操作系统-----存储管理实验报告.doc

操 作 系 统 实验报告 学 号 姓名 年 级 2003 班级 填实际班级 机号： 学院机房 时间 4.6-4.13 / 4.7-4.14 指导教师 成绩 一、实验题目：存储管理 （该实验为综合性实验，共用8个学时） 二、实验要求： 1、通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。其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： 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.在后地址[M’+2，319]中随机选取一条指令并执行； F.重复A—E，直到执行320次指令。OPT页面置换算法 OPT所选择被淘汰的页面是已调入内存，且在以后永不使用的，或是在最长时间内不再被访问的页面。因此如何找出这样的页面是该算法的关键。可为每个页面设置一个步长变量，其初值为一足够大的数，对于不在内存的页面，将其值重置为零，对于位于内存的页面，其值重置为当前访问页面与之后首次出现该页面时两者之间的距离，因此该值越大表示该页是在最长时间内不再被访问的页面，可以选择其作为换出页面。 FIFO页面置换算法 FIFO总是选择最先进入内存的页面予以淘汰，因此可设置一个先进先出的忙页帧队列，新调入内存的页面挂在该队列的尾部，而当无空闲页帧时，可从该队列首部取下一个页帧作为空闲页帧，进而调入所需页面。 LRU页面置换算法 LRU是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的，它利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似，选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法主要借助于页面结构中的访问时间time来实现，time记录了一个页面上次的访问时间，因此，当须淘汰一个页面时，选择处于内存的页面中其time值最小的页面，即最近最久未使用的页面予以淘汰。 LFU页面置换算法LFU要求为每个页面配置一个计数器（即页面结构中的counter），一旦某页被访问，则将其计数器的值加1，在需要选择一页置换时，则将选择其计数器值最小的页面，即内存中访问次数最少的页面进行淘汰。 NUR页面置换算法页面结构typedef struct{ int pn, pfn, counter, time; } pl_type ; pl_type pl[total_vp]; 其中pn为页面号，pfn为页帧号，time为访问时间页帧控制结构 struct pfc_struct{ int pn, pfn; struct pfc_struct *next; }; typedef struct pfc_struct pfc_type; pfc_type pfc[total_vp], *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail; 其中pfc[total_vp]定义用户进程页控制结构 *freepf_head为空闲页帧头的指针 *busypf_head为忙页帧头的指针 *busypf_tail忙页帧尾的指针变量定义 int a[total_instruction]: 指令流数组 int diseffect: 页面失效次数 int page[total_instruction]: 每条指令所属页面号 int offset[total_instruction]: 每页装入10条指令后取模运算得出的页内偏移地址 int total_pf: 用户进程的内存数函数 void initialize(int): 初始化函数 (2) void OPT(int): 计算使用算法时的命中率void FIFO(int): 计算使用算法时的命中率void LRU(int): 计算使用算法时的命中率计算使用最少使用置换算法时的命中率 计算使用最近未使用置换算法时的命中率void FIFO(int total_pf) /*先进先出页面置换算法*/ { int i,j; pfc_type *p; initialize(total_pf); busypf_head=busypf_tail=NULL; for(i=0;itotal_instruction;i++) { if(pl[page[i]].pfn==INVALID) /*页面失效*/ { diseffect=diseffect+1; if(freepf_head==NULL) /*无空闲页帧*/ { p=busypf_head-nex