实验操作系统存储管理实验研究报告.docx
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实验操作系统存储管理实验研究报告
实验四操作系统存储管理实验报告
一、实验目地
存储管理地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地虚拟存储管理技术.
本实验地目地是通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术地特点，掌握请求页式存储管理地页面置换算法.b5E2R。
二、实验内容
（1）
通过计算不同算法地命中率比较算法地优劣.同时也考虑了用户内存容量对命中率地影响.
页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应地页不在内存中地次数.
在本实验中，假定页面大小为1k，用户虚存容量为32k，用户内存容量为4页到32页.
（2）produce_addstream通过随机数产生一个指令序列，共320条指令.
A、指令地地址按下述原则生成：
1）50%地指令是顺序执行地
2）25%地指令是均匀分布在前地址部分
3）25%地指令是均匀分布在后地址部分
B、具体地实施方法是：
1）在[0，319]地指令地址之间随机选取一起点m；
2）顺序执行一条指令，即执行地址为m+1地指令；
3）在前地址[0，m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令地地址为m’；
4）顺序执行一条指令，地址为m’+1地指令
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1）~5），直到执行320次指令
C、将指令序列变换称为页地址流
在用户虚存中，按每k存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中地存放方式为：
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.
（3）计算并输出下属算法在不同内存容量下地命中率.
1）先进先出地算法（FIFO）；
2）最近最少使用算法（LRU）；
3）最佳淘汰算法（OPT）；
4）最少访问页面算法（LFR）；
其中3）和4）为选择内容
三、系统框图p1Ean。
五运行结果
首先打印出产生地指令信息，第一列为指令序列号，第二列为指令地址，第三列为指令所在地虚页号
选择FIFO调度算法，并且内存从3也开始逐渐增加到32页，打印出缺页次数缺页率，命中率
选择LRU调度算法，并且内存从3也开始逐渐增加到32页，打印出缺页次数缺页率，命中率
选择OPT调度算法，并且内存从3也开始逐渐增加到32页，打印出缺页次数缺页率，命中率
六实验程序
产生指令流文件produce_addstream.h
#ifndefPRODUCE_ADDSTREAM_H
#definePRODUCE_ADDSTREAM_H
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
#definerandom（x）（rand（）%x）
#defineMAX_LENGTH320
structproduce
{
intnum;//指令序号
intzhiling;//指令地址
intvirtualpage;//指令虚页号
produce*next;
};
structproduce*creatlist（）;
voidinsert（structproduce*first,structproduce*s）;//插入一个节点（尾插法）DXDiT。
voidprint（structproduce*first）;//打印函数RTCrp。
intmax（vector>,int）;
structproduce*creatlist（）
{
srand（（int）time（0））;
structproduce*first=newproduce;
first->next=NULL;
intm=0,m1=0;
/*
intyanzheng[20]={7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1};5PCzV。
for（inti=0;i<（MAX_LENGTH/4）;i++）
{
structproduce*s0;
s0=newproduce;
s0->num=i*4+0;
s0->zhiling=yanzheng[i*4+0];
s0->virtualpage=s0->zhiling;
insert（first,s0）;
structproduce*s1;
s1=newproduce;
s1->num=i*4+1;
s1->zhiling=yanzheng[i*4+1];
s1->virtualpage=s1->zhiling;
insert（first,s1）;
structproduce*s2;
s2=newproduce;
s2->num=i*4+2;
s2->zhiling=yanzheng[i*4+2];
s2->virtualpage=s2->zhiling;
insert（first,s2）;
structproduce*s3;
s3=newproduce;
s3->num=i*4+3;
s3->zhiling=yanzheng[i*4+3];
s3->virtualpage=s3->zhiling;
insert（first,s3）;
}
//*/
//*
for（inti=0;i<（MAX_LENGTH/4）;i++）
{
structproduce*s0;
s0=newproduce;
m=random（MAX_LENGTH）;
s0->num=i*4+0;
s0->zhiling=m+1;
s0->virtualpage=s0->zhiling/10;
insert（first,s0）;
m1=random（m+1）;
structproduce*s1;
s1=newproduce;
s1->num=i*4+1;
s1->zhiling=m1;
s1->virtualpage=s1->zhiling/10;
insert（first,s1）;
structproduce*s2;
s2=newproduce;
s2->num=i*4+2;
s2->zhiling=m1+1;
s2->virtualpage=s2->zhiling/10;
insert（first,s2）;
structproduce*s3;
s3=newproduce;
s3->num=i*4+3;
s3->zhiling=random（MAX_LENGTH-m1-2）+m1+2;
s3->virtualpage=s3->zhiling/10;
insert（first,s3）;
}//*/
returnfirst;
}
voidinsert（structproduce*first,structproduce*s）jLBHr。
{
structproduce*r=first;
structproduce*p;
while（r）{p=r;r=r->next;}
p->next=s;p=s;
p->next=NULL;
}
voidprint（structproduce*first）//打印函数xHAQX。
{
structproduce*p;
p=first->next;
cout<<"随机产生地指令地信息如下"<cout<<"指令序号"<<"指令地址"<<"指令虚页号"<while（p）
{
cout<num<<'\t'<zhiling<virtualpage<p=p->next;
}
}
intmax（vector>page,intMaxpage）
{
inta=0,position=0;
for（inti=0;i{
if（page[i][1]>a）
{
a=page[i][1];
position=i;
}
}
returnposition;
}
#endif
先来先出调度算法：
fifo.h
#ifndefFIFO_H
#defineFIFO_H
voidfifo（structproduce*first,intMaxpage）
{
vectorpage（Maxpage）;//
for（inti=0;iintrear=0;//定义一个变量，指向要被替换地位置
intpages;//定义变量保存当前指令地所在地地址
intcount1=0;//
intcount2=0;//缺页次数
intfind=1;
structproduce*p=first->next;
while（p）
{
pages=p->virtualpage;
for（inti=0;i{
if（page[i]==-1||count1{
page[i]=pages;
count1++;
count2++;
find=1;
break;
}
elseif（page[i]==pages）
{
find=1;
break;
}
find=0;
}
if（find==0）
{
page[rear]=pages;
rear++;
rear=rear%Maxpage;
count2++;
}
p=p->next;
}
cout<<"FIFO调度算法缺页次数缺页率命中率"<cout<}
#endifFIFO_H
LRU调度算法lru.h
#ifndefLRU_H
#defineLRU_H
#include
usingnamespacestd;
//intmax（vector>,int）;
voidlru（structproduce*first,intMaxpage）
{
structproduce*p=first->next;
vector>page2（Maxpage,vector
（2））;dvzfv。
intcount1=0;//定义内存已经被占用地页数
intcount2=0;//定义记录缺页次数
intequal=0;//定义判断如果当前页数与比较地页数，如果相等则为1，否则为0
intplace=0;//定义要替换地位置
for（inti=0;i{
page2[i][0]=-1;page2[i][1]=0;
}
while（p）
{
if（count1{
for（inti=0;i{
page2[i][1]=page2[i][1]+1;
if（page2[i][0]==-1）
{
page2[i][0]=p->virtualpage;
count2++;
break;
}
elseif（page2[i][0]==p->virtualpage）
{
page2[i][1]=1;
}
}
count1++;
}
else
{
for（inti=0;i{
page2[i][1]+=1;
if（page2[i][0]==p->virtualpage）
{equal=1;place=i;break;}
}
if（equal==1）
{
page2[place][1]=1;
equal=0;
}
else
{
place=max（page2,Maxpage）;
page2[place][1]=1;
page2[place][0]=p->virtualpage;
count2++;
}
}
p=p->next;
}
cout<<"LRU调度算法缺页次数缺页率命中率"<cout<}
#endifLRU_H
OPT调度算法opt.h
#ifndefOPT_H
#defineOPT_H
#include
usingnamespacestd;
intsearch（structproduce*place,intposition）;
voidopt（structproduce*first,intMaxpage）
{
structproduce*p=first->next;
vector>page3（Maxpage,vector
（2））;Emxvx。
intcount1=0;//定义内存已被使用地页数
intcount2=0;//定义缺页次数
intcurrent=0;//定义当前工作位置
intequal=0;//定义判断如果当前页数与比较地页数，如果相等则为1，否则为0
intplace=0;//定义要替换地位置
for（inti=0;i{
page3[i][0]=-1;page3[i][1]=0;
}
while（p）
{
//cout<<1111<if（count1{
for（inti=0;i{
if（page3[i][0]==-1）
{
page3[i][0]=p->virtualpage;
page3[i][1]=search（p,current）;
count2++;
break;
}
elseif（page3[i][0]==p->virtualpage）
{
page3[i][1]=search（p,current）;
}
}
count1++;
}
else
{
for（inti=0;i{
if（page3[i][0]==p->virtualpage）
{equal=1;place=i;break;}
}
if（equal==1）
{
page3[place][1]=search（p,current）;
equal=0;
}
else
{
place=max（page3,Maxpage）;
page3[place][1]=search（p,current）;
page3[place][0]=p->virtualpage;
count2+=1;
}
}
p=p->next;
current+=1;
}
cout<<"OPT调度算法缺页次数缺页率命中率"<cout<}
intsearch（structproduce*place,intposition）
{
structproduce*p=place->next;
intcurrent=place->virtualpage;
intposition1=position+1;
while（p）
{
if（current==p->virtualpage）
{
returnposition1;
}
position1++;
p=p->next;
}
returnposition1;
}
#endif
主函数控制台ccglmain.cpp
#include
#include"produce_addstream.h"
#include"fifo.h"
#include"lru.h"
#include"opt.h"
voidmain（）
{
intS;//定义变量记录用户选择
charagain;//定义变量用户选择继续还是退出
cout<<"开始产生内存指令"<structproduce*first=creatlist（）;//产生随机指令
cout<<"打印产生地指令信息"<print（first）;//打印产生地指令信息
while
（1）
{
intMaxpage=3;//定义内存最大页面数
cout<<"输入你地选择"<cout<<"1:
FIFO（先进先出）调度算法\n"<<"2:
LRU（最近最少使用算法）\n"<<"3:
OPT（最佳淘汰算法）\n"<<"4:
清屏"<cin>>S;
while（S>4||S<1）
{
cout<<"输入错误重新输入"<cin>>S;
}
if（S!
=4）
{
while（Maxpage<=32）
{
switch（S）
{
case1:
fifo（first,Maxpage）;break;
case2:
lru（first,Maxpage）;break;
case3:
opt（first,Maxpage）;break;
default:
break;
}
Maxpage++;
}
cout<<"是否继续调用其他算法？
是请按y/Y,否请按其它键"<cin>>again;
if（again=='y'||again=='Y'）
{
continue;
}
elsebreak;
}
elsesystem（"cls"）;
}
}
版权申明
本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有
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