模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,并用先进先出调度算法FIFO处理缺页中断.docx
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实验报告
课程名称 操作系统原理 实验名称 虚拟页式管理
姓 名 学号 专业班级 网络
实验日期 成 绩 指导教师 赵安科
（①实验目的②实验原理③主要仪器设备④实验内容与步骤⑤实验数据记录与处理⑥实验结果与分析⑦问题建议）
实验二 模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断，并用先进先出调度算法（FIFO）处理缺页中断
1.内容：
模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断处理
2.思想：
页号
标志
页架号
修改标志
在磁盘上位置
装入新页置换旧页时，若旧页在执行中没有被修改过，则不必将该页重写磁盘。
因此，页表中增加是否修改过的标志，执行“存”指令和“写”指令时将对应的修改标志置成“1”表示修改过，否则为“0”表示未修改过。
页表格式如下：
3.要求及方法：
①设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换和缺页中断。
当访问的页在主存时则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，可以输出转换后的绝对地址来表示一条指令已执行完成。
当访问的页不在主存中时，则输出“*页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。
模拟地址转换流程见图1。
②编制一个FIFO页面调度程序；FIFO页面调度算法总是先调出作业中最先进入主存中的哪一页。
因此可以用一个数组来表示（或构成）页号队列。
数组中每个元素是该作业已在主存中的页面号，假定分配给作业的页架数为m，且该作业开始的m页已装入主存，则数组可由m个元素构成。
P[0]，P[1]，P[2]，…，P[m-1]
它们的初值为P[0]：
=0，P[1]：
=1，P[2]：
=2，…，P[m-1]：
=m-1
用一指针K指示当要调入新页时应调出的页在数组中的位置，K的初值为“0”，当产生缺
页中断后，操作系统总是选择P[K]所指出的页面调出，然后执行：
P[K]：
=要装入的新页页号K：
=（k+1）modm
在实验中不必实际地启动磁盘执行调出一页和装入一页的工作，而用输出“OUT调出的页号”和“IN要装入的新页页号”来模拟一次调出和装入过程，模拟程序的流程图见附图1。
按流程控制过程如下：
ì1存指令
提示：
输入指令的页号和页内偏移和是否存指令í
î0非存指令
，若d为-1则结束，否则
进入流程控制过程，得P1和d，查表在主存时，绝对地址=P1×1024+d
页号
标志
页架号
修改标志
在磁盘上位置
0
1
5
0
011
1
1
8
0
012
2
1
9
0
013
3
1
1
0
021
4
0
0
022
5
0
0
023
6
0
0
121
③假定主存中页架大小为1024个字节，现有一个共7页的作业，其副本已在磁盘上。
系统为该作业分配了4个页架，且该作业的第0页至第3页已装入内存，其余3页未装入主存，该作业的页表如下：
如果该作业依次执行的指令序列如下表所示：
操作
页号
页内地址
操作
页号
页内地址
+
0
070
移位
4
053
+
1
050
+
5
023
×
2
015
存
1
037
存
3
021
取
2
078
取
0
056
+
4
001
－
6
040
存
6
084
依次执行上述指令调试你所设计的程序（仅模拟指令的执行，不考虑序列中具体操作的执行）。
④为进一步考察程序的执行，可自行确定若干组指令，运行程序，核对执行结果。
4.书写实验报告：
①实验题目；
②程序中所用的数据结构及说明；
③源程序并附上必要的说明；
④按照指令的执行序列，打印输出结果：
绝对地址或调出、调入的页号。
图1 模拟算法流程
代码：
#include#include#include
usingnamespacestd;
charuseSign[12][5]={{'+'},{'-'},{'*'},{"存"},{"取"},{'-'},{"移位"},{'+'},{"存"},{"取"},{'+'},{"存
"}};
intPageAddress[12]={70,50,15,21,56,40,53,23,37,78,01,84};intPageNum[12]={0,1,2,3,0,6,4,5,1,2,4,6};
intS_Station;
intpPageNum[7];//页号pPageintpSign[7];
intpStool[7];//页架号
intpModify[7];//修改标志intpStation[7];//磁盘位置staticintz=0;
voidStore（）
{
for（inti=0;i<7;i++）
{
if（i<4）
{
}
else
pSign[i]=1;
pSign[i]=0;
pPageNum[i]=i;pModify[i]=0;
}
intp1=1,p2=2,p3=3;for（i=0;i<7;i++）
{
if（i<3）
{
}
else
pStation[i]=p1;p1++;
if（i<6）
{
pStation[i]=p2;p2++;
}
else
pStation[i]=p3;
}
pStool[0]=5;pStool[1]=8;pStool[2]=9;pStool[3]=1;
}
voidCShow（）
{
cout<<"操作 ";
cout<<"页号 ";
cout<<"页内地址 ";
cout<<"标志 ";
cout<<"绝对地址 ";
cout<<"修改页号 ";
cout<<"页架号 ";
cout<<"绝对地址";cout<}
voidFind（）
{
intm_Pagenum;intm_Station;
intY_Station;//绝对地址
intm_Stool;
cout<<"输入页号及页内地址查询操作：
";cin>>m_Pagenum>>m_Station;
CShow（）;
inti,j=0;
//stringm_Modify;for（i=0;i<12;i++）
{
if（PageAddress[i]==m_Station）
{
break;
}
}
Y_Station=pStool[m_Pagenum]*1024+m_Station;if（pSign[m_Pagenum]==1）
{
if（strcpy（useSign[i],"存"）!
=0）
{
pModify[m_Pagenum]=1;
}
}
cout<cout<=m_Station）
{
}
else
{
cout<cout<cout<<"*"<{
if（pSign[j]==1）
{
z++;
break;
}
}
cout<"<pStool[m_Pagenum]=pStool[j];pSign[j]=0;
pStool[j]=0;
cout<}
}
intmain（void）
{
Store（）;
charjudge='Y';while（judge=='Y'）
{
Find（）;
cout<<"是否继续输入？
Y=是 N=否"<>judge;
}
return0;
}
5.实验分析与总结
在实验过程中，遇到了一些问题但是在调试的过程中，会出现很多错误，有的自己可以解决，也有一些在老师的帮助下，解决了问题。
不能说本次试验很完美，但是我从中得到了不少的收获，掌握了请求页式管理中硬件的地址转换和缺页中断的原理，同时理解了先进先出的调度算法。
以后定会再接再厉了，多学些理论知识来指导实践。
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