模拟请求页式管理
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一、设计目的 .......................................................... 错误!未定义书签。
二、设计内容 .......................................................... 错误!未定义书签。
三、设计原理 .......................................................... 错误!未定义书签。
四、算法实现 .......................................................... 错误!未定义书签。
五、流程图 .............................................................. 错误!未定义书签。
六、源程序 .............................................................. 错误!未定义书签。
七、运行示例及结果分析....................................... 错误!未定义书签。
八、心得体会 .......................................................... 错误!未定义书签。
九、参考资料 .......................................................... 错误!未定义书签。
模拟请求页式管理
一、设计目的
1.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，了解虚拟存储技术的特点。
2.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是实验过程的理解。
3.掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程，并比较它们的效率。
二、设计内容
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：
①50% 的指令是顺序执行的；
②25% 的指令是均匀分布在前地址部分；
③25% 的指令是均匀分布在后地址部分。
具体的实施方法是：
①在[0,319] 的指令地址之间随机选取一起点m；
②顺序执行一条指令；
③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′；
④顺序执行一条指令，其地址为m′+1；
⑤在后地址[m′+2,319] 中随机选取一条指令并执行；
⑥重复上述步骤②~ ⑤，直到执行320 次指令。
将指令序列变换成为页地址流
设：①页面大小为1K；
②用户内存容量为 4 页到32 页；
③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，用户指令可组成32 页。
计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。
先进先出的算法(FIFO)；最近最久未使用算法(LRU)；
最佳访问算法（OPT）；
三、设计原理
㈠FIFO页面置换算法
⑴原理简述
①在分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时，当然是最先运行的AP个页面放入内存。
②这时有需要处理新的页面，则将原来内存中的AP个页面最先进入的调出(是以称为FIFO)，然后将新页面放入。
③以后如果再有新页面需要调入，则都按⑵的规则进行。
算法特点：所使用的内存页面构成一个队列。
㈡LRU页面置换算法
⑴原理算述
①当分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时，当然是把最先执行的AP个页面放入内存。
②当需要调页面进入内存，而当前分配的内存页面全部不空闲时，选择将其中最长时间没有用到的那个页面调出，以空出内存来放置新调入的页面(称为LRU)。算法特点：每个页面都有属性来表示有多长时间未被CPU使用的信息。
LRU算法的硬件支持
把LRU算法作为页面置换算法是比较好的，它对于各种类型的程序都能适用，但实现起来有相当大的难度，因为它要求系统具有较多的支持硬件。
所要解决的问题有：
1.一个进程在内存中的各个页面各有多久时间未被进程访问；
2.如何快速地知道哪一页最近最久未使用的页面。为此，须利用以下两
类支持硬件：
（1）寄存器
用于记录某进程在内存中各页的使用情况。
（2）栈
可利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。每当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中移出，将它压入栈顶。
四、算法实现
A.命中率=1-页面失效次数/页地址流长度
B.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。
C.关于随机数产生方法，采用TC系统提供函数RAND()和RANDOMIZE()来产生。
国科学院南京土壤研究所西沙群岛专案组．我国西沙群岛的土壤和鸟粪矿．北京：科学出版社，1977
[2].傅承义,陈运泰,祁贵中．地球物理学基础．北京：科学出版社，1985．477
[3].华罗庚，王元．论一致分布与近似分析：数论方法（Ⅰ）．中国科学，1973(4)：339～357
[4].赵均宇．略论辛亥革命前后的章太炎．光明日报，1977 03-24(4)
请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟
请求页式存储管理中常用页 面置换算法模拟 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
信息工程学院实验报告 课程名称：操作系统Array 实验项目名称：请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟实验时间： 班级姓名：学号： 一、实验目的: 1.了解内存分页管理策略 2.掌握调页策略 3.掌握一般常用的调度算法 4.学会各种存储分配算法的实现方法。 5.了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。 二、实验环境: PC机、windows2000 操作系统、VC++6.0 三、实验要求： 本实验要求4学时完成。 1.采用页式分配存储方案，通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣，同时 也考虑页面大小及内存实际容量对命中率的影响； 2.实现OPT 算法 (最优置换算法)、LRU 算法 (Least Recently)、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模拟； 3.会使用某种编程语言。 实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告，按时上交。 四、实验内容和步骤： 1.编写程序，实现请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。要求屏幕 显示LRU算法的性能分析表、缺页中断次数以及缺页率。 2.在上机环境中输入程序，调试，编译。 3.设计输入数据，写出程序的执行结果。 4.根据具体实验要求，填写好实验报告。 五、实验结果及分析： 实验结果截图如下：
利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中移出，将它压入栈顶。因此，栈顶始终是最新被访问页面的编号，栈底是最 近最久未被使用的页面号。 当访问第5个数据“5”时发生了缺页，此时1是最近最久未被访问的页，应将它置换出去。同理可得，调入队列为：1 2 3 4 5 6 7 1 3 2 0 5，缺页次数为12次，缺页率为80%。 六、实验心得： 本次实验实现了对请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。通过实验，我对内存分页管理策略有了更多的了解。 最近最久未使用（LRU）置换算法的替换规则：是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间，当需淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进行淘汰。 最佳置换算法的替换规则：其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。 先进先出(FIFO)页面置换算法的替换规则：该算法总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面。 三种替换算法的命中率由高到底排列OPT>LRU>FIFO。 本次的程序是在网上查找的相关代码然后自己进行修改，先自己仔细地研读了这段代码，在这过程中我对C++代码编写有了更深的了解。总之，本次实验使我明白要学会把课堂上的理论应用到实际操作中。我需要在今后熟练掌握课堂上的理论基础，只有坚实的基础，才能在实际操作中更得心应手。
操作系统-页式虚拟存储管理程序模拟
实验3：页式虚拟存储管理程序模拟 实验目的：编写程序来模拟计算机的两种调度方式： （1）先进先出算法 （2）最近最少使用算法 程序设计 FIFO页面置换算法 1在分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时，当然是最先运行的AP个页面放入内存。2这时有需要处理新的页面，则将原来内存中的AP个页面最先进入的调出(是以称为FIFO)，然后将新页面放入。 3以后如果再有新页面需要调入，则都按2的规则进行。 算法特点：所使用的内存页面构成一个队列。 LRU页面置换算法
1当分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时，当然是把最先执行的AP个页面放入内存。2当需要调页面进入内存，而当前分配的内存页面全部不空闲时，选择将其中最长时间没有用到的那个页面调出，以空出内存来放置新调入的页面(称为LRU)。 算法特点：每个页面都有属性来表示有多长时间未被CPU使用的信息。 结果分析
#include 操作系统-页式虚拟存储管理程序模拟 FIFO页面置换算法 1在分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时，当然是最先运行的AP个页面放入内存。 2这时有需要处理新的页面，则将原来内存中的AP个页面最先进入的调出(是以称为FIFO)，然后将新页面放入。 3以后如果再有新页面需要调入，则都按2的规则进行。 算法特点：所使用的内存页面构成一个队列。LRU页面置换算法 1当分配内存页面数(AP)小于进程页面数(PP)时，当然是把最先执行的AP个页面放入内存。2当需要调页面进入内存，而当前分配的内存页面全部不空闲时，选择将其中最长时间没有用到的那个页面调出，以空出内存来放置新调入的页面(称为LRU)。 算法特点：每个页面都有属性来表示有多长时间未被CPU使用的信息。 结果分析 #include 内存的存储管理段式和页式管理的区别 页和分段系统有许多相似之处，但在概念上两者完全不同，主要表现在： 1、页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。 段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。 2、页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，因而一个系统只能有一种大小的页面。 段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编辑程序在对源程序进行编辑时，根据信息的性质来划分。 3、分页的作业地址空间是维一的，即单一的线性空间，程序员只须利用一个记忆符，即可表示一地址。 分段的作业地址空间是二维的，程序员在标识一个地址时，既需给出段名，又需给出段内地址。 参考资料：/ctsn/os/skja4.htm 添加评论 炎炎1981|2009-08-2618:28:33 有0人认为这个回答不错|有0人认为这个回答没有帮助 一页式管理 1页式管理的基本原理将各进程的虚拟空间划分成若干个长度相等的页(page)，页式管理把内存空间按页的大小划分成片或者页面（pageframe），然后把页式虚拟地址与内存地址建立一一对应页表，并用相应的硬件地址变换机构，来解决离散地址变换问题。页式管理采用请求调页或预调页技术实现了内外存存储器的统一管理。 它分为 1静态页式管理。静态分页管理的第一步是为要求内存的作业或进程分配足够的页面。系统通过存储页面表、请求表以及页表来完成内存的分配工作。静态页式管理解决了分区管理时的碎片问题。但是，由于静态页式管理要求进程或作业在执行前全部装入内存，如果可用页面数小于用户要求时，该作业或进程只好等待。而且作业和进程的大小仍受内存可用页面数的限制。 2动态页式管理。动态页式管理是在静态页式管理的基础上发展起来的。它分为请求页式管理和预调入页式管理。 优点：没有外碎片，每个内碎片不超过页大小。一个程序不必连续存放。便于改变程序占用空间的大小（主要指随着程序运行而动态生成的数据增多，要求地址空间相应增长，通常由系统调用完成而不是操作系统自动完成）。 缺点：程序全部装入内存。 要求有相应的硬件支持。例如地址变换机构，缺页中断的产生和选择淘汰页面等都要求有相应的硬件支持。这增加了机器成本。增加了系统开销，例如缺页中断处理机，请求调页的算法如选择不当，有可能产生抖动现象。虽然消除了碎片，但每个作业或进程的最后一页内总有一部分空间得不到利用果页面较大，则这一部分的损失仍然较大。 二段式管理的基本思想 把程序按内容或过程（函数）关系分成段，每段有自己的名字。一个用户作 do_init(){ int i,j; srand(time(NULL)); for(i=0; i 实验报告 课程：操作系统班级：姓名：学号： 成绩：指导教师：实验日期： 实验密级：预习程度：实验时间： 仪器组次：必修/选修：实验序号： 实验名称：访问实验二请求页式管理中的置换算法 实验目的与要求： １．采用FIFO（先进先出）置换算法，发生缺页中断时，给出相应的字地址及页号，计算缺页中断率。 ２．采用LFU（最不经常使用）置换算法，发生缺页中断时，给出相应的字地址及页号，计算缺页中断率。 实验仪器： 一、实验内容 １．假设有一个用户进程P的地址空间为n（n=60）页，系统已在内存中给该进程分配有m（m 湖南科技学院计算机与信息科学系 实验报告 实验名称请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟 课程名称计算机操作系统所属系部班级计科0902 时间2011年12 月8 日第9、10 节地点E305 姓名王校君学号200908001230 成绩 本组成员（一人一组） 一、实验要求 1、上机前认真阅读实验内容，并编好程序； 2、上机实验后，请列出实验数据，写出实验结果； 3、完成实验报告后交任课教师。 二、实验目的 页式虚拟存储器实现的一个难点是设计页面调度（置换）算法，即将新页面调入内存时，如果内存中所有的物理页都已经分配出去，就要按某种策略来废弃某个页面，将其所占据的物理页释放出来，供新页面使用。本实验的目的是通过编程实现几种常见的页面调度（置换）算法，加深读者对页面思想的理解。三、实验环境 每人一台电脑，在下实现。 四、实验内容 （1）设计程序实现以上三种页面调度算法，要求： ①.可以选择页面调度算法类型； ②.可以为进程设置分到物理页的数目，设置进程的页面引用情况，可以从键盘输入页面序列，也可从文件中读取； ③.随时计算当前的页面调度次数的缺页中断率； ④.使用敲键盘或响应WM-TIMER的形式模仿时间的流逝； ⑤.以直观的的形式将程序的执行情况显示在计算机屏幕上； ⑥.存盘及读盘功能，可以随时将数据存入磁盘文件，供以后重复实验时使用。（2）假定进程分配到3个物理块，对于下面的页面引用序列： 7-0-1-2-0-3-0-4-2-3-0-3-2-1-2-0-1-7-0-1 请分别用先进和先出调度算法，最近最少用调度算法，最近最不常用调度算法计算缺页中断次数，缺页中断率和缺页调度次数、缺页置换率。 再假定进程分配到4、5个物理块，重复本实验。 （3）假定进程分配到3个物理块，对于下面的页面引用序列： 4-3-2-1-4-3-5-4-3-2-1-5-0-7-3-8-9-0-2-1-4-7-3-9 请分别用先进先出调度算法、最近最少用调度算法，最近最不常用调度算法计算缺页中断次数，缺页中断率和缺页调度次数、缺页置换率。 再假定进程分配到4、5个物理块，重复本实验。 （4）假定进程分配到3个物理块，使用程序的动态页面序列生成算法，生成一个页面序列，将此序列存入磁盘文件。再从磁盘文件读入该序列，用程序分别计算三种算法下的缺页中断次数、缺页中断率和缺页调度次数、缺页置换率。 请求调页存储管理方式的模拟NRU #include { /*页面控制结构*/ int pn,pfn; struct pfc_struct *next; }; typedef struct pfc_struct pfc_type; pfc_type pfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_h ead,*busypf_tail; int diseffect, a[total_instruction]; int page[total_instruction], offset[total_instru ction]; int initialize(int); int NUR(int) int main( ) { int s,i,j; srand(10*getpid()); /*由于每次运行时进程号 合肥学院 计算机科学与技术系实验报告 2011～2012学年第一学期 课程操作系统原理 课程设计名称模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断 学生姓名 学号 专业班级10计本（2）班 指导教师 2011年11月 1.实验目的： 通过实验模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断帮助理解在分页式存储管理中怎样虚拟存储器。 2.实验内容： 分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式： 绝对地址=块号×块长+单元号 计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而成绝对地址。若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，由操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。 3.实验步骤： 任务分析： (1)分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业 的开始几页先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存，页表的格式为： 其中，标志----用来表示对应页是否已经装入主存，标志位=1，则表示该页已经在主存，标志位=0，则表示该页尚未装入主存。 主存块号----用来表示已经装入主存的页所占的块号。 在磁盘上的位置----用来指出作业副本的每一页被存放在磁盘上的位置。 (2)作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式： 绝对地址=块号×块长+单元号 计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而成绝对地址。若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，由操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。 (30设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时，则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时，则输出“* 该页页号”，表示产生了一次缺页中断。 (4)假定主存的每块长度为128个字节；现有一个共七页的作业，其中第0页至第3页已经装入主存，其余三页尚未装入主存；该作业的页表为： （1）概要设计： 定义页表结构体typedef struct {页号、标志、主存块号、在磁盘存储位置 实验报告 课程名称操作系统原理实验名称虚拟页式管理 姓名学号专业班级网络 实验日期成绩指导教师赵安科 （①实验目的②实验原理③主要仪器设备④实验内容与步骤⑤实验数据记录与处理⑥实验结果与分析⑦问题建议） 实验二模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断，并用先进先出调度算法（FIFO）处理缺页中断 1．内容：模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断处理 2．思想： 装入新页置换旧页时，若旧页在执行中没有被修改过，则不必将该页重写磁盘。因此，页表中增加是否修改过的标志，执行“存”指令和“写”指令时将对应的修改标志置成“1” 3．要求及方法： ①设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换和缺页中断。当访问的页在主存时则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，可以输出转换后的绝对地址来表示一条指令已执行完成。当访问的页不在主存中时，则输出“*页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。模拟地址转换流程见图1。 ②编制一个FIFO页面调度程序；FIFO页面调度算法总是先调出作业中最先进入主存中的哪一页。因此可以用一个数组来表示（或构成）页号队列。数组中每个元素是该作业已在主存中的页面号，假定分配给作业的页架数为m，且该作业开始的m页已装入主存，则数组可由m个元素构成。 P[0]，P[1]，P[2]，…，P[m-1] 它们的初值为P[0]：=0，P[1]：=1，P[2]：=2，…，P[m-1]：=m-1 用一指针K指示当要调入新页时应调出的页在数组中的位置，K的初值为“0”，当产生缺页 中断后，操作系统总是选择P[K]所指出的页面调出，然后执行： P[K]：=要装入的新页页号 K ：=(k+1)mod m 在实验中不必实际地启动磁盘执行调出一页和装入一页的工作，而用输出“OUT 调出的页号”和“IN 要装入的新页页号”来模拟一次调出和装入过程，模拟程序的流程图见附图1。 按流程控制过程如下： 提示：输入指令的页号和页内偏移和是否存指令?? ? 0 1非存指令存指令，若d 为-1则结束，否则进 入流程控制过程，得P 1和d ，查表在主存时，绝对地址=P 1×1024+d ③ 假定主存中页架大小为1024个字节，现有一个共7页的作业，其副本已在磁盘上。系统为该作业分配了4个页架，且该作业的第0页至第3页已装入内存，其余3页未装入主 依次执行上述指令调试你所设计的程序（仅模拟指令的执行，不考虑序列中具体操作的执行）。 《操作系统》课程实验报告实验名称：基本分页储存管理 实验五基本分页存储管理 实验目的：熟悉并掌握基本分页存储管理的思想。 熟悉并掌握基本分页存储管理的分配和回收方式，并能够模拟实现。 实验内容：用高级语言模拟实现基本分页存储管理，要求： 1、内存空间的初始化——可以由用户输入初始内存空间各个物理 块情况。（用二维矩阵的方式按物理块号，逐行给出每个物理块的 状态，1——表示已分配，0——表示未分配，并能够将行标、列标 转换为对应的物理块号，以查看或修改每一个块的状态，要求：初 始时部分物理块已分配） 2、基本分页的分配过程：由用户输入作业号和作业的大小（这里的 大小是逻辑页面数），实现分配过程：空间充足，分配，修改状态 矩阵的相应位置的值（值由0转变为1），并用专门的数据记录下 该作业占用的物理块的块号，以备删除作业时回收空间。 3、作业空间的的回收：用户输入作业号，实现分区回收（通过相应 的数据结构找到该作业占有的物理块号，将块号转变成对应的行标、 列标，将对应位置的值由1转变成0就完成了回收） 4、分区的显示：任何时刻，可以查看当前内存的情况（显示记录内 存情况的矩阵的值） 要求考虑：（1）内存空间不足的情况，要有相应的显示； （2）作业不能同名，但是删除后可以再用这个名字； （3）作业空间回收是输入作业名，回收相应的空间，如果这个作业名不存在，也要有相应的提示。 三、实验代码 <> <> N 100 共有100个内存块 [N][1]; 存放每个进程的页表 [N]; 内存块状态标志数组，0：空闲，1：使用 ; 记录当前内存剩余空间 ; 记录当前进程数 = ; (); (); (); (); () { 实验3请求调页存储管理方式的模拟 1实验目的 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。 2实验内容 （1）假设每个页面中可存放10条指令，分配给一作业的内存块数为4。 （2）模拟一作业的执行过程。该作业共有320条指令，即它的地址空间为32页，目前它的所有页都还未调入内存。在模拟过程中，如果所访问的指令已经在内存中，则显示其物理地址，并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需记录缺页的次数，并将相应页调入内存。如果4个内存块中均已装入该作业，则需进行页面置换。最后显示其物理地址，并转下一条指令。在所有320条指令执行完毕后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 （3）置换算法：请分别考虑OPT、FIFO和LRU算法。 （4）作业中指令的访问次序按下述原则生成： ?50%的指令是顺序执行的。 ?25%的指令是均匀分布在前地址部分。 ?25%的指令时均匀分布在后地址部分。 代码： package mainDart; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Random; public class FIFO { private static int times=0; //记录置换内存页面的次数 /** * 随机产生0~319之间的数 * 产生320条指令 * * @return 包含320条指令的数组 */ public static int[] productNumber() { int order[] = new int[320]; //数组存储的数字表示指令 Random rand = new Random(); for(int i=0;i<320;i++) { if(i%4==0) { 软件学院 操作系统实验报告 专业：软件工程 班级：RB软工互152 学号：201560160226 学生姓名：王泽华 指导教师：韩新超 实验四：请求页式存储管理 一．实验目的 深入理解请求页式存储管理的原理，重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。 二．实验属性 该实验为综合性、设计性实验。 三．实验仪器设备及器材 普通PC386以上微机 四．实验要求 本实验要求4学时完成。 本实验要求完成如下任务： （1）建立相关的数据结构：存储块表、页表等； （2）实现基本分页存储管理，如分配、回收、地址变换； （3）在基本分页的基础上实现请求分页存储管理； （4）给定一批作业/进程，选择一个分配或回收模拟； （5）将整个过程可视化显示出来。 实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。 五、实验提示 1、本实验虽然不以前面实验为基础，但建议在其界面中继续增加请求页式存储管理功能。 2、数据结构：内存分配表、页表空间（用数组实现），修改PCB结构增加页表指针、页表长度。 3、存储管理：编写内存分配、内存回收算法、页面置换算法。 4、主界面设计：在界面上增加一个请求分页内存分配按钮、请求分页内存回收按钮、装入指定进程的指定页按钮。 触发请求分页内存分配按钮，弹出作业大小输入框，输入后调用内存分配函数，在内存分配表和页表中看到分配的存储块。触发请求分页内存回收按钮，弹出进程ID输入框，输入后调用内存回收函数，在内存分配表中看到回收后的状态改变。 5、功能测试：从显示出的内存分配表和页表，可查看操作的正确与否。 六、实验步骤 （1）任务分析： 课程设计 课程设计名称：计算机操作系统课程设计 专业班级：计算机科学与技术班 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计时间： 2010.12.20 ～ 2010.12.24 计算机科学与技术专业课程设计任务书 一需求分析 请求调页存储管理方式的模拟是基于LRU算法的设计而设计的，通过学习计算机操作系统中的请求调页存储管理方式的几种算法，我选择了最近最久未使用算法即LRU算法实现请求调叶存储管理，通过具体的程序来模仿LRU的工作机制。二概要设计 1．数据结构 依据给定的数据信息,数组必须以结构体实现,结构类型的层次结构如下: typedef struct BLOCK//声明一种新类型——物理块类型 { int pagenum;//页号 int accessed;//访问字段，其值表示多久未被访问 }BLOCK; 2．函数原型清单: Void main();//主函数 void init(int Bsize); //程序初始化函数 int findExist(int curpage);//查找物理块中是否有该页面 int findSpace(int Bsize);//查找是否有空闲物理块 int findReplace();//查找应予置换的页面 void display(int Bsize);//显示 void suijishu(int r);//产生320条随机数,显示并存储到temp[320] void pagestring();//显示调用的页面队列 void LRU(int Bsize);// LRU算法 3．全局变量： int Bsize; int pc;//程序计数器，用来记录指令的序号 int n;//缺页计数器，用来记录缺页的次数 第四章存储管理 1. C 存储管理支持多道程序设计，算法简单，但存储碎片多。 A. 段式 C. 固定分区 2. 虚拟存储技术是 B 。B. D. 页式段页式 A. 补充内存物理空间的技术 B. 补充相对地址空间的技术 C. 扩充外存空间的技术 D. 扩充输入输出缓冲区的技术 3. 虚拟内存的容量只 D 的限制。 A. 物理内存的大小 B. 磁盘空间的大小 C. 数据存放的实际地址 D. 计算机地址位数 4. 动态页式管理中的 C 是：当内存中没有空闲页时，如何将已占据 A. 调入策略 B. 地址变换 C. 替换策略 D. 调度算法 5. 多重分区管理要求个作业都分 B 的内存单元。 A. 地址连续 B. 若干地址不连续 C. 若干连续的帧 D. 若干不连续的帧 6. 段页式管理每取一要访问 C 次内存。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 7. 分段管理提供 B 维的地址结 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 8.系统抖动是指 B 。 A.使用计算机时，屏幕闪烁的现象 B.刚被调出内存的页又立刻被调入所形成的频繁调入调出的现象 C.系统盘不干净，操作系统不稳定的现象 D.由于内存分配不当，造成内存不够的现象 9.在 A 中，不可能产生系统抖动现象。 A.静态分区管理 B. 请求分页式管理 C. 段式存储管理 D. 段页式存储管理 10.在分段管理中 A 。 A.以段为单元分配，每段是一个连续存储区 B.段与段之间必定不连续 C.段与段之间必定连续 D.每段是等长的 11.请求分页式管理常用的替换策略之一有 A 。 A.LRU B. BF C. SCBF D. FPF 12.可由 CPU调用执行的程序所对应的地址空间为D A.名称空间 B. 虚拟地址空间 C. 相对地址空间 D. 物理地址空间 13. C 存储管理方式提供二维地址结构。 A.固定分区 B. 分页 信息工程学院实验报告 课程名称：操作系统Array实验项目名称：请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟实验时间： 班级姓名：学号： 一、实验目的: 1.了解内存分页管理策略 2.掌握调页策略 3.掌握一般常用的调度算法 4.学会各种存储分配算法的实现方法。 5.了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。 二、实验环境: PC机、windows2000 操作系统、VC++6.0 三、实验要求： 本实验要求4学时完成。 1.采用页式分配存储方案，通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣，同时也考虑页面大 小及内存实际容量对命中率的影响； 2.实现OPT 算法 (最优置换算法)、LRU 算法 (Least Recently)、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模拟； 3.会使用某种编程语言。 实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告，按时上交。 四、实验内容和步骤： 1.编写程序，实现请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。要求屏幕显示LRU算法 的性能分析表、缺页中断次数以及缺页率。 2.在上机环境中输入程序，调试，编译。 3.设计输入数据，写出程序的执行结果。 4.根据具体实验要求，填写好实验报告。 五、实验结果及分析： 实验结果截图如下： 利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中移出，将它压入栈顶。因此，栈顶始终是最新被访问页面的编号，栈底是最近最久未被使用的页面号。当访问第5个数据“5”时发生了缺页，此时1是最近最久未被访问的页，应将它置换出去。同理可得，调入队列为：1 2 3 4 5 6 7 1 3 2 0 5，缺页次数为12次，缺页率为80%。 六、实验心得： 本次实验实现了对请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。通过实验，我对内存分页管理策略有了更多的了解。 最近最久未使用（LRU）置换算法的替换规则：是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间，当需淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进行淘汰。 最佳置换算法的替换规则：其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。 先进先出(FIFO)页面置换算法的替换规则：该算法总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面。 三种替换算法的命中率由高到底排列OPT>LRU>FIFO。 本次的程序是在网上查找的相关代码然后自己进行修改，先自己仔细地研读了这段代码，在这过程中我对C++代码编写有了更深的了解。总之，本次实验使我明白要学会把课堂上的理论应用到实际操作中。我需要在今后熟练掌握课堂上的理论基础，只有坚实的基础，才能在实际操作中更得心应手。 附录： #include "iostream.h" #include 《网络操作系统》 课程设计报告书 题目：请求调页存储管理方式的模拟学号： 学生姓名： 指导教师： 年月日 目录 一. 实验内容.................................................. 错误！未定义书签。 二. 实验目的.................................................. 错误！未定义书签。 三. 设计思想.................................................. 错误！未定义书签。 四. 程序流程图................................................ 错误！未定义书签。 五. 程序清单.................................................. 错误！未定义书签。 六. 运行结果及分析............................................ 错误！未定义书签。 七. 总结...................................................... 错误！未定义书签。 一、实验内容 1．假设每个页面中可存放10条指令，分配给作业的内存块数为4。 2．用C语言或C++语言模拟一个作业的执行过程，该作业共有320条指令，即它的地址空间为32页，目前它的所有页都还未调入内存。在模拟过程中，如果所访问的指令已在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需记录缺页的次数，并将相应页调入内存。如果4个内存块均已装入该作业，则需进行页面置换，最后显示其物理地址，并转下一条指令。 在所有320指令执行完毕后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 3．置换算法：请分别考虑最佳置换算法（OPT）、先进先出（FIFO）算法和最近最久未使用（LRU）算法。 4．作业中指令的访问次序按下述原则生成； 50%的指令是顺序执行的； 25%的指令是均匀分布在前地址部分； 25%的指令均匀分布在后地址部分。 具体的实现办法是： （1）在[0，319]之间随机选取一条起始执行指令，其序号为m； （2）顺序执行下一条指令，其序号为m+1条指令； （3）通过随机数，跳转到前地址部分[0，m-1]中的某条指令处，其序号为m1； （4）顺序执行下一条指令，即序号为m1+1的指令； （5）通过随机数，跳转到后地址部分[m1+2,319]中的某条指令处，其序号为m2； （6）顺序执行下一条指令，则序号为m2+1的指令； （7）重复跳转到前地址部分，顺序执行，跳转到后地址部分；顺序执行的过程，直至执行320条指令。 二、实验目的 1．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。2．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。 3．掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程，并比较它们的效率。 三、设计思想 在进程运行过程中，若其所要访问的页面不在内存需把它们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据，送磁盘的对换区中。但应将哪个页面调出，所以需要根据一定的算法来确定。在这一过程中，选择换出页面的算法称为页面置换算法。一个好的页面置换算法，应具有较低的页面更换频率。页面置换算法的好坏，将直接影响到系统的性能。以下分别是实验要求的两个页面置换算法的介 计算机操作系统 实验报告 济南大学 信息科学与技术学院 2013年xx月xx日 一、实验概述 1. 实验名称 请求页式存储管理中常用页面置换算法管理 2. 实验目的 （1）了解内存分页管理策略 （2）掌握调页策略 （3）掌握一般常用的调度算法 （4）学会各种存储分配算法的实现方法。 （5）了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响 3. 实验内容 （1）采用页式分配存储方案，通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣，同时也考虑页面大小及内存实际容量对命中率的影响； （2）实现OPT 算法(最优置换算法) 、LRU 算法(Least Recently) 、FIFO 算法(First IN First Out)的模拟； （3）使用某种编程语言模拟页面置换算法。 二、实验环境 C语言 三、实验过程 1. 设计思路和流程图 选择置换算法，先输入所有页面号，为系统分配物理块，依次进行置换 2. 算法实现 （1）OPT基本思想： 是用一维数组page[pSIZE]存储页面号序列，memery[mSIZE]是存储装入物理块中的页面。数组next[mSIZE]记录物理块中对应页面的最后访问时间。每当发生缺页时，就从物理块中找出最后访问时间最大的页面，调出该页，换入所缺的页面。 （2）FIFO基本思想： 是用队列存储内存中的页面，队列的特点是先进先出，与该算法是一致的，所以每当发生缺页时，就从队头删除一页，而从队尾加入缺页。或者借助辅助数组time[mSIZE]记录物理块中对应页面的进入时间，每次需要置换时换出进入时间最小的页面。 (3)LRU基本思想： 是用一维数组page[pSIZE]存储页面号序列，memery[mSIZE]是存储装入物理块中的页面。数组flag[10]标记页面的访问时间。每当使用页面时，刷新访问时间。发生缺页时，就从物理块中页面标记最小的一页，调出该页，换入所缺的页面。 3.源程序并附上注释 #include 操作系统-页式虚拟存储管理程序模拟
内存的存储管理段式和页式管理的区别
请求页式存储管理的模拟实现_参考代码_
请求页式管理的页面置换算法
请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟
请求调页存储管理方式的模拟NRU
模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断
模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,并用先进先出调度算法(FIFO)处理缺页中断
基本分页存储管理
请求调页存储管理方式的模拟
请求页式存储管理系统
请求调页存储器管理方式的模拟
第四章操作系统存储管理(练习题)
请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟
实验报告关于请求调页存储管理方式
请求页式存储管理中常用页面置换算法(优.选)