兰州大学操作系统实验八存储管理模拟题目和答案,实验报告文档格式.docx
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包含链表：
空闲页面表忙页面表
包含数组：
进程数组页面号数组
开始
流程图：
引用块编号大于物理块？
分配物理块
为其分配页号
随机得到进程指令序列
否
页号在物理块内？
是
是
是否完成？
选择FIFOLRUCLOCK置换算法置换
结束
实验结果分析：
观察数据可看出：
横向：
三种替换算法的命中率由高到底排列应该是LRU>
CLOCK>
FIFO。
纵向：
进程的驻留级越大，其缺页率就越低。
实验体会：
1.内存中进程的多少会影响驻留集大小和缺页中断率。
如果内存中进程太多，将导致每个进程的驻留集太小，发生缺页中断的概率很大。
相应地，系统发生抖动的可能性就会很大。
如果在内存中保持太少的活动进程，那么所有活动进程同时处于阻塞状态的可能性就会很大，从而降低处理机的利用率。
2.置换算法的好坏将直接影响系统的性能，不适当的置换算法可能导致系统出现“抖动”现象。
常用的页面置换算法：
最佳置换算法、最近最少使用算法、先进先出算法和时钟算法等。
最佳置换算法难以实现但可以成为核对其他算法的标准。
3.也应注意负载问题，解决系统应当保持多少个活动进程驻留在内存的问题，即控制多道程序系统的度。
当内存中的活动进程数太少时，负载控制将增加新进程或激活一些挂起进程进入内存；
反之，当内存中的进程数太多时，负载控制将暂时挂起一些进程，减少内存中的活动进程数。
实验代码：
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
unistd.h>
string.h>
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineINVALID-1
#definetotal_instruction320//指令流长
#definetotal_vp32//页长
#defineclear_period50
typedefstruct//页面结构
{
intpn, //页面序号
pfn, //页面所在内存区的页框号
counter, //单位时间内访问次数
time;
//上次访问的时间
}pl_type;
pl_typepl[total_vp];
//页面结构数组
structpfc_struct{//页面控制结构
intpn, //页面号
pfn;
//内存区页面的页框号
structpfc_struct*next;
//页面指针，用于维护内存缓冲区的链式结构
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
//主存区页面控制结构别名
pfc_typepfc[total_vp], //主存区页面控制结构数组
*freepf_head, //主存区页面控制结构的空闲页面头指针
*busypf_head, //主存区页面控制结构的忙页面头指针
*busypf_tail;
//主存区页面控制结构的忙页面尾指针
intdiseffect;
//页错误计数器，初次把页面载入主存时也当做页错误
inta[total_instruction];
//随即指令流数组
intpage[total_instruction];
//指令对应的页面号
intoffset[total_instruction];
//指令所在页面中的偏移量
intinitialize（int）;
//初始化页面结构数组和页面控制结构数组
intFIFO（int）;
//先进先出算法
intLRU（int）;
//最近最久未使用算法
intCLOCK（int）;
//简单时钟（钟表）算法
intmain（）
ints;
//随机数
inti;
srand（10*getpid（））;
/*每次运行时进程号不同，用来作为初始化随机数队列的"
种子"
*/
s=（int）（（float）（total_instruction-1）*（rand（）/（RAND_MAX+1.0）））;
printf（"
\n--------randinstructionsqueue--------\n"
）;
for（i=0;
i<
total_instruction;
i+=4）//产生指令队列
{
a[i]=s;
//任选一指令访问点m
a[i+1]=a[i]+1;
//顺序执行一条指令
a[i+2]=（int）（（float）a[i]*（rand（）/（RAND_MAX+1.0）））;
//执行前地址指令m'
a[i+3]=a[i+2]+1;
printf（"
%6d%6d%6d%6d\n"
a[i],a[i+1],a[i+2],a[i+3]）;
s=（int）（（float）（（total_instruction-1）-a[i+2]）*（rand（）/（RAND_MAX+1.0）））+a[i+2];
}
--------------------------------------\n"
for（i=0;
i<
i++）//将指令序列变换成页地址流
page[i]=a[i]/10;
offset[i]=a[i]%10;
comparethethreemethods:
"
\n--------------------------------------\n"
printf（"
Rss\tFIFO\tLRU\tCLOCK\n"
for（i=4;
=32;
i++）//用户内存工作区从4个页面到32个页面
%2d\t"
i）;
FIFO（i）;
LRU（i）;
CLOCK（i）;
\n"
return0;
}
//初始化页面结构数组和页面控制结构数组
//total_pf;
用户进程的内存页面数
intinitialize（inttotal_pf）
diseffect=0;
for（i=0;
total_vp;
i++）
{
pl[i].pn=i;
pl[i].pfn=INVALID;
//置页面所在主存区的帧号为-1.表示该页不在主存中
pl[i].counter=0;
//置页面结构中的访问次数为0
pl[i].time=-1;
//置页面结构中的上次访问的时间为-1
}
for（i=0;
total_pf-1;
pfc[i].next=&
pfc[i+1];
//建立pfc[i-1]和pfc[i]之间的链接
pfc[i].pfn=i;
//初始化主存区页面的页框号
pfc[total_pf-1].next=NULL;
pfc[total_pf-1].pfn=total_pf-1;
freepf_head=&
pfc[0];
//主存区页面控制结构的空闲页面头指针指向pfc[0]
return0;
//最近最久未使用算法
//inttotal_pf;
用户进程的内存页面数
intLRU（inttotal_pf）
intMinT;
//最小的访问时间，即很久没被访问过
intMinPn;
//拥有最小的访问时间的页的页号
inti,j;
intCurrentTime;
//系统当前时间
initialize（total_pf）;
//初始化页面结构数组和页面控制结构数组
CurrentTime=0;
diseffect=0;
if（pl[page[i]].pfn==INVALID）//页面失效
{
diseffect++;
//页错误次数加
if（freepf_head==NULL）//无空闲页面
{
MinT=100000;
for（j=0;
j<
j++）{//找出time的最小值，表明该页很久没被访问过
if（MinT>
pl[j].time&
&
pl[j].pfn!
=INVALID）
{
MinT=pl[j].time;
MinPn=j;
}
}
freepf_head=&
pfc[pl[MinPn].pfn];
//最久没被访问过的页被释放
pl[MinPn].pfn=INVALID;
//最久没被访问过的页被换出主存
pl[MinPn].time=-1;
//最久没被访问过的页的访问时间置为无效
freepf_head->
next=NULL;
}
pl[page[i]].pfn=freepf_head->
pfn;
//有空闲页面,把相应的页面换入主存，并把pfn改为相应的页框号
pl[page[i]].time=CurrentTime;
//令访问时间为当前系统时间
freepf_head=freepf_head->
next;
//减少一个空闲页面
}
else
pl[page[i]].time=CurrentTime;
//命中则刷新该单元的访问时间
CurrentTime++;
//系统当前时间加
%6.3f\t"
1-（float）diseffect/320）;
//简单时钟算法
intCLOCK（inttotal_pf）
inti;
intuse[total_vp];
//使用位
intswap;
swap=0;
//发生替换
initialize（total_pf）;
pfc_type*pnext;
//时钟指针
pfc_type*head;
//队列头指针
pnext=freepf_head;
head=freepf_head;
i++）{use[i]=0;
}//初始化使用位为
if（pl[page[i]].pfn==INVALID）//页面失效,不在主存中
//页错误次数加
if（freepf_head==NULL）//无空闲页面
{
while（use[pnext->
pfn]==1）//若时钟指针指向的页的使用位为，则改为并跳过
{
use[pnext->
pfn]=0;
pnext=pnext->
if（pnext==NULL）pnext=head;
//如果时钟指针到达队列尾部，重新返回头部
}
//换出被替换的页
pl[pnext->
pn].pfn=INVALID;
swap=1;
if（use[pnext->
pfn]==0）{//如果使用位为，则换入相应的页
pl[page[i]].pfn=pnext->
//页面结构中要标记页框号
pnext->
pn=page[i];
//页面控制结构中要标记页号
use[pnext->
pfn]=1;
//重置使用位为
pnext=pnext->
//时钟指针下移
if（pnext==NULL）pnext=head;
//如果时钟指针到达队列尾部，重新返回头部
if（swap==0）{freepf_head=freepf_head->
}else{//页面在主存中
use[pl[page[i]].pfn]=1;
//刷新使用位为
//先进先出算法版本
//实现细节由CLOCK算法退化而来，与FIFO同效果
intFIFO（inttotal_pf）
intswap=0;
pfc_type*pnext,*head;
while（use[pnext->
pfn]==1）
{
use[pnext->
pnext=pnext->
if（pnext==NULL）pnext=head;
}
//换出被替换的页
pl[pnext->
swap=1;
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