分頁系統(tǒng)課程設(shè)計計算說明書.doc

1、提供全套，各專業(yè)畢業(yè)設(shè)計摘 要在地址映射過程中，若在頁面中發(fā)現(xiàn)所要訪問的頁面不再內(nèi)存中，則產(chǎn)生缺頁中斷。當(dāng)發(fā)生缺頁中斷時操作系統(tǒng)必須在內(nèi)存選擇一個頁面將其移出內(nèi)存，以便為即將調(diào)入的頁面讓出空間，而用來選擇淘汰哪一頁的規(guī)則叫做頁面置換算法。在進程運行過程中，若其所要訪問的頁面不在內(nèi)存需把它們調(diào)入內(nèi)存，但內(nèi)存已無空閑空間時，為了保證該進程能正常運行，系統(tǒng)必須從內(nèi)存中調(diào)出一頁程序或數(shù)據(jù)，送磁盤的對換區(qū)中。但應(yīng)將哪個頁面調(diào)出，所以需要根據(jù)一定的算法來確定。常用的算法有先進先出置換算法（fifo）,最近最久未使用置換算法（lru）和最佳置換算法（opt），該設(shè)計是在vc+6.0環(huán)境下分別用lru和fif

2、o來實現(xiàn)頁面置換算法的模擬程序，并測試。關(guān)鍵字：頁面；中斷；置換算法目 錄1.概述11.1需求分析21.2原理分析31.3設(shè)計相關(guān)知識42.總體設(shè)計43.詳細(xì)設(shè)計53.1地址轉(zhuǎn)換63.2先進先出算法83.3最近最久未使用算法104.系統(tǒng)調(diào)試125.總結(jié)17參考文獻18致 謝19附錄201.概述分頁式虛擬存儲系統(tǒng)將作業(yè)信息的副本存放在磁盤中，不把作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)全部裝入主存，僅裝入立即使用的頁面，在執(zhí)行過程中訪問到不在主存的頁面時，產(chǎn)生缺頁中斷，再把它們動態(tài)地裝入。虛擬存儲的基本思想是基于程序的局部性原理，僅把目前需要的部分程序加載到內(nèi)存，其余暫時不用的程序及數(shù)據(jù)還保留在輔存中。在進程運行過程中

3、，如果所要執(zhí)行的程序不在內(nèi)存，系統(tǒng)要將要執(zhí)行的程序段自動調(diào)入內(nèi)存。此時如果內(nèi)存已滿，則要通過置換操作將暫時不用的程序段先調(diào)出到輔存，然后將所需的程序段調(diào)入內(nèi)存，繼續(xù)執(zhí)行該進程。虛擬存儲器的引入，實際上是利用了存儲管理中邏輯地址空間和物理地址空間的關(guān)系，將計算機的內(nèi)存和輔存結(jié)合起來，使得用戶感覺具有大容量的內(nèi)存，虛擬內(nèi)存在虛擬內(nèi)存在將邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址時，必須通過一個內(nèi)存管理單元mmu（memorymanagementunit）來完成。存儲管理一直是操作系統(tǒng)中的重要組成部分，因為馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)就是建立在存儲程序概念上的，訪問存儲器的操作占cpu時間的70%左右。計算機系統(tǒng)中的存儲器一般分為

4、主存儲器（簡稱主存、內(nèi)存）和輔助存儲器（簡稱輔存）。由于cpu只能直接與內(nèi)存進行通信，因此計算機系統(tǒng)的程序以及與該程序相關(guān)的數(shù)據(jù)，只有被裝入到內(nèi)存中才能有效地執(zhí)行。計算機系統(tǒng)能否高效地管理內(nèi)存空間，不僅直接反映存儲器的利用率，還會影響整個操作系統(tǒng)的性能。1.1需求分析由于純頁式存儲管理提高了內(nèi)存的利用效率，但并不為用戶提供虛存，并且會產(chǎn)生磁盤碎片問題。用戶程序?qū)⑹艿轿锢韮?nèi)存大小的限制。而虛存的存儲管理技術(shù)請求分頁存儲管理技術(shù)和請求分段技術(shù)，則很好的解決了這個問題。該設(shè)計虛擬實現(xiàn)請求分頁管理。請求分頁系統(tǒng)是在分頁系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了請求調(diào)頁功能和頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統(tǒng)。它允許只裝入

5、部分頁面的程序和數(shù)據(jù)，便啟動運行。以后，再通過調(diào)頁功能和頁面置換功能，陸續(xù)把即將要運行的頁面調(diào)入內(nèi)存，同時把暫時不運行的頁面換出到外存上，置換時以頁面為單位。實現(xiàn)將程序正在運行時所需的但尚未在內(nèi)存的頁面調(diào)入內(nèi)存，再將內(nèi)存中暫時不用的頁面從內(nèi)存置換到外存磁盤上。為了實現(xiàn)請求分頁技術(shù)，頁表應(yīng)增加相應(yīng)的內(nèi)容，反映該頁是否在內(nèi)存，在外存的位置，和在內(nèi)存的時間的長短。各字段說明如下： （1）狀態(tài)位：指示該頁是否已調(diào)入內(nèi)存。 （2）訪問字段：記錄本頁在被訪問的次數(shù)，或記錄最近已有多長時間未被訪問。修 改位：表示該頁面在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過。若未被修改，在替換該頁時就不需要再將該頁寫回到外存上，以減少系統(tǒng)

6、的開銷和啟動磁盤的次數(shù)；若已被修改，則必須將該頁重寫到外存上，以保證外存中所保留的始終是最新副本。 （3）外存地址：指出該頁在外存上的地址，通常是物理塊號。1.2原理分析分頁虛擬系統(tǒng)存儲管理方式是在分頁系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了請求調(diào)頁功能和頁面置換功能所形成的虛擬存儲器系統(tǒng)。在進程裝入內(nèi)存時，并不是裝入全部頁面，而是裝入若干頁（一個或零個頁面）之后根據(jù)進程運行的需要，動態(tài)裝入其他頁面。當(dāng)內(nèi)存空間已滿，而又需要裝入新的內(nèi)存時，則根據(jù)某種算法淘汰某個頁面，以便騰出空間，裝入新的頁面。在分頁虛擬存儲管理時使用的頁表，是在原來頁表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，包括以下內(nèi)容：頁號，物理塊號，狀態(tài)位，外存地址。其中狀態(tài)

7、位表示該頁是否已經(jīng)調(diào)入內(nèi)存：外存地址用于指出該頁在外存上的地址，通常是物理塊號，供調(diào)入該頁時使用。在分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)中，每當(dāng)要訪問的頁面不在內(nèi)存時，便產(chǎn)生一缺頁中斷，請求操作系統(tǒng)把所缺頁面調(diào)入內(nèi)存。如果內(nèi)存空間已被裝滿而又要裝入新頁時，必須按某種算法將內(nèi)存中的一些頁淘汰出去，以便調(diào)入新頁，這個工作稱為“頁面置換”。選擇被淘汰頁的方法稱為頁面置換算法。頁面置換算法的好壞，直接影響到系統(tǒng)的性能。一個好的頁面置換算法，應(yīng)具有較低的頁面更換頻率。先進先出算法：這是最早出現(xiàn)的置換算法，該算法每次淘汰最先進入內(nèi)存的頁。這種置換算法的優(yōu)點是：簡單，易于實現(xiàn)。缺點是：效率不高，因為在內(nèi)存中駐留時間最長的頁

8、不一定是最長時間后才使用的頁。并且這種置換算法可能產(chǎn)生“抖動”現(xiàn)象。最近最久未使用算法：該算法淘汰那些在一段時間最少使用的頁。lru算法是較好的一個算法，但是開銷太大，要求系統(tǒng)有較多的支持硬件，因而在實際應(yīng)用中，大多只采用lru的近似算法。1.3設(shè)計相關(guān)知識1虛擬存儲器的引入：局部性原理：程序在執(zhí)行時在一較短時間內(nèi)僅限于某個部分；相應(yīng)的，它所訪問的存儲空間也局限于某個區(qū)域，它主要表現(xiàn)在以下兩個方面：時間局限性和空間局限性。2虛擬存儲器的定義： 虛擬存儲器是只具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量進行擴充的一種存儲器系統(tǒng)。3虛擬存儲器的實現(xiàn)方式：分頁請求系統(tǒng)，它是在分頁系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增

9、加了請求調(diào)頁功能、頁面置換功能所形成的頁面形式虛擬存儲系統(tǒng)。請求分段系統(tǒng)，它是在分段系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了請求調(diào)段及分段置換功能后，所形成的段式虛擬存儲系統(tǒng)。4. 頁面：是將一個進程的邏輯地址空間分成若干個大小相等的區(qū)，稱為頁面或頁，并為各頁加以編號，從0開始。 頁框（頁幀）：把主存空間分成與頁面相同大小的若干個存儲區(qū)，稱為物理塊或頁框， 也同樣從0開始依次編號。頁表：將頁號和頁內(nèi)地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址，必須要有一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來登記頁號和塊的對應(yīng)關(guān)系和有關(guān)信息，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為頁表。5頁面置換算法：常用的頁面置換算法有opt、fifo、lru、clock、lfu、pba等。2.總體設(shè)計分頁存儲管

10、理方式提高了內(nèi)存的利用率，分段存儲管理方式方便了用戶的使用。結(jié)合兩者的優(yōu)點，將分頁存儲管理和分段存儲管理方式組合在一起，形成了段頁式存儲管理方式。在段頁式存儲管理方式中內(nèi)存分為大小相同的塊，每個作業(yè)地址空間按照邏輯關(guān)系分成若干段，并為每個段賦予一個段名，每段可以獨立從0編址，每段按內(nèi)存塊大小分成頁，每段分配與其頁數(shù)相同的內(nèi)存塊，內(nèi)存塊可以連續(xù)也可以不連續(xù)。系統(tǒng)為每段建立頁表記錄每頁對應(yīng)的塊，同時還為該程序建立段表記錄每段對應(yīng)的頁表。由段頁式存儲管理方式的基本原理可以知道，為了訪問段頁式的地址空間，邏輯地址由三部分組成：段號s，段內(nèi)頁號p和頁內(nèi)地址d。（1）硬件地址變換在段頁式存儲管理系統(tǒng)中，為

11、了實現(xiàn)地址變換，配置一段表寄存器，在該寄存器中存放段表的始址和段長。地址變換時，首先利用段號和段長進行比較，如果段號小于段長，則沒有越界，于是利用段表寄存器中的段表始址和段號求出該段的段表中的位置，從中得到該段的頁表始址，并利用邏輯地址中的段內(nèi)頁號得到該頁對應(yīng)的頁表的位置，從中讀出該頁所對應(yīng)的物理塊，把物理塊號和頁內(nèi)地址送物理地址寄存器，構(gòu)成物理地址。作業(yè)業(yè)執(zhí)行時,指令中的邏輯地址指出參加運算的操作數(shù)(或指令)地址中的頁號和頁內(nèi)偏移量。硬件地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)按頁號查頁表。若該頁的標(biāo)志為1,則表示該頁已在主存,從而找到該頁對應(yīng)的主存塊號。根據(jù)關(guān)系式:絕對地址=塊號*塊的長度+頁內(nèi)偏移量計算出欲訪問的主

12、存地址。由于頁號為2的整次冪,所以只要將塊號與頁內(nèi)偏移量相拼接,放入主存地址寄存器即可。按照該地址取指令或取操作數(shù),完成指定的操作。設(shè)計一個”地址變換”程序,模擬硬件地址變化過程。當(dāng)訪問的頁在主存時,則形成絕對地址后,不去模擬指令的執(zhí)行,而是輸出被轉(zhuǎn)換的地址。當(dāng)訪問的頁不在主存時,輸出”該頁不在主存,產(chǎn)生缺頁中斷”,以表示產(chǎn)生一次缺頁中斷。（2）頁面置換算法a先進先出置換算法（fifo）：是最簡單的頁面置換算法。這種算法的基本思想是：當(dāng)需要淘汰一個頁面時，總是選擇駐留主存時間最長的頁面進行淘汰，即先進入主存的頁面先淘汰。其理由是：最早調(diào)入主存的頁面不再被使用的可能性最大。b最近最久未使用（lr

13、u）算法：這種算法的基本思想是：利用局部性原理，根據(jù)一個作業(yè)在執(zhí)行過程中過去的頁面訪問歷史來推測未來的行為。它認(rèn)為過去一段時間里不曾被訪問過的頁面，在最近的將來可能也不會再被訪問。所以，這種算法的實質(zhì)是：當(dāng)需要淘汰一個頁面時，總是選擇在最近一段時間內(nèi)最久不用的頁面予以淘汰。開 始進入硬件地址變換算法進入頁面置換算法輸入指令輸入指令的邏輯地址退出產(chǎn)生隨機序列l(wèi)ru算法fifo算法進程序列號總體設(shè)計模塊圖如下圖2.1圖2.1總體設(shè)計模塊圖3.詳細(xì)設(shè)計3.1地址轉(zhuǎn)換（1）分頁式虛擬存儲系統(tǒng)是把作業(yè)信息的副本存放在磁盤上，當(dāng)作業(yè)被選中時，可把作業(yè)的開始幾頁先裝入主存且啟動執(zhí)行。為此，在為作業(yè)建立頁表時

14、，應(yīng)說明哪些頁已在主存，哪些頁尚未裝入主存，其中，標(biāo)志-用來表示對應(yīng)頁是否已經(jīng)裝入主存，標(biāo)志位=1，則表示該頁已經(jīng)在主存，標(biāo)志位=0，則表示該頁尚未裝入主存。主存塊號-用來表示已經(jīng)裝入主存的頁所占的塊號，在磁盤上的位置-用來指出作業(yè)副本的每一頁被存放在磁盤上的位置。（2）作業(yè)執(zhí)行時，指令中的邏輯地址指出了參加運算的操作存放的頁號和單元號，硬件的地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)按頁號查頁表，若該頁對應(yīng)標(biāo)志為“1”，則表示該頁已在主存，這時根據(jù)關(guān)系式： 絕對地址=塊號塊長+單元號。計算出欲訪問的主存單元地址。如果塊長為2的冪次，則可把塊號作為高地址部分，把單元號作為低地址部分，兩者拼接而成絕對地址。若訪問的頁對應(yīng)標(biāo)志

15、為“0”，則表示該頁不在主存，這時硬件發(fā)“缺頁中斷”信號，由操作系統(tǒng)按該頁在磁盤上的位置，把該頁信息從磁盤讀出裝入主存后再重新執(zhí)行這條指令。（3）設(shè)計一個“地址轉(zhuǎn)換”程序來模擬硬件的地址轉(zhuǎn)換工作。當(dāng)訪問的頁在主存時，則形成絕對地址，但不去模擬指令的執(zhí)行，而用輸出轉(zhuǎn)換后的地址來代替一條指令的執(zhí)行。當(dāng)訪問的頁不在主存時，則輸出“產(chǎn)生缺頁”，表示產(chǎn)生了一次缺頁中斷。（4）地址變換過程：當(dāng)進程要訪問某個邏輯地址中的數(shù)據(jù)時，分頁地址變換機構(gòu)會自動將邏輯地址分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，再以頁號為索引去檢索頁表，查找操作由硬件執(zhí)行。在執(zhí)行檢索之前，先將頁號與頁表寄存器中的頁表長度進行比較，如果頁號大于或等于頁

16、表長度，則表示本次所訪問的地址已超越進程的地址空間。于是，這一錯誤將被系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并產(chǎn)生一地址越界中斷。若沒有出現(xiàn)越界錯誤，則將頁表始址與頁號和頁表項長度的乘積相加，便得到該表項在頁表中的位置，于是可從中得到該頁的物理塊號，將之裝入物理地址寄存器中。與此同時，再將邏輯地址寄存器中的頁內(nèi)地址直接送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中，這樣便完成了從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。開始取一條指令取指令中訪問的頁號查頁表該頁標(biāo)志=1？形成絕對地址輸出絕對地址輸出“該頁不在主存”發(fā)生缺頁中斷有后續(xù)指令？結(jié)束取下一條指令yynn圖3.1地址變換圖3.2先進先出算法該算法總是淘汰最先進入內(nèi)存的頁面，即選擇在內(nèi)存中駐留時

17、間最久的頁面予以淘汰。該算法實現(xiàn)簡單，只需把一個進程已調(diào)入內(nèi)存的頁面，按照先后次序鏈接成一個隊列，并設(shè)置一個指針，稱為替換指針，使它總指向最老的頁面。但該算法與進程實際運行的規(guī)律不相適應(yīng)，因為在進程中，有些頁面經(jīng)常被訪問，比如，含有全局變量、常用函數(shù)、例程等的頁面，fifo算法并不能保證這些頁面不被淘汰。（1）在分頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，當(dāng)硬件發(fā)出“缺頁中斷”后，引出操作系統(tǒng)來處理這個中斷事件。如果主存中已經(jīng)沒有空閑塊，則可用fifo頁面調(diào)度算法把該作業(yè)中最先進入主存的一頁調(diào)出，存放到磁盤上，然后再把當(dāng)前要訪問的頁裝入該塊。調(diào)出和裝入后都要修改頁表中對應(yīng)頁的標(biāo)志。（2）fifo頁面調(diào)度算法總是淘汰

18、該作業(yè)中最先進入主存的那一頁，因此可以用一個數(shù)組來表示該作業(yè)已在主存的頁面。假定作業(yè)被選中時，把開始的m個頁面裝入主存，則數(shù)組的元素可定為m個。例如： p0，p1，.，pm-1其中每一個pi（i=0，1，.，m-1）表示一個在主存中的頁面號。它們的初值為：p0:=0，p1:=1，.，pm-1:=m-1用一指針k指示當(dāng)要裝入新頁時，應(yīng)淘汰的頁在數(shù)組中的位置，k的初值為“0”。當(dāng)產(chǎn)生缺頁中斷后，操作系統(tǒng)選擇pk所指出的頁面調(diào)出，然后執(zhí)行：pk:=要裝入頁的頁號 k:=(k+1) mod m再由裝入程序把要訪問的一頁信息裝入到主存中。重新啟動剛才那條指令執(zhí)行。（3）fifo 頁面調(diào)度算法總是淘汰該作

19、業(yè)中最先進入主存的那一頁，因此可以用一個數(shù)組來表示該作業(yè)已在主存的頁面。假定作業(yè)被選中時，把開始的m 個頁面裝入主存，則數(shù)組的元素可定為m 個。（4）優(yōu)點：對每個進程來說都是公平的。對于長作業(yè)來說比較有利，但對于短作業(yè)來說需要等待很長的時間。缺點：fifo算法從表面上看對所有作業(yè)都是公平的，但實際上當(dāng)一個長作業(yè)排在就緒隊列前面時，就會使排在其后的許多短作業(yè)等待很長的時間。所以，這種算法不利于短作業(yè)，致使短作業(yè)的等待時間可能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出它運行的時間入口初始化數(shù)據(jù)i指向下一個頁面頁面是否存在物理塊是否有空閑先進先出的頁面作為淘汰頁i頁面長度計算缺頁率，并輸出數(shù)據(jù)結(jié)束將頁面放空到空閑的物理塊處yy圖3

20、.2先來先服務(wù)算法圖3.3最近最久未使用算法（1）算法的基本思想：當(dāng)需要淘汰某一頁時，選擇離當(dāng)前時間最近的一段時間內(nèi)最久沒有使用過的頁先淘汰。該算法的主要出發(fā)點是，如果某頁被訪問了，則它可能馬上還被訪問。或者反過來說，如果某頁很長時間未被訪問，則它在最近一段時間不會被訪問。（2）在分頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，當(dāng)硬件發(fā)出“缺頁中斷”后，引出操作系統(tǒng)來處理這個中斷事件。如果主存中已經(jīng)沒有空閑塊，則可用lru頁面調(diào)度算法把該作業(yè)中最先進入主存的一頁調(diào)出，存放到磁盤上，然后再把當(dāng)前要訪問的頁裝入該塊。調(diào)出和裝入后都要修改頁表中對應(yīng)頁的標(biāo)志。（3）lru頁面調(diào)度算法總是淘汰該作業(yè)中距現(xiàn)在最久沒有訪問過的那一頁

21、，因此可以用一個數(shù)組來表示該作業(yè)已在主存的頁面。數(shù)組中的第一個元素總是指出當(dāng)前剛訪問的頁號，因此最久沒被訪問的頁總是由最后一個元素指出。入口初始化數(shù)據(jù)i指向下一個頁面頁面是否存在物理塊是否有空閑最近最久未使用的頁面作為淘汰頁i頁面長度計算缺頁率，并輸出數(shù)據(jù)結(jié)束將頁面放空到空閑的物理塊處yy圖3.3最近最久未使用算法圖4.系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試分析：調(diào)試是整個程序編寫過程中十分重要也是很困難的一部分，在這個過程中用了不少的時間進行程序的調(diào)試，在調(diào)試過程中遇到的相關(guān)問題如下：一、語法錯誤1、語句的最后忘記了加上“；”，使程序發(fā)生錯誤。2、把“”寫反，以及字符與字符串的操作問題，這些是比較簡單的錯誤，很容易分

22、辨出來，并改正之。3、函數(shù)的返回值問題，也是比較容易找出并解決的問題。二、邏輯錯誤1、最大的一個問題就是兩個算法的正確實現(xiàn)，在程序的編寫時，兩個程序是分開進行編寫的，分別執(zhí)行起來沒有什么問題，但是把兩個程序融合在一起后，卻出現(xiàn)了問題，即在執(zhí)行完成一個算法后再執(zhí)行另外一個算法時，開始的數(shù)據(jù)是緊接著上次算法結(jié)果的數(shù)據(jù)進行實驗的。這個問題困擾了我好長時間，直到現(xiàn)在還沒有很好的解決掉，程序只能分別執(zhí)行一次，如果再進行執(zhí)行的話，就會出現(xiàn)問題。自己的編程技術(shù)不好，程序編的也很繁瑣，但是基本的要求已經(jīng)實現(xiàn)了，希望這次的實驗是自己動手的一個開始，自己應(yīng)該更加努力，再接再厲。2、在這次課程設(shè)計中，遇到了一些困難

23、，例如怎么實現(xiàn)各種算法，如何進行函數(shù)調(diào)用及對數(shù)據(jù)的限制操作等，在遇到這些困難的時候，我們會去查閱資料，仔細(xì)看書，嘗試用不同的方法解決，在各種方法中選擇一種最好的方法，有的時候會碰到不知道如何實現(xiàn)的函數(shù)，我就盡量去和同學(xué)去調(diào)試它。整個調(diào)試過程中主要是這么幾個問題，其余的是一些小問題，很容易的就調(diào)試出來了。（1）進入界面：選項1為地址變換算法，選項2為頁面置換算法圖4.1主界面（2）進入硬件地址變換算法：選擇；進入之后共有輸入指令和進入置換頁面算法兩個選項，當(dāng)輸入1時就可以進行地址變換了。圖4.2地址變換界面（3）輸入選擇1后，系統(tǒng)自動生成頁號，標(biāo)記位，外存地址和主存號，再輸入邏輯地址，系統(tǒng)即可算

24、出物理地址，并給出詳細(xì)信息：頁面號，主存號和偏移量圖4.3地址變換圖（4）當(dāng)輸入的邏輯地址超出地址范圍時就產(chǎn)生了缺頁中斷，顯示該頁不在主存內(nèi)圖4.4缺頁中斷圖（5）退回到主界面選擇2進入頁面置換算法，有3個選擇：產(chǎn)生隨機序列號，先進先出算法和最近最久未使用算法圖4.5進入頁面置換算法界面（6）選擇1產(chǎn)生隨機進程序列號：即可產(chǎn)生一組無規(guī)則的隨意的進程序列號圖4.6產(chǎn)生進程序列號圖（7）產(chǎn)生隨機序列號后，選擇2進入最近最久未使用算法，將產(chǎn)生內(nèi)存狀態(tài)并自動顯示調(diào)入隊列，缺頁次數(shù)和缺頁率圖4.8最近最久未使用算法圖（8）選擇3先進先出算法，就可產(chǎn)生算法表和缺頁次數(shù)圖4.8先進先出算法圖5.總結(jié)對于c+

25、初學(xué)者來說，這一抽象的編程語言的確有些晦澀難懂，尤其是其中的一些細(xì)節(jié)部分，在課設(shè)過程時稍有不慎就會出錯。好在c+實踐編程給我們提供了一個很好的運用所學(xué)知識來提高自己編程能力的機會，編程過程中需要的是細(xì)心和耐心，另外，完備和熟絡(luò)的基礎(chǔ)知識也很重要。一個較為復(fù)雜的程序通常需要串聯(lián)多種語句、定義多個變量，這樣就很容易出現(xiàn)問題，包括一些語法錯誤和運行錯誤，所以調(diào)試很重要，每當(dāng)出現(xiàn)的結(jié)果和預(yù)想的不一樣或是效果不是很好時就需要調(diào)試了。調(diào)試過程是一個完善程序的過程，也是一個提升自己編程能力的過程，在不斷的檢查與修改中，自己的編程能力才會不斷提升，只有這樣，最終的程序才會趨于簡單、正確，避免冗長、復(fù)雜。對于這

26、次編程實踐，我總結(jié)了以下心得：1、不懂的部分多與小組成員交流，上網(wǎng)查資料；2、把復(fù)雜程序按照功能進行分解，分解成一個個模塊，一個模塊一個功能，避免大程序；3、多寫注釋，當(dāng)遇到錯誤時可以方便的找出問題所在；4、要記得判斷可能出現(xiàn)運行異常的地方。經(jīng)過本次程序設(shè)計，暴露出本團隊的很多問題，首先是知識掌握水平不一，作為組長因自身水平不高，果斷決定所有變量及函數(shù)名采用拼音縮寫。然后是隊員編出的程序無法完美兼容，顯示出我們溝通的缺乏。同時也表現(xiàn)出我們知識的欠缺，對于置換算法，地址變換及頁表的使用，了解的是在有限，仍需要不斷學(xué)習(xí)，書本上的東西跟本無法完成一個程序。每次報錯我們需要根據(jù)錯誤修改，改不了的就上網(wǎng)

27、查找原因,還有好多好多的瑕疵。但是不得不承認(rèn)，經(jīng)過本次課題設(shè)計，也表現(xiàn)出隊員們的很多優(yōu)點，思維縝密，查漏補缺，集體的力量是偉大，通過大家的討論，總能得到一個好的解決方案。參考文獻1 湯子瀛，哲鳳屏.計算機操作系統(tǒng)m.西安：西安電子科技大學(xué)學(xué)出版社.1996年2王萬森.計算機操作系統(tǒng)原理m.北京：高等教育出版社.2001年3周長林，左萬歷. 計算機操作系統(tǒng)教程m.北京：高等教育出版社.1994年4黃廷輝，王宇英.計算機操作系統(tǒng)實踐教程m.北京：清華大學(xué)出版社. 2007年5月5殷兆麟.計算機操作系統(tǒng)m.北京：清華大學(xué)出版社.2007年3月6張堯?qū)W，史美林，張高.計算機操作系統(tǒng)教程m.北京：清華大

28、學(xué)出版社.1993年致 謝在編寫程序的過程中，我們得到了馬老師的精心指導(dǎo)以及孜孜不倦的教誨，在老師的指導(dǎo)下，我們的能力得到了提高，同時養(yǎng)成了科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和習(xí)慣，在此，我們對老師的精心栽培表示衷心的感謝！ 在課設(shè)的這幾天中感謝同學(xué)和搭檔的幫忙，我才能夠完成課設(shè)任務(wù)，同時感謝學(xué)校的大力支持。首先得感謝馬老師這幾天的指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝！其次也感謝那些在我們不懂得時候給予我們幫助的同學(xué)。起初，我們剛開始設(shè)計時，對內(nèi)容掌握度根本就不夠，通過了4天的上機實習(xí)及課后的查閱資料、詢問同學(xué)才對自己的程序有了系統(tǒng)的認(rèn)識及完成程序的設(shè)計思路，并在大家的幫助下完成了本次課程設(shè)計的全部內(nèi)容，看著自己做出來的東

29、西心中莫名的開心，在這次過程中也歷練了自己的耐心及學(xué)習(xí)方法。總之在這次實習(xí)中獲益匪淺。對馬老師再次表示感謝！附錄#include#include#include#include #include #include#includeusing namespace std;#define myprintf printf(|-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-|n) /*表格控制*/ #define bsize 4 /物理塊大小#define psize 16 /進程大小void chushihua();/初始化函數(shù)void ymzh();void yemianzhihu

30、an();void changeaddr(struct page p,int logaddr);void dizhizhuanhuan();void menu();int wang();int yemianliu32=0;/全局變量數(shù)組，地址流int p; struct pageint pno;/頁號int flag;/標(biāo)志位int cno;/主存號int modf;/修改位int addr;/外存地址page; /全局變量p是一共有多少地址流typedef struct page1 int num; /*記錄頁面號*/ int time; /*記錄調(diào)入內(nèi)存時間*/ page1; /* 頁面邏

31、輯結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為方便算法實現(xiàn)設(shè)計*/ page1 bbsize; /*內(nèi)存單元數(shù)*/ int cbsizepsize; /*暫保存內(nèi)存當(dāng)前的狀態(tài)：緩沖區(qū)*/ int queue100; /*記錄調(diào)入隊列*/ int k; /*調(diào)入隊列計數(shù)變量*/ int phbbsize=0; /物理塊標(biāo)號int propsize=0; /進程序列號int flagbsize = 0; /進程等待次數(shù)(存放最久未被使用的進程標(biāo)志)int i = 0, j = 0,k = 0; /i表示進程序列號,j表示物理塊號int m = -1, n = -1; /物理塊空閑和進程是否相同判斷標(biāo)志int max = -1,m

32、axflag = 0; /標(biāo)記替換物理塊進程下標(biāo)int count = 0; /統(tǒng)計頁面缺頁次數(shù)void chushihua()/初始化函數(shù)int t;srand(time(0);/隨機產(chǎn)生指令序列 p=12+rand()%32;cout地址流序列：;coutendl;for(int i=0;i=0;i-)coutyemianliui ;coutendl;void ymzh()chushihua(); yemianzhihuan();void yemianzhihuan()int a;printf( - n);printf( - 歡迎使用分頁模擬實驗系統(tǒng) - n);printf( - n);p

33、rintf( n);printf( 1.進入硬件地址變換算法 n);printf( - n);printf( 2.進入頁面置換算法 n);printf( n);printf(請輸入您的選擇:);switch(a)case 1:ymzh();break;case 2: wang();break;default:cout輸入有誤，請重新輸入！endl;break;void changeaddr(struct page p,int logaddr)/地址變換int j=logaddr/64;/對應(yīng)的塊號int k=logaddr%64;/對應(yīng)的偏移量int flag=0;int addr;for(i

34、nt i=0;i8;i+)if(pi.pno=j)/找到對應(yīng)的頁號if(pi.flag=1)/頁面標(biāo)志為1addr=o*64+k;cout物理地址為: addrendl;cout詳細(xì)信息: t頁面號：pi.pnot主存號:ot偏移量：kendl;flag=1;break;if(flag=0)cout該頁不在主存,產(chǎn)生缺頁中斷endl; void dizhizhuanhuan()int a;int ins;/指令邏輯地址struct page p8;p0.pno=0;p0.flag=1;o=5;p0.modf=1;p0.addr=011;p1.pno=1;p1.fl

35、ag=1;o=8;p1.modf=1;p1.addr=012;p2.pno=2;p2.flag=1;o=9;p2.modf=0;p2.addr=013;p3.pno=3;p3.flag=1;o=10;p3.modf=0;p3.addr=015;p4.pno=4;p4.flag=0;p4.addr=017;p5.pno=5;p5.flag=0;p5.addr=025;p6.pno=6;p6.flag=0;p6.addr=212;p7.pno=7;p7.flag=0;p7.addr=213;printf(ttt-ttt);printf(ttt-歡迎進入硬件地址變換界面

36、-ttt);printf(ttt-tttn);printf(ttt ttt); printf(ttt 1、輸入指令 ttt);printf(ttt -ttt); printf(ttt 2、進入頁面置換算法 ttt);printf(ttt -ttt);printf(ttt 0、退出(exit) ttt); printf(ttt tttn);while(a!=0) coutendla;cout頁號 標(biāo)記位 外存地址 主存號endl;for(int i=0;i8;i+) coutpi.pnotpi.flagtpi.addrt;if(pi.flag)o;coutendl; switc

37、h(a)case 0:printf(ttt- 再見！- tttn);break;case 1:coutins;changeaddr(p,ins);break;case 2:system(cls);a=wang();break;default:cout輸入有誤，請重新輸入！endl;break;void menu()int a; printf(ttt-ttt);printf(ttt-歡迎使用分頁模擬實驗系統(tǒng)-ttt);printf(ttt-tttn);printf(ttt ttt); printf(ttt 1、進入硬件地址變換算法 ttt);printf(ttt -ttt); printf(tt

38、t 2、進入頁面置換算法 ttt);printf(ttt -ttt);printf(ttt 0、退出(exit) ttt); printf(ttt tttn); printf(請選擇所要執(zhí)行的操作:); scanf(%d,&a);switch(a)case 0:printf(ttt- 再見！- tttn);break;case 1:dizhizhuanhuan();break;case 2:wang();break;default:cout輸入有誤，請重新輸入！endl;break;void main() menu();/*/隨機產(chǎn)生序列號函數(shù)int* build()printf(隨機產(chǎn)生一個

39、進程序列號為：n);int i = 0; for(i=0; ipsize; i+) proi = 10*rand()/(rand_max+1)+1; printf(%d ,proi); printf(n); return(pro);/*/查找空閑物理塊int searchpb()for(j=0; jbsize; j+) if(phbj = 0) m = j; return m; break;return -1;/*/查找相同進程int searchpro()for(j = 0; j bsize; j+) if(phbj = proi) n = j; return j;return -1;/*/

40、初始化內(nèi)存void empty()for(i=0;ibsize;i+)phbi=0; count=0; /計數(shù)器置零/*/先進先出頁面置換算法void fifo() for(i = 0; ipsize; i+) m=searchpb(); n=searchpro();/找flag值最大的 for(j = 0; j maxflag) maxflag = flagj; max = j; if(n = -1) /不存在相同進程 if(m != -1) /存在空閑物理塊 phbm = proi; /進程號填入該空閑物理塊 count+; flagm = 0; for(j = 0;j = m; j+)

41、flagj+; m = -1; else /不存在空閑物理塊 phbmax = proi; flagmax = 0; for(j = 0;j bsize; j+) flagj+; max = -1; maxflag = 0; count+; else /存在相同的進程 phbn = proi; for(j = 0;j bsize; j+) flagj+; n = -1; for(j = 0 ;j bsize; j+) printf(%d ,phbj); printf(n); printf(缺頁次數(shù)為：%dn,count);printf(n);/*初始化內(nèi)存單元、緩沖區(qū)*/ void init(page1 *b,int cbsizepsize) int i,j; for(i=0;ipsize;i+) bi.num=-1;