操作系统存储管理实验报告总结.docx

操作系统存储管理实验报告总结 篇一：东华大学操作系统存储管理实验报告　　东华大学计算机学院 　　操作系统实验报告  　　实验名称：存储管理问题 姓名：姜元杰 　　学 号：111310228　　班 级：计算机1102 指导老师：李继云　　报告日期： XX/11/2 　　一、 实验概述 　　1. 实验目标　　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，掌握请求页式管理的页面置换算法。　　2. 实验要求　　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：　　? 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%的指令是均匀分布在后地址部分。　　2) 将指令序列变换成页地址流　　? 页面大小 = 10条指令　　? 4页　　? 用户虚存容量 = 32页；　　? 在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址　　3) 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）；　　? 最近最少使用算法（LRU）；　　? 最佳淘汰算法（OPT）；　　? 命中率=1-页面失效次数/页地址流长度；　　输出以表结构输出，行头是页码，列头是对应替换算法。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。　　二、 实验内容　　1. 设计思路　　总体思路：　　设计存储管理类（class StorageManagemen），封装FIFO，LRU,OPT算法实现函数与各自所需公共或个体数据机构和公共代码部分，实现“TOP-DOWN”的程序设计思想，增强代码结构性和可读性。　　1) 先进先出的算法（FIFO）：FIFO是最简单的页置换算法，FIFO的页置　　换的算法为每个页记录着该页调入内存的时间。当必须置换一页时，将选择最旧的页。注意并不需要记录调入一页的确切时间，可以创建一个FIFO队列来管理内存中的所有页。队列中的首页将被置换。当需要调入页时，将它加入到队列的尾部。FIFO的页置换算法很好理解和实现，但是，其性能并不是很好。所替代的页可能是很久以前使用的、现已不再使用的初始化模块，另一方面，所替代的页可能包含一个以前初始化的并且不断使用的常用变量。　　2) 最近最少使用算法（LRU）：选择最近最长时间未访问过的页面予以淘　　汰，默认过去一段时间内未访问过的页面，在最近的将来可能也不会被访问。本实验实现算法通过为每个页面设置一个访问字段，用来记录页面自上次被访问以来所经历的时间，淘汰页面时选择现有页面中值最大的予以淘汰。尽管各类参考书声明LRU算法为堆栈类算法，但本实验通过优先队列完全可以实现。　　3) 最佳淘汰算法（OPT）：最佳置换算法所选择的被淘汰页面将是以后永不　　使用，或者是在最长时间内不再被访问的页面，这样可以保证获得最低的缺页率。本实验实现算法通过为每个页面设置一个CPU使用“间隔”——即表示CPU将在未处理的页面序列中第几步处理到该页面，如果页面不再被CPU处理，赋值为极大值（INT_MAX），淘汰页面时选择现有页面中值最大的予以淘汰。本实验同LRU一样，通过优先队列实现。　　2. 主要数据结构　　1) 公共部分：　　class StorageManagement：　　? const int MAX_OP_NUM：操作页面最大数，默认320　　? const int MAX_MEMORY_PAGE：用户内存存储物理块数最大值，默认32 ? int Page_OP[MAX_OP_NUM]：访问页面序列，随机生成　　? double Miss：每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数 ? double Total：页面置换次数　　? int TMAX_MEMEORY_PAGE：用户内存存储物理块数　　? bool isEmpty：内存是否占满　　2) 先进先出的算法（FIFO）：　　? queue q：内存存储队列，先进先出　　3) 最近最少使用算法（LRU）：　　? struct Lpage： 　　? Lpage lPage[MAX_MEMORY_PAGE]：FIFO LRU进程页面 　　? priority_queue q：内存存储优先队列，最近使用次数大者优先级高 ? queue qq：LRU中用于修改最近使用时间函数的临时队列　　4) 最佳淘汰算法（OPT）：　　? struct Opage： 　　? Opage oPage[MAX_MEMO