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操作系统存储管理实验报告总结

篇一：东华大学操作系统存储管理实验报告

东华大学计算机学院

操作系统实验报告

实验名称：存储管理问题姓名：姜元杰

学号：8

班级：计算机1102指导老师：李继云

报告日期：XX/11/2

一、实验概述

1.实验目标

存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式

管理是一种

常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是通过请求页

式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的

特点，掌握请求页式管理的页面置换算法。

2.实验要求

1)通过随机数产生一个指令序列，共320条指令，指

令的地址按下述

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%的指令是均匀分布在后地址部分。

2)将指令序列变换成页地址流

?页面大小=10条指令

?4页?用户虚存容量=32页；

?在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址

3)计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中

率。

?先进先出的算法（FIFO）；

?最近最少使用算法（LRU）；

?最佳淘汰算法（OPT）；

?命中率=1-页面失效次数/页地址流长度；

输出以表结构输出，行头是页码，列头是对应替换算法。

在本实验中，页地址流长度为320，页面失效次数为每次访

问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。

二、实验内容

1.设计思路

总体思路：

设计存储管理类（classStorageManagemen），封装FIFO，

LRU,OPT算法实现函数与各自所需公共或个体数据机构和公

共代码部分，实现“TOP-DOWN”的程序

设计思想，增强代码结构性和可读性。

1)先进先出的算法（FIFO）：FIFO是最简单的页置换算

法，FIFO的页置

换的算法为每个页记录着该页调入内存的时间。当必须

置换一页时，将选择最旧的页。注意并不需要记录调入一页

的确切时间，可以创建一个FIFO队列来管理内存中的所有

页。队列中的首页将被置换。当需要调入页时，将它加入到

队列的尾部。FIFO的页置换算法很好理解和实现，但是，其

性能并不是很好。所替代的页可能是很久以前使用的、现已

不再使用的初始化模块，另一方面，所替代的页可能包含一

个以前初始化的并且不断使用的常用变量。

2)最近最少使用算法（LRU）：选择最近最长时间未访

问过的页面予以淘

汰，默认过去一段时间内未访问过的页面，在最近的将

来可能也不会被访问。本实验实现算法通过为每个页面设置

一个访问字段，用来记录页面自上次被访问以来所经历的时

间，淘汰页面时选择现有页面中值最大的予以淘汰。尽管各

类参考书声明LRU算法为堆栈类算法，但本实验通过优先队

列完全可以实现。

3)最佳淘汰算法（OPT）：最佳置换算法所选择的被淘

汰页面将是以后永不

使用，或者是在最长时间内不再被访问的页面，这样可

以保证获得最低的缺页率。本实验实现算法通过为每个页面

设置一个CPU使用“间隔”——即表示CPU将在未处理的页

面序列中第几步处理到该页面，如果页面不再被CPU处理，

赋值为极大值（INT_MAX），淘汰页面时选择现有页面中值最

大的予以淘汰。本实验同LRU一样，通过优先队列实现。

2.主要数据结构

1)公共部分：

classStorageManagement：

?constintMAX_OP_NUM：操作页面最大数，默认320

?constintMAX_MEMORY_PAGE：用户内存存储物理块

数最大值，默认32?intPage_OP[MAX_OP_NUM]：访问页面

序列，随机生成

?doubleMiss：每次访问相应指令时，该指令所对应

的页不在内存的次数?double