操作系統(tǒng)分頁式存儲管理課程設計

1、石家莊經(jīng)濟學院華信學院操作系統(tǒng)課程設計報告（學院）系:華信學院專 業(yè):計算機科學與技術(shù)姓 名:班級:09級3班學號:40941708032指導教師:孟永剛2012年6月22日操作系統(tǒng)課程設計報告姓名宋攀學號4日期2012 年 6 月 11-21 號實驗室機房2、3指導教師孟永剛設備編號設計題目虛擬存儲器一、設計內(nèi)容模擬分頁式虛擬存儲管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁中斷，以與選擇頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷。二、設計目的在計算機系統(tǒng)中，為了提高主存利用率，往往把輔助存儲器（如磁盤）作為主 存儲器的擴充，使多道運行的作業(yè)的全部邏輯地址空間總和可以超出主存的絕對 地址空間。用這種辦法擴充的主存儲器稱為虛擬存儲

2、器。通過本實習幫助同學們 理解在分頁式存儲管理中怎樣實現(xiàn)虛擬存儲器。三、設計過程、同組人員：陳秀張德蛟1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計本設計所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：結(jié)構(gòu)體和數(shù)組，詳細描述如下: 指令結(jié)構(gòu)體如下typedef structint page_ nu m;頁號int unit_nu m;單兀號order;頁表結(jié)構(gòu)體如下typedef structint page_ nu m;頁號int flag;/ 標志int memery_num;主存儲塊號int m_flag;修改標志char locatio n 4;/在磁盤上的位置pageform;作業(yè)頁表數(shù)組如下#defi ne C 7 pageform a

3、C;主存頁表數(shù)組如下#defi ne C14pageform pC1;2. 算法設計1）該源程序分為以下幾個模塊：（1 ）主存初始化模塊（2）頁表初始化模塊（3）打印初始化后的頁表信息模塊（4）地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁中斷模塊（5）先進先出（FIFO ）頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷模塊2）對各模塊進行詳細說明：（1）主存初始化模塊函數(shù)：memunit_init（）入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無功能描述：調(diào)入4個頁面對4個空閑主存進行頁面初始化，調(diào)入頁面包括a0,a1,a2,a3;空閑主存包括 p0,p1,p2,p3。圖1主存初始化模塊(2) 頁表初始化模塊函數(shù)：pagenit()入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無功能描

4、述：對作業(yè)頁表表項初始化，包括對頁面a0,a1,a2,a3，a4,a5,a6的初始化。流程圖如下：嚴*1開始初始化作業(yè)各頁表項圖2(3) 打印頁表信息函數(shù)：pageform_print()入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無功能描述：打印初始化后的作業(yè)頁表表項，對作業(yè)頁表表項初始化，包括對頁面 a0,a1,a2,a31 ，a4,a5,a6的初始化；然后打印 開始圖4地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁中斷模塊(5)先進先出(FIFO )頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷模塊函數(shù):order2()入口參數(shù)：無出口函數(shù)：無功能描述：根據(jù)取出的指令的頁號查找頁表，在該頁的標志位=1的前提下，如果是存命令，就置該頁的修改標志位=1并且計算和

5、輸出該頁的絕對地址，如果不是存命令，就只計算和輸出該頁的絕對地址；在該頁的標志位=0的前提下，則模擬FIFO算法，k 初始化為0，則執(zhí)行把pk的各個表項分別賦值給j的各個表項，判斷j頁的修改標志是否為1 ，如果為1就輸出 OUT j并且輸出IN cmd.page_num ，否則只輸出INcmd.page_num ，執(zhí)行把 cmd.page_num 賦值給 pk.page_num ，再執(zhí)行k:=(k+1)mod m，然后修改所有由于輸入命令所引起的有關的頁面各種表項，最后輸出所有作業(yè)頁面的最新表項値輸入題諭內(nèi)存鬻下主存塊號11110 0 0修改標志磁盤位置01191231302102202312

6、1-W- 3 iSi i£ 一圖7輸入1后的窗口3. 輸入的頁號為0，輸入的單元號為70,輸入有后繼指令，結(jié)果截屏如圖 8所示:CiXDOCUMEHTS AKD SETTIHGSADIIHISTRATORWf409417D8Q3245feBebu嘗前內(nèi)存頁星口下: 而'l標心11主存塊號59修改標志00Q0000磁盤便置0116120130210220231214£1000請輸入新指令的單元號:70是否有后繼指令少61絕對地址為r 710圖8輸入已在主存中的作業(yè) /4. 輸入的頁號為4，輸入的單元號為53，輸入無后繼指令，結(jié)果截屏如圖9所示:W 主存塊號修改標志0S

7、磷蠱位置01101261362162 3623121t-v CzXDOCmEMTS AID SETTIHGSXADIiaiSTRATORX面MDMlTDSDdM宋皐WeIhi11180郵遵黑鬍賈號*0請輸入新指令的單元號:70是否有后繼指令0/1 =絕對地址為：710鹼矯霸蔬號：4請輸入新捐令的單元號I是否有后繼指令0/10Pre5 any key to contdnie圖9輸入未在主存中的作業(yè)5. 輸入2后的初始窗口截屏如圖10所示:0002341 1 Q0Q210128 S肛29 0Q13主存塊號0 1二羽h ClWCUlEITS Aim SETTIliGSADIlJiLSTRATOR 桌

8、畫14仙411UUM 21 宋畢 IMbm.0藹內(nèi)存黔下號頁0?曙 入必 輸輸 6WW燼改標志0磁盤位置011圖10輸入題目2的初始化窗口6. 輸入的頁號為0,輸入的單元號為70,輸入存指令，輸入無后繼指令，結(jié)果 截屏如圖11所示：修改標志磁盤位置主存塊號擲存踏1111070號元單>: 的zn 令心 舀令 S 入存 輸否12 3 4呂石請請請是y是1絕請請尋k0 0指令入入171盤 為的?8 址地入入盂 *C:D0CUIEHTS)SETTIHGSADII¥ISTRATOK桌面40941708032*1 宋拳詒輸人題v<lz2> =圖11輸入新指令7. 輸入的頁號為4

9、，輸入的單元號為 53，輸入存指令，輸入有后繼指令，結(jié) 果截屏如圖12所示：心"C:DOCUIENTS AJO) SET TING SAI>IIliISTRATOR< 面 14D 旳 lT(J80d 制末春 M>Ebu是否有后繼扌旨令WZD21絕對地址為 ?ia4請輸入新指令的單元號汚丁是杏存扌旨令1IH 4貢號標志主存塊號S01121?3111弓0&電否有后繼指令C0/1>：傷改標志磁盤位置12 3 12 31112 2 20 0 0 0 0 0121圖12輸入新指令8. 輸入的頁號=5，輸入的單元號=23，輸入非存指令，輸入無后繼指令，結(jié)果截屏如圖

10、13所示：cv *C:)OCUIEirS AND SEIT1BGSSTRATO面V10財 170803創(chuàng)宋拿ID訪毗0 01an11 80012219B01331 1Q即1415102250092300121請*5請辛俞入新的指今： 備入嶄指令馬頁號；俞入新指令的單元號吃丁寫存指令頭是否有后繼指令®60IN5瓦號標志主存塊號傻改標志磁盤位置601Oil00012219G01331 160214151Q2251 8e0230&121Pfcsskwy to comtinue圖13輸入新指令五、設計總結(jié)此次試驗，全部程序與全部模塊均參與研究，現(xiàn)在均已熟悉，對各個模塊都詳 細的說明了

11、它們的功能等等，兩周的課程設計結(jié)束了，在這次的課程設計中不僅檢 驗了我所學習的知識，并且更正了我的一個誤區(qū)，讓我對所學的知識有了更深刻 的認識。六、指導教師評語與成績評語：成績:源代碼#in clude<iostream.h>#in cludevstri ng.h>#defi ne C 7#defi ne C1:ypedef structint page_ nu m;頁號int flag;/ 標志int memery_num;/主存儲塊號int m_flag;修改標志char locati on 4;/在磁盤上的位置pageform;pageform aC;pageform

12、pC1;nt k=0;nt i=0;nt select;pageform j;nt n;/是否有后繼指令nt x;:ypedef struct int page_ nu m; 頁號int unit_nu m; 單元號order;void mem un it_i nit()p0.page_ num=0;p0.flag=1;p0.memery_ num=5;p0.m_flag=0; strcpy(p0ocatio n,"011"); p1.page_ num=1;p1.flag=0;p1.memery_ num=8;p1.m_flag=0;strcpy(p1.locatio n

13、,"012"); p2.page_ num=2;p2.flag=1;p2.memery_ num=9;a2.m_flag=0;strcpy(p2.locatio n,"013");p3.page_ num=3;p3.flag=1; p3.memery_ num=1; p3.m_flag=0;strcpy(p3ocatio n,"021");void page_i nit()a0.page_ num=0;a0.flag=1;a0.memery_ num=5; a0.m_flag=0;strcpy(a0.locatio n,"0

14、11");a1.page_ num=1;a1.flag=1;a1.memery_ num=8; a1.m_flag=0;strcpy(a1.locatio n,"012");a2.page_ num=2;a2.flag=1;a2.memery_ num=9; a2.m_flag=0;strcpy(a2.locatio n,"013");a3.page_ num=3; a3.flag=1; a3.memery_ num=1; a3.m_flag=0;strcpy(a3ocatio n,"021");a4.page_ num=4

15、; a4.flag=0;a4.m_flag=0; strcpy(a4.locatio n,"022");a5.page_ num=5; a5.flag=0; a5.m_flag=0;strcpy(a 5 .locatio n,"023");a6.page_ num=6; a6.flag=0;a6 .m_flag=0;strcpy(a 6 .locatio n,"121");void recycle()"<<"修改標志Cout«" 頁號"<<"標志&qu

16、ot;<<"主存塊號'<<"磁盤位置"<<endl;for(i nt i=O;i<C;i+)if(ai.flag=1)"vvai.flagv<""vvai.m_flagv<"cout<<ai.page_ num<<"'<<ai.memery_ num<<" '<<ai.locati on«en dl;elsecout<<ai.page_ num&l

17、t;<""vvai.m_flagv<""vvai.flagv<""<<""<<ai.locati on«en dl;pageform_pri nt() page_i ni t();cout«"當前內(nèi)存頁表如下:"<<endl;recycle();order1() page_i nit();order cmd;cout«"請輸入新的指令："<<e ndl;cout«&quo

18、t;請輸入新指令的頁號："<<e ndl;cin> >cmd.page_ num;if(cmd.page_ num >6|cmd.page_ num<0) docoutvv"請重新輸入正確頁號(0-6):"<<endl;cin> >cmd.page_ num;while(cmd.page_ num >6|cmd.page_ num <0);cout«"請輸入新指令的單元號："<<e ndl;cin> >cmd.u nit_num;coutv

19、v" 是否有后繼指令(0/1):"<<endl;cin»n;if(acmd.page_ nu m.flag=1)x=128*acmd.page_ nu m.memery_ nu m+cmd.u nit_num; coutvv" 絕對地址為："vvxvve ndl;elsecout«"* "<<cmd.page_ num <<e ndl;void order2()mem un it_i nit();char r;order cmd;cout«"請輸入新的指令：&

20、quot;<<e ndl;coutvv"請輸入新指令的頁號："<<e ndl;cin> >cmd.page_ num;if(cmd.page_ num >6|cmd.page_ num<0)docoutvv"請重新輸入正確頁號(0-6):"<<endl; cin> >cmd.page_ num;while(cmd.page_ num >6|cmd.page_ num <0);coutvv"請輸入新指令的單元號:"cin> >cmd.u ni

21、t_num;cout«"是否存指令(y/n):"«endl;cin»r;cout«" 是否有后繼指令(0/1):"<<endl;cin»n;if(acmd.page_ nu m.flag=1)x=128*acmd.page_ nu m.memery_ nu m+cmd.u nit_num; if(r='y')acmd.page_ nu m.m_flag=1;elsecout«" 絕對地址為："vvxvve ndl;elsej.flag=pk.flag;j.m_flag=pk.m_flag;j.memery_ num=pk.memery_ num;j.page_ num