1、存储管理的模拟实现实验报告 南昌大学实验报告 -（5）存储管理的模拟实现学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 一、实验目的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。二、实验内容1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：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；#具体的实施方法是：A. 在0，319的指令地址之
2、间随机选区一起点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AE，直到执行320次指令。2指令序列变换成页地址流 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
3、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。3. 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。A. FIFO先进先出的算法B. LRU最近最少使用算法CLFU最少访问页面算法三、实验要求1、需写出设计说明；2、设计实现代码及说明3、运行结果；四、主要实验步骤1、 分析算法结构；2、 画出算法的流程图，即设计说明；3、 根据画出的流程图使用C语言编写相应的代码（代码过长，放到最后）；程序主要由main函数和以下几个函数组成：void initialization();初始化内存数据void FIFO();FIFO先进先出算法；void LRU(
4、);LRU最久未使用算法；void LFU();LFU最近最久未使用算法；4、 检查代码，将编出的代码编译、链接，验证其正确性。页面置换算法整体结构FIFO页面置换算法LRU页面置换算法LFU页面置换算法五、实验数据及处理结果六、实验体会或对改进实验的建议我做实验的时候，主要的难度是在几个特殊情况的处理上，如LRU内存中的页面都是之前没有调用过的，那怎么办，还有就是LFU中还没有达到“一定时间间隔”的条件时怎么办？另外就是由于实验使用的是系统产生的随机数，所以难以验证实验结果的正确性。七、参考资料计算机操作系统计算机操作系统实验指导书C程序设计C语言程序设计_现代方法计算机操作系统教程习题解答
5、与实验指导(第二版)八、实验代码#include #include #include int s,i; /s表示产生的随机数，i表示物理块数int m,n,h; /循环专用int k,g,f; /临时数据int sum; /缺页次数float r; /rate命中率int p320; /page页数int a320; /执行的指令int pb32; /physical block用户内存容量（物理块）void initialization();void FIFO();void LRU();void LFU();void line();void start();void end();void m
6、ain() start(); srand(int) time (NULL); /以计算机当前时间作为随机数种子 for (n=0;n320;n+=3) s=rand()%320+0; /随机产生一条指令 an=s+1; /顺序执行一条指令 s=rand()%(an+1); /执行前地址指令M an+1=s+1; s=rand()%(319-an+1)+(an+1+1); an+2=s; for (n=0;n320;n+) pn=an/10; /得到指令相对的页数 printf(物理块数t FIFOtt LRUtt LFUn); line(); for (i=4;i=32;i+) printf(
7、n %2d：,i); FIFO(); LRU(); LFU(); end();void initialization() /用户内存及相关数据初始化 for (n=0;n32;n+) pbn=-1; sum=0; r=0; k=0; g=-1; f=-1;void FIFO() /先进先出置换算法 int time32; /定义进入内存时间长度数组 int max; /max表示进入内存时间最久的，即最先进去的 initialization(); for(m=0;mi;m+) timem=m+1; for (n=0;n320;n+) k=0; for (m=0;mi;m+) if (pbm=p
8、n) /表示内存中已有当前要调入的页面 g=m; break; for (m=0;mi;m+) if (pbm=-1) /用户内存中存在空的物理块 f=m; break; if (g!=-1) g=-1; else if (f=-1) /找到最先进入内存的页面 max=time0; for(m=0;mmax) max=timem; k=m; pbk=pn; timek=0; /该物理块中页面停留时间置零 sum+; /缺页数+1 else pbf=pn; timef=0; sum+; f=-1; for (m=0;mi & pbm!=-1;m+) timem+; /物理块中现有页面停留时间+1
9、 r=1-(float)sum/320; printf(tt%6.4f,r);void LRU() /最近最少使用算法 int time32; int max; initialization(); for (m=0;mi;m+) timem=m+1; for (n=0;n320;n+) k=0; for (m=0;mi;m+) if (pbm=pn) g=m; break; for (m=0;mi;m+) if (pbm=-1) f=m; break; if (g!=-1) timeg=0; g=-1; else if (f=-1) max=time0; for (m=0;mmax) k=m;
10、 max=timem; pbk=pn; timek=0; sum+; else pbf=pn; timef=0; sum+; f=-1; for (m=0;mi & pbm!=-1;m+) timem+; r=1-(float)sum/320; printf(tt%6.4f,r);void LFU() /最少访问页面算法 int time_lru32,time32,min,max_lru,t; initialization(); for (m=0;mi;m+) timem=0; time_lrum=m+1; for (n=0;n320;n+) k=0; t=1; for (m=0;mi;m+)
11、 if (pbm=pn) g=m; break; for (m=0;mi;m+) if (pbm=-1) f=m; break; if (g!=-1) time_lrug=0; g=-1; else if (f=-1) if (n=20) /将最少使用的间隔时间定位个单位 max_lru=time_lru0; /在未达到“一定时间”的要求时，先采用LRU进行页面置换 for (m=0;mmax_lru) k=m; max_lru=time_lrum; pbk=pn; time_lruk=0; sum+; else for (m=0;m=n-51;h-) if (pbm=ph) timem+;
12、min=time0; for (m=0;mi;m+) if (timemmin) min=timem; k=m; for (m=0;m1) /若使用次数同样少，将次数相同的页面按照LRU进行页面置换 max_lru=time_lruk; for (m=0;mmax_lru) k=m; max_lru=time_lrum; pbk=pn; time_lruk=0; sum+; else pbf=pn; time_lruf=0; sum+; f=-1; for (m=0;mi & pbm!=-1;m+) time_lrum+; r=1-(float)sum/320; printf(tt%6.4f,r);void line() /美化程序，使程序运行时更加明朗美观 printf(-);void start() /表示算法开始 line(); printf(n 页面置换算法开始n); printf( Designed by GGYn); line(); printf(nn);void end() /表示算法结束 printf(n); line(); printf(n 页面置换算法结束,谢谢使用n); line();
