操作系统报告Word文件下载.docx
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在所有320指令执行完毕后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。
3．置换算法：
请分别考虑最佳置换算法（OPT）、先进先出（FIFO）算法和最近最久未使用（LRU）算法。
4．作业中指令的访问次序按下述原则生成；
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%的指令均匀分布在后地址部分。
具体的实现办法是：
（1）在[0，319]之间随机选取一条起始执行指令，其序号为m；
（2）顺序执行下一条指令，其序号为m+1条指令；
（3）通过随机数，跳转到前地址部分[0，m-1]中的某条指令处，其序号为m1；
（4）顺序执行下一条指令，即序号为m1+1的指令；
（5）通过随机数，跳转到后地址部分[m1+2,319]中的某条指令处，其序号为m2；
（6）顺序执行下一条指令，则序号为m2+1的指令；
（7）重复跳转到前地址部分，顺序执行，跳转到后地址部分；
顺序执行的过程，直至执行320条指令。
1设计思路
在进程运行过程中，若其所要访问的页面不在内存时，需把它们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据，送磁盘的对换区中。
但应将哪个页面调出，所以需要根据一定的算法来确定。
在这一过程中，选择换出页面的算法称为页面置换算法。
一个好的页面置换算法，应具有较低的页面更换频率。
页面置换算法的好坏，将直接影响到系统的性能。
以下分别是实验要求的两个页面置换算法的介绍及其设计思想。
（1）先进先出法
该算法总是淘汰最先进入内存的页面，既选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。
在该算法的模拟过程中，每当页面被置换进入内存时，将置换页面所在的物理块中访问标记设为-1；
并且每执行一次指令，便将物理块的访问标记自动加1，需要置换时将访问标记最大的物理块中的页面置换出去，这样能防止当物理块访问标记出现两个以上相同的值的错误执行，更好地模拟了先进先出法；
（2）最近最久未使用
该算法以最近的过去作为不久将来的近似，将过去最长一段时间里不曾被使用的页面置换掉。
在该算法的模拟过程中，每当物理块中的页面被访问时（包括原先存在的和后来置换进入的页面），便将其物理块访问标记置为－1。
以后每执行一条指令，便将物理块中各页面的访问标记加1，需置换时访问标记最大的便是将要被置换的。
2文件系统结构的说明
3数据结构的说明
4各模块的算法流程图
（1）整体流程图
（2）LRU算法流程图
（3）LRU算法流程图
5程序清单
#include<
iostream.h>
stdlib.h>
conio.h>
stdio.h>
#defineBsize4
typedefstructBLOCK//声明一种新类型——物理块类型
{
intpagenum;
//页号
intaccessed;
//访问标识符，其值表示多久未被访问
}BLOCK;
intpc;
//程序计数器，用来记录指令的序号
intn;
//缺页计数器，用来记录缺页的次数
staticinttemp[320];
//用来存储320条随机数
BLOCKblock[Bsize];
//定义一大小为4的物理块数组
//*************************************************************
voidinit（）;
//程序初始化函数
intfindExist（intcurpage）;
//查找物理块中是否有该页面
intfindSpace（）;
//查找是否有空闲物理块
intfindReplace（）;
//查找应予置换的页面
voiddisplay（）;
//显示
voidsuijishu（）;
//产生320条随机数,显示并存储到temp[320]
voidpagestring（）;
//显示调用的页面队列
voidLRU（）;
//LRU算法
voidFIFO（）;
//FIFO算法
voidinit（）//初始化物理块
for（inti=0;
i<
Bsize;
i++）
{
block[i].pagenum=-1;
//空闲物理块
block[i].accessed=0;
pc=n=0;
}
}
//-------------------------------------------------------------
intfindExist（intcurpage）//查找物理块中是否有该页面
{
i<
i++）
if（block[i].pagenum==curpage）
returni;
//检测到内存中有该页面，返回block中的位置
return-1;
//没有则返回-1
intfindSpace（）//查找是否有空闲物理块
if（block[i].pagenum==-1）
//找到空闲的block，返回block中的位置
}
//找不到则返回-1
intfindReplace（）//查找应予置换的页面
intpos=0;
if（block[i].accessed>
block[pos].accessed）
pos=i;
//找到应予置换页面，返回BLOCK中位置
returnpos;
voiddisplay（intspace）//显示
if（block[i].pagenum!
=-1）//物理块不空
{printf（"
%02d"
block[i].pagenum）;
cout<
<
"
调入的页面是：
block[space].pagenum<
其物理块的地址是：
&
block[space];
endl;
voidsuijishu（intpc）//产生随机数
{intflag=0;
******按照要求产生的320个随机数：
*******"
320;
i++）
{
temp[i]=pc;
if（flag%2==0）pc=++pc%320;
//产生50%的顺序执行指令（flag=0或2时顺序执行）
if（flag==1）pc=rand（）%（pc-1）;
//产生25%的均匀分布在前地址部分指令
if（flag==3）pc=pc+1+（rand（）%（320-（pc+1）））;
//产生25%的均匀分布在后地址部分指令
flag=++flag%4;
printf（"
%03d"
temp[i]）;
if（（i+1）%10==0）cout<
voidpagestring（）//显示调用的页面队列
printf（"
%02d"
temp[i]/10）;
//-------------------------------------------------------------
voidLRU（）//LRU算法（最近最少使用算法）
intexist,space,position;
intcurpage;
if（i%100==0）getch（）;
//getch直接从键盘获取键值
pc=temp[i];
//指令在数组中的位置
curpage=pc/10;
//指令所在页面
exist=findExist（curpage）;
//查找物理块中是否有该页面,若有返回物理块号
if（exist==-1）//物理块中不存在该页
{
space=findSpace（）;
if（space!
=-1）//有空闲物理块
{
block[space].pagenum=curpage;
display（space）;
n=n+1;
}
else//无空闲物理块，则寻找置换页面
position=findReplace（）;
//查找应予置换的页面
block[position].pagenum=curpage;
block[position].accessed=-1;
//恢复刚调入的BLOCK中页面accessed为-1
display（position）;
n++;
}
else
{
block[exist].accessed=-1;
//恢复存在的并刚访问过的BLOCK中页面accessed为-1
for（inti=0;
i++）
{if（block[i].pagenum!
printf（"
cout<
指令已经存在！
其物理块地址为：
block[exist]<
for（intj=0;
j<
4;
j++）//物理块中各页面的访问标记加1
{block[j].accessed++;
缺页次数:
n<
缺页率:
（n/320.0）*100<
%"
voidFIFO（）//FIFO算法（先进先出算法）
if（exist==-1）//物理块中不存在该页
block[position].accessed=-1;
//置换页面所在的物理块中访问标记设为-1
else//若存在该页
for（intj=0;
j++）//物理块中各页面访问标记自动加1
block[j].accessed++;
voidmain（）
intselect;
请输入第一条指令号（1~319）：
;
cin>
>
pc;
//随机选取一条起始执行指令
if（pc>
=1&
pc<
=319）
suijishu（pc）;
//产生随机数
*****对应的调用页面队列*******"
pagestring（）;
do
****************************************"
------1:
LRU2:
FIFO3:
退出-----"
请选择一种页面置换算法:
select;
init（）;
switch（select）
case1:
cout<
最近最久未使用置换算法LRU:
**************************"
LRU（）;
break;
case2:
先进先出置换算法FIFO:
cout<
*********************"
FIFO（）;
default:
;
}while（select!
=3）;
elsecout<
输入非法数据！
6使用说明书
本程序能通过输入第一条指令号（用3位整数代表指令号），产生320个随机数，并以每行10个显示出来。
再把这320个随机数转换成对应的页面号，并以每行10个显示出来。
然后，通过输入选择键，分别执行两个置换算法。
各个置换算法能显示页面置换的情况，如果所访问的指令已在内存，则显示“该指令已经存在”并显示其物理地址；
如果所访问的指令还未装入内存，则显示“调入的页面是。
。
”，并显示其调入后的物理地址。
所有指令执行完毕后显示缺页次数，和缺页率。
基本实现了对请求调页存储器管理方式的模拟。
本程序的另一个亮点是使用getch（）使程序的执行过程能够暂停。
本程序基本实现了实验要求，自我感觉程序不够精练，可读性不高，还要进一步改进。
6.运行结果及分析
7体会，建议
通过本次操作系统实验，使我们对操作系统这门课程有了更进一步的认识和了解，通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法，了解虚拟储技术的特点。
本实验的难点之一在于如何用c语言按要求模拟生成随机指令，即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，小组花了大量时间讨论和研究该算法，并参考了相关的资料、运用了随机函数，最终通过一个函数suiji（intpc）予以实现。
第二，如何较好地模拟出先进先出算法（FIFO）、最近最少使用算法（LRU）也花费了较多时间。
在本次设计过程中，用到了许多C++的基本知识和操作系统的基本原理，是对平时所学知识的一次考验，尽管这些知识都学过，但运用到实际时，却不知从何下手，而且错误不断，往往为了找一个错误而花了大量的时间，这是专业知识掌握不够，缺乏实践动手能力的表现。
在设计的过程中我们发现了许多自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，以后还要多加努力。
总之，通过该实验，我们了解到编写程序不是首要任务，而是一种实现手段。
我们最重要的是如何做好需求分析和理清思路，做出正确、简洁的流程设计，这样可以达到事半功倍的效果。
DNS协议为应用层协议，可实现IP地址和主机名之间的转换。
参考程序如下：
1程序源代码：
winsock.h>
string.h>
#pragmacomment（lib,"
ws2_32.lib"
）
//主文件//
intmain（）
WORDwVersionRequested=MAKEWORD（1,1）;
WSADATAwsaData;
//初始化windowssocketsAPI//
if（WSAStartup（wVersionRequested,&
wsaData））{
WSAStartupfailed%s\n"
WSAGetLastError（））;
charhostname[256];
//获得本主机名//
intres=gethostname（hostname,sizeof（hostname））;
if（res!
=0）{//错误处理//
Error:
%u\n"
本主机名为：
%s\n"
hostname）;
//打印本主机名字//
请输入一个主机域名:
）;
//输入一个主机的域名//
scanf（"
%s"
//利用主机名获得主机的地址//
hostent*pHostent=gethostbyname（hostname）;
if（pHostent==NULL）{//错误处理//
Error：
//解析返回的主机地址信息：
别名、地址类型、地址长度，并打印//
hostent&
he=*pHostent;
name=%s\naliase=%s\naddrtype=%d\nlength=%d\n"
he.h_name,he.h_aliases,he.h_addrtype,he.h_length）;
sockaddr_insa;
//打印主机每一个网卡的IP地址//
for（intnAdapter=0;
he.h_addr_list[nAdapter];
nAdapter++）{
memcpy（&
sa.sin_addr.s_addr,he.h_addr_list[nAdapter],he.h_length）;
Address：
inet_ntoa（sa.sin_addr））;
}//显示lP地址//
\n"
unsignedlongaddr;
charhostaddr[50];
请输人服务器IP地址：
//输入一个服务器的IP地址//
hostaddr）;
addr=inet_addr（hostaddr）;
//将lP地址转化为网络字节序//
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