西北工业大学 操作系统 实验八Word文档格式.docx

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问题：

早期的存储管理是单一连续分区，虽然易于管理，但对要求内存空间少的程序，造成内存浪费；

程序全部装入，很少使用的程序部分也占用内存。

之后虽然提出了很多种分区管理方法，都有一个共同的缺点：

分区存储管理会产生碎片，需移动分区，所以引进了分页存储技术，它将主存分成多个固定大小的块，作业按照主存块大小分页，连续的页存放在离散的块中。

从而解决了碎片问题，便于管理，但是增加了成本，多占用主存空间，且多花费处理机时间。

本次实验主要的目的是：

模拟存储管理常用的请求分页存储管理技术，通过本实验使学生更加深入的理解虚拟内存的思想和主要的页面淘汰算法。

要求：

1、学习虚拟存储器的相关基础知识，了解请求分页存储管理系统的原理和具体实现过程；

2、熟悉各种主要的页面调度算法；

3、具体实验内容及步骤

（1）通过随机数产生一个指令行列，共320条指令，指令中的地址按下述原则生成：

50%的指令是顺序执行；

25%的指令均匀分布在前地址部分；

25%的指令均匀分布在后地址部分。

（2）具体实验办法是：

在[0，319]之间选一起始点M；

顺序执行一条指令，即第M+1条；

向前地址[0，M-1]中执行一条指令M；

向后地址[M+2，319]中执行一条指令M。

如此继续，直至产生320条指令。

使用产生随机数的函数之前，首先要初始化设置RAN（）产生序列的开始点，SRAND（400）；

然后计算随机数，产生指令序列。

例如：

a[0]=1.0*rand（）/32767*319+1；

a[1]=a[0]+1；

a[2]=1.0*rand（）/32767*（a[1]-1）+1；

a[3]=a[2]+1；

a[4]=319-1.0*rand（）/32767*（a[3]-1）；

其中rand（）和srand（）为Linux操作系统提供的函数分别进行初始化和产生随机数，多次重复使用这5条指令，产生以后的指令序列。

（3）将指令序列变换成页面地址流：

假设，页面大小为1KB；

用户实存容量（内存区容量）为4页或32页；

用户虚存容量（逻辑地址空间容量）为32KB；

用户虚存容量32KB，每1KB中放10条指令，共320条指令序列，按其地址0~9在0页，10~19在1页，…….，310~319在31页。

（4）使用不同的页面调度算法处理缺页中断，并计算不同实存容量下的命中率：

先进先出（FIFO）算法；

最近最少使用（LRU）算法；

命中率的算法为：

命中率=1-（缺页中断次数/页地址流长度）。

本实验中，页地址流长度为320，缺页中断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。

4.对整个实验过程进行分析总结，给出详细步骤；

（1）编制的各程序采用的数据结构及符号说明，提交源程序清单，并附加流程图与注释；

（2）打印页表，对不同算法打印每次调出和装入的页面号，执行最后一条指令后在主存中页面号；

（3）根据实验结果分析并比较不同淘汰算法对不同实存容量的命中率，进而做出评价。

在FreeBSD系统中用vi编辑器编写page.c的c文件

测试FIFO算法：

编写如下：

编译运行结果如下图示：

结果分析：

由此可以得出在模拟FIFO内存块调度算法中320次内存调度，命中163块，内存的命中率为54.9375%。

多次执行后命中率基本都在49%-54%左右。

由此可得出FIFO调度算法的命中率为51.5%。

然后在进行ＬＲＵ算法的测试：

流程图如下：

运行结果如下：

实验结果分析：

多次执行后命中率在47.5%左右，之比FIFO算法低了4%左右，由于LRU算法不能完全实现，所以我在程序中采用的是LRU近似算法。

参考程序：

#include<

stdio.h>

stdlib.h>

#include"

time.h"

#definepagenum4

intgetit（intpage[],intk）

{

inti,tem;

tem=k/10;

for（i=0;

i<

pagenum;

i++）

{

if（page[i]==tem）

return1;

}

return0;

}

voidmain（）

inti,a[320],count=0;

intpoint=0;

intpage[pagenum]={-1};

srand（time（NULL））;

a[0]=1.0*rand（）/RAND_MAX*319+1;

320;

i++）//随机序列产生

if（i%4==1||i%4==3）

{

a[i]=a[i-1]+1;

}

if（i%4==2）

a[i]=1.0*rand（）/RAND_MAX*（a[i-1]-1）+1;

if（i%4==0）

a[i]=319-1.0*rand（）/RAND_MAX*（a[i-1]-1）;

if（getit（page,a[i]））

{

count++;

printf（"

get,pageID:

%2d,nowpage%2d,%2d,%2d,%2d\n"

a[i]/10,page[0],page[1],page[2],page[3]）;

else

page[point]=a[i]/10;

//FIFO算法实现

point++;

point=point%pagenum;

unget,pageID:

printf（"

%lf\n"

（float）count/320,count）;