实验五、存储管理实验报告.doc

河南师范大学计算机与信息技术学院
计算机与信息技术学院综合性实验报告

专业：计算机科学与技术年级/班级：2009级2011—2012学年第一学期
课程名称计算机操作系统指导教师齐娜学号姓名0908114006司景霞实验地点过街楼D区实验时间周三晚项目名称基于优先数的进程调度实验类型综合性
实验目的
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。
实验仪器或设备
微型计算机、Linux操作系统、devC++
总体设计
1、通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。其地址按下述原则生成：
①50%的指令是顺序执行的；
②25%的指令是均匀分布在前地址部分；
③25%的指令是均匀分布在后地址部分；
具体的实施方法是：
A.在[0，319]的指令地址之间随机选取一起点M；
B.顺序执行一条指令，即执行地址为M+1的指令；
C.在前地址[0，M+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为M’；
D.顺序执行一条指令，其地址为M’+1；
E.在后地址[M’+2，319]中随机选取一条指令并执行；
F.重复A—E，直到执行320次指令。
2、指令序列变换成页地址流，设：
①页面大小为1K；
②用户内存容量为4页到32页；
③用户虚存容量为32K。
在用户虚存中，按每页存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：
第0条～第9条指令为（对应虚存地址为[0，9]）；
第10条～第19条指令为（对应虚存地址为[10，19]）；
…………
第310条～第319条指令为（对应虚存地址为[310，319]）；
按以上方式，用户指令可组成32页。
3、计算并输出下述算法在不同内存容量下的命中率。
A.FIFO先进先出置换算法；
B.LRU最近最久未使用置换算法；
C.NUR最近未使用置换算法。
命中率=1-页面失效次数/页地址流长度
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。
4、相关定义
(1)数据结构
eq\o\ac(○,1)页面类型
typedefstruct/*页面结构*/
{
intpn,pfn,time;
}pl_type;
其中pn为页面号，pfn为页帧号，time为访问时间
eq\o\ac(○,2)页帧控制结构
structpfc_struct{/*页帧控制结构*/
intpn,pfn;
structpfc_struct*next;
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;

其中pfc_typepfc[total_vp]定义用户进程虚页控制结构
*freepf_head为空闲页帧头的指针
*busypf_head为忙页帧头的指针
*busypf_tail忙页帧尾的指针

(2)函数定义
voidinitialize(int):初始化函数
voidFIFO(int):计算使用FIFO算法时的命中率
voidLRU(int):计算使用LRU算法时的命中率
voidNRU(int):计算使用NRU算法时的命中率
(3)变量定义
inta[total_instruction]:指令流数组
intdiseffect:页面失效次数
intpage[total_instruction]:每条指令所属页面号
intoffset[total_instruction]:每页装入10条指令后取模运算得出的页内偏移地址
inttotal_pf:用户进程的内存页面数
实验步骤
按照流程图编写代码、并上机调试运行
程序代码：
#include<stdlib.h>
#include<stio.h>
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineINVALID-1
#definetotal_instruction320/*指令流长*/
#definetotal_vp32/*虚页长*/

typedefstruct/*页面结构*/
{
intpn,pfn,time;
}pl_type;
pl_typepl[total_vp];/*页帧结构数组*/
structpfc_struct{/*页帧控制结构*/
intpn,pfn;
structpfc_struct*next;
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;
intdiseffect,a[total_instruction];
intp