请求页式存储管理模拟实验源代码及实验报告

//请求页式存储管理模拟实验源代码及实验报告//自己写的，程序写得比较简单，只为方便学弟学妹们呵呵^ ^

//dlnu.

#include

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

int yemianliu[32]={0};//全局变量数组，地址流

int p; //全局变量p是一共有多少地址流

void chushihua()//初始化函数

{

int t;

srand(time(0));//随机产生指令序列

p=12+rand()%32;

cout<<"地址流序列：";

for(int i=0;i

{

t=1+rand()%9;

yemianliu[i]=t;//将随机产生的指令数存入页面流

cout<

}

cout<

}

void FIFO(int n) //FIFO算法，n是M的值

{

int i;

int q=p;

int e;

int queye=0;

int flag;

int fifo[32]={0};

while(q--)

{

flag=0;

e=q;

for(i=0;i

{

if(fifo[i]==yemianliu[q])

{

flag=1;

break;

}

}

if(flag==0)

{

int m=n-1;

int k=m;

while(m--)

{

fifo[k]=fifo[k-1];

k--;

}

fifo[0]=yemianliu[e];

queye++;

}

}

cout<<"M="<

void LRU(int n)//LRU算法

{

int i;

int q=p;

int e;

int queye=0;

int flag;

int flag1,;

int y;

int lru[32]={0};

while(q--)

{

flag=0;

e=q;

for(i=0;i

{

if(lru[i]==yemianliu[q])

{

flag=1;

flag1=i;

break;

}

}

if(flag==0)

{

int m=n-1;

int k=m;

while(m--)

{

lru[k]=lru[k-1];

k--;

}

lru[0]=yemianliu[e];

queye++;

}

else if(flag==1)

{

y=flag1;

while(y--)

{

lru[flag1]=lru[flag1-1];

flag1--;

}

lru[0]=yemianliu[e];

}

}

cout<<"M="<

void main()

{

chushihua();

for(int i=3;i<33;i++)

{

FIFO(i);

LRU(i);

}

}

报告：

××××大学

计算机科学与工程学院实验报告实验题目：请求页式存储管理模拟

课程名称：计算机操作系统

实验类型：□演示性□验证性□操作性□设计性□综合性专业：班级：姓名：学号：

实验日期：2012年5月24日实验地点：

实验学时：实验成绩：

指导教师签字：年月日

实验题目： (6)

实验要求： (6)

一、方案设计 (7)

1.技术方案： (7)

（1）先进先出法（First In First Out）： (7)

（2）最近最久未使用（Least Recently Used）： (7)

2.功能设计： (7)

（1）chushihua（）函数的功能： (7)

（2）FIFO（）的功能： (7)

（3）LRU（）的功能： (7)

二、结构设计 (7)

1、数据结构设计 (7)

2、程序结构设计 (7)

三、程序设计 (8)

1.FIFO（）函数流程图; (8)

2.LRU（）函数流程图： (9)

四、编码调试 (10)

主要问题及解决方法： (10)

五、实验总结 (10)

六、程序清单 (11)

源代码： (11)

运行结果： (14)

实验题目：

请求页式存储管理模拟

实验要求：

设计一个虚拟存储区和内存工作区，并使用下述算法计算访问命中率。

（1）先进先出的算法（FIFO）

（2）最近最久未用算法（LRU）

（3）最近最不经常使用算法（NUR）*（选做）（4）最佳淘汰算法（OPT）*（选做）

（5）最少访问页面算法（LFU）*（选做）

命中率=1-页面失效次数/页面地址流长度

程序设计中，首先用Srand()和Rand()函数定义和产生指令序列，然后将指令序列变换成相应的页地址流，针对不同的算法计算出相应的命中率。

一、方案设计

1.技术方案：

（1）先进先出法（First In First Out）：

该算法总是淘汰最先进入内存的页面，既选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。

在该算法的模拟过程中，每当页面需要被置换进入内存时，最先进入内存的内容们都依次向底移一位，需要访问的内容存入数组0号单元，即最顶部，这时缺页数加1；当不需要进行页面置换，即所需访问的内容在内存中时，不需要操作，继续读下一条指令。这样就实现了总是淘汰最先进入内存的页面，选择了在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。

（2）最近最久未使用（Least Recently Used）：

该算法将过去最长一段时间里不曾被使用的页面置换掉。

在该算法的模拟过程中，每当页面需要被置换进入内存时，最先进入内存的内容们都依次向底移一位，需要访问的内容存入数组0号单元，即最顶部，这时缺页数加1；当不需要进行页面置换，即所需访问的内容在内存中时，将要访问的指令移到内存顶部，其他指令依次向下移一位，这样就把最久不用的指令沉到了底部，有必要时淘汰，即实现了总是淘汰最近最久未使用的指令。

2.功能设计：

（1）chushihua（）函数的功能：

先由Srand()和Rand()函数定义和随机产生指令序列，然后将指令序列变换成相应的页地址流存入地址流数组里。

（2）FIFO（）的功能：

实现FIFO算法，淘汰最先进入内存的页面并根据缺页数算出命中率。

（3）LRU（）的功能：

实现LRU算法，淘汰最近最久未使用的页面并根据缺页数算出命中率。

二、结构设计

1、数据结构设计

本程序使用了三个一维数组：

yemianliu[]存放地址指令流序列；

fifo[]存放FIFO算法时的内存指令；

lru[]存放LRU算法时的内存指令。

2、程序结构设计

三、程序设计

1.FIFO（）函数流程图;

2.LRU（）函数流程图：

四、编码调试

主要问题及解决方法：

刚开始老师的例题看不懂，虽然知道FIFO和LRU的原理，但不知道从何下手。我觉得老师的那个例题太复杂了，如果我也写那么复杂程序肯定崩溃得一塌糊涂，所以我觉定按自己的理解写。我也搜了很多例题，但都和题目要求不太一样，老师的例题和网上的例题都用到了结构体数组，在内存的指令旁都附加了一个累加器，以访问次数和时间决定要淘汰的指令，而我是每访问一次后，按访问次数冒泡排序一次，这样最近被访问的就在数组的最顶上，最远被访问的在内存数组的最底部，没有用到循环队列，但也能实现功能。这次我没有用到结构体数组，也没有用到指针（有点遗憾），不过测试了好几组数据，结果都和我用笔算的一样。在编程中，因为定义的变量太多了，取名也有点混乱，弄得我很晕，刚开始一直崩溃，后来我把程序的运行过程一步步的cout出来和调试，终于发现了错误的地方。开始我一直用for()语句来控制循环，但是都找不到适合的让它结束循环的方法，后来才想到了可以用while(n--)来控制，效果还不错。还有就是第一次使用随机函数，有点陌生，上网查了些资料，终于会应用它了。这次试验大概就遇到了以上问题，都一一解决了，当然程序还是存在一些问题的，但是收获很多！

五、实验总结

通过本次实验，我对操作系统这门课程有了更进一步的认识和了解，通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法，了解虚拟储技术的特点。通过对页面、页表、地址转换和页面置换过程的模拟，加深对请求调页系统的原理和实现过程的理解，也知道了几种算法的效率，也验证了LRU算法的命中率平均的比FIFO算法的高。

在本次设计过程中，用到了许多C++的基本知识和操作系统的基本原理，是对平时所学知识的一次考验，尽管这些知识都学过，但运用到实际时，却不知从何下手，而且错误不断，往往为了找一个错误而花了大量的时间，这是专业知识掌握不够，缺乏实践动手能力的表现。在设计的过程中我们发现了许多自己的不足之处。

通过该实验，我收获了很多。我了解到编写程序不是首要任务，而是一种实现手段。我们最重要的是如何做好需求分析和理清思路，做出正确、简洁的流程设计，这样可以达到事半功倍的效果。

六、程序清单

源代码：

#inclu#include

de

#include

#include

#include

using namespace std;

int yemianliu[32]={0};//全局变量数组，地址流

int p; //全局变量p是一共有多少地址流void chushihua()//初始化函数

{

i nt t;

s rand(time(0));//随机产生指令序列

p=12+rand()%32;

c out<<"地址流序列：";

f or(int i=0;i

{

t=1+rand()%9;

yemianliu[i]=t;//将随机产生的指令数存入页面流

cout<

}

c out<

}

void FIFO(int n) //FIFO算法，n是M的值

{

i nt i;

i nt q=p;

i nt e;

i nt queye=0;

i nt flag;

i nt fifo[32]={0};

w hile(q--)

{

flag=0;

e=q;

for(i=0;i

{

if(fifo[i]==yemianliu[q])

{

flag=1;

break;

}

}

if(flag==0)

{

int m=n-1;

int k=m;

while(m--)

{

fifo[k]=fifo[k-1];

k--;

}

fifo[0]=yemianliu[e];

queye++;

}

}

c out<<"M="<

void LRU(int n)//LRU算法

{

i nt i;

i nt q=p;

i nt e;

i nt queye=0;

i nt flag;

i nt flag1,;

i nt y;

i nt lru[32]={0};

w hile(q--)

{

flag=0;

e=q;

for(i=0;i

{

if(lru[i]==yemianliu[q])

{

flag=1;

flag1=i;

break;

}

}

if(flag==0)

{

int m=n-1;

int k=m;

while(m--)

{

lru[k]=lru[k-1];

k--;

}

lru[0]=yemianliu[e];

queye++;

}

else if(flag==1)

{

y=flag1;

while(y--)

{

lru[flag1]=lru[flag1-1];

flag1--;

}

lru[0]=yemianliu[e];

}

}

c out<<"M="<

void main()

{

c hushihua();

f or(int i=3;i<33;i++)

{

FIFO(i);

LRU(i);

}

}

运行结果：