西北工业大学-操作系统实验报告-实验八.pdfVIP

实验八请求分页存储管理设计

一、实验目的

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。

二、实验内容与要求

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；顺序执行一条指令，即第M+1条；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。

三、实验过程

1、数据结构

structpage{//页面结构体

intpage_num;//页面序号

inttime;//上次访问时间

intflag;//页面是否在内存中的标识

intmemory_num;//页面在内存中的序号

structpage*next;//指向下一页面的指针

};

2、常量与全局变量

#defineMAX_INSTRUCTION320//指令流的长度为320

#defineMAX_PAGE32//虚存中页的长度为32

interror_num;//页面失效计数器

intorder[MAX_INSTRUCTION];//随机指令序列数组

intpnum[MAX_INSTRUCTION];//指令对应的页面号

3、函数

intInit(int);//初始