验报告

页式存储管理

一、实验目的：

掌握分页式存储管理的基本概念和实现方法。要求编写一个模拟的分页式管理程序，并能对分页式存储的页面置换算法进行编写和计算各个算法的缺页率。

二、程序设计：

首先创建页面链指针数据结构，并设计页面映像表，采用数组的方法给定页面映像。申请缓冲区，将一个进程的逻辑地址空间划分成若干个大小相等的部分，每一部分称做页面或页。每页都有一个编号，叫做页号，页号从0开始依次编排，如0，1，2……。设置等大小的内存块。初始状态：将数据文件的第一个页面装入到该缓冲区的第0块。

设计页面置换算法，这里分别采用最佳页面置换算法OPT和最近最久未使用置换算法LRU,并分别计算它们的缺页率，以比较它们的优劣。

三、算法说明：

执行程序时，当主存没有可用页面时，为了选择淘汰主存中的哪一页面，腾出1个空闲块以便存放新调入的页面。淘汰哪个页面的首要问题是选择何种置换算法。该程序采用人工的方法选择，依置换策略选择一个可置换的页，并计算它们的缺页率以便比较。

/*分页式管理实验-源程序*/

#include"stdio.h"

#define N 16

#define num 5 /*进程分配物理块数目*/

int A[N]={1,2,3,4,5,6,7,8,5,2,3,2,7,8,1,4}; /*页表映像*/

typedef struct page

{ int address; /*页面地址*/

struct page *next;

}page;

struct page *head,*run,*rear;

void jccreat() /*进程分配物理块*/

{ int i=1;

page *p,*q;

head=(page *)malloc(sizeof(page)); p=head;

for(i=1;i<=num;i++) { q=(page *)malloc(sizeof(page));

p->next=q; q->address=0; q->next=NULL; p=q; }

rear=p;}int search(int n){

page *p;

int i=0;

p=head;

while(p->next)

{

if(p->next->address==n)

{

printf("Get it at the page %d\n",i+1);

run=p;

return 1;}

p=p->next;

}

return 0;

}

void changeOPT(int n,int position)

{

int i;

int total=0;

int flag=1;

int distance[num];

int MAX;

int order=0;

page *p,*q;

p=head->next;

q=head->next;

for(i=0;i

distance[i]=100;

i=0;

while(p)

{

if(p->address==0)

{flag=0;

break;}

p=p->next;

i++;

}

if(!flag)

{p->address=n;

printf("Change the page %d\n",i+1);

}

else

{

while(q)

{

for(i=position;i

{if(q->address==A[i])

distance[total]=i-position;}

total++;

q=q->next;

}

MAX=distance[0];

for(i=0;i

{

if(distance[i]>MAX)

MAX=distance[i];

order=i;

}

}

printf("Change the page %d\n",order+1);

i=0;

while(p)

{

if(i==order)

p->address=n;

i++;

p=p->next;

}

}

}

void changeLRU(int n)

{

int i=0;

int flag=1;

page *p,*delect;

p=head->next;

while(p)

{

if(p->address==0)

{flag=0;

p->address=n;

printf("Change the page %d\n",i+1);

break;}

p=p->next;

i++;

}

if(flag)

{

delect=head->next;

head->next=delect->next;

printf("Delect from the head, and add new to the end.\n");

delect->address=n;

rear->next=delect;

rear=delect;

rear->next=NULL;

}

}

float OPT()

int i;

int lose=0;

float losef;

float percent;

for(i=0;i

{

if(search(A[i])==0)

{

lose++;

changeOPT(A[i],i);

}

}

losef=lose;

percent=1-(losef/N);

return percent;

}

float LRU()

{

int i;

int lose=0;

float losef;

float percent;

page *p;

for(i=0;i

{

if(search(A[i])==0)

{

lose++;

changeLRU(A[i]);

}

else

{

p=run->next;

run->next=p->next;

rear->next=p;

rear=p;

rear->next=NULL;

printf("Move it to end of queue.\n");

}

}

losef=lose;

percent=1-(losef/N);

return percent;

main() /*主函数部分*/

{float percent;

int choice;

printf("Select the arithmetic:\n(1)OPT\n(2)LRU\nyour choice is:"); scanf("%d",&choice);/*选择页面置换算法*/

jccreat(); /*创建进程*/

if(choice==1) /*采用OPT算法置换*/

{percent=OPT(); /*计算OPT时的缺页率*/

printf("The percent of OPT is %f",percent);}

else if(choice==2) /*采用LRU算法置换*/

{percent=LRU(); /*计算LRU时的缺页率*/

printf("The percent of OPT is %f",percent);}

else printf("Your choice is invalid.");

getch();

}

四．运行结果:

最佳（Optimal）置换算法：

最近最久未使用(LRU)置换算法：

五、心得体会

掌握分页式存储管理的基本概念和实现方法。要求编写一个模拟的分页式管理程序，并

能对分页式存储的页面置换算法进行编写和计算各个算法的缺页率