操作技巧系統(tǒng)實驗五虛擬存儲器管理方案

1、操作系統(tǒng)實驗實驗五虛擬存儲器管理學號 1115102015姓名 方茹班級 11 電子A華僑大學電子工程系實驗五虛擬存儲器管理實驗?zāi)康?、理解虛擬存儲器概念。2、掌握分頁式存儲管理地址轉(zhuǎn)換盒缺頁中斷。實驗內(nèi)容與基本要求1、模擬分頁式存儲管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁中斷。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，應(yīng)說明哪些頁已在主存，哪些頁尚未裝入主存。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)標志為“1”，則表示該頁已在主存，這

2、時根據(jù)關(guān)系式“絕對地址 二塊號X塊長+單元號”計算出欲 訪問的主存單元地址。如果塊長為 2的幕次，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)標志為“0”，則表示該頁不在主存，這時硬件發(fā)“缺頁中斷”信號， 有操作系統(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。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。當訪問的頁不在主 存時，則輸出“*該頁頁號”，表示產(chǎn)生了一次缺頁中斷。2、用先進先出頁面調(diào)度算法處理缺頁中

3、斷。FIFO頁面調(diào)度算法總是淘汰該作業(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。實驗報告內(nèi)容1、分頁式存儲管理和先進先出頁面調(diào)度算法原理。分頁式存儲管理的基本思想是把內(nèi)存空間分成大小相等、位置固定的若干個小分區(qū)，每個小分區(qū)稱為一個存儲塊，簡稱塊，并依次編號為0, 1, 2, 3,，n塊，每個存儲塊的大小由不同的系統(tǒng)決定，一般為2的n次幕，如1KB, 2 KB, 4 KB等，一般不超過4 KB。而把用戶的 邏輯地址空間分成與存儲塊大小相等的若干頁， 依次為0, 1,2,3,: m頁。當作業(yè)提出存

4、儲分配請求時，系統(tǒng)首先根據(jù)存儲塊大小把作業(yè)分 成若干頁。每一頁可存儲在內(nèi)存的任意一個空白塊內(nèi)。此時，只要建立 起程序的邏輯頁和內(nèi)存的存儲塊之間的對應(yīng)關(guān)系，借助動態(tài)地址重定位 技術(shù)，原本連續(xù)的用戶作業(yè)在分散的不連續(xù)存儲塊中，就能夠正常投入 運行。先進先出頁面調(diào)度算法根據(jù)頁面進入內(nèi)存的時間先后選擇淘汰頁 面，先進入內(nèi)存的頁面先淘汰，后進入內(nèi)存的后淘汰。本算法實現(xiàn)時需 要將頁面按進入內(nèi)存的時間先后組成一個隊列， 每次調(diào)度隊首頁面予以 淘汰。程序流程圖1、地址轉(zhuǎn)換程序流程圖2、FIFO頁面置換算法程序流程圖程序及其注釋#include<cstdio>#include<cstring&

5、gt;#define SizeOfPage 100#define SizeOfBlock 128#define M 4主存中放 4個頁面struct info/頁表信息結(jié)構(gòu)體bool flag;/頁標志，1表示該頁已在主存，0表示該頁不在主存long block;/ 塊號long disk;/在磁盤上的位置bool dirty;/更新標志pagelistSizeOfPage;long po;/隊列標記long PM;/假設(shè)內(nèi)存中最多允許M個頁面void init_ex1()memset(pagelist,0,sizeof(pagelist);/ 內(nèi)存空間初始化/*分頁式虛擬存儲系統(tǒng)初始化*/p

6、agelist0.flag=1;pagelist0.block=5;pagelist0.disk=011;pagelist1.flag=1;pagelist1.block=8;pagelist1.disk=012;pagelist2.flag=1;pagelist2.block=9;pagelist2.disk=013;pagelist3.flag=1;pagelist3.block=1;pagelist3.disk=021;void work_ex1()/模擬分頁式存儲管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁中斷過程bool stop=0;long p,q;頁號，單元號char s128;/初始定義塊

7、長 doprintf("請輸入指令的頁號和單元號：n");if(scanf("%ld%ld",&p,&q)!=2)scanf("%s",s);if(strcmp(s,"exit")=0)/如果輸入的為"exit"那么就退出，進入重選頁面stop=1; elseif(pagelistp.flag)/如果該頁標志flag為1,說明該頁已在主存中printf("絕對地址=%ldn",pagelistp.block*SizeOfBlock+q);計算出絕對地址，絕又廣

8、&址=塊號x塊長(默認128) +單元號 elseprintf("*%ldn",p);/如果該頁標志flag為0,說明該頁不在主存，則產(chǎn)生了一次缺頁中斷while(!stop);void init_ex2()/*以下部分為先進先出(FIFO)頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷的初始化，其中也包含了對于當前的存儲器內(nèi)容的初始化*/po=0;P0=0;P1=1;P2=2;P3=3;對內(nèi)存中的4個頁面進行初始化，并且使目前排在第一位的為0memset(pagelist,0,sizeof(pagelist); 內(nèi)存空間初始化pagelist0.flag=1;pagelist0.blo

9、ck=5;pagelist0.disk=011;pagelist1.flag=1;pagelist1.block=8;pagelist1.disk=012;pagelist2.flag=1;pagelist2.block=9;pagelist2.disk=013;pagelist3.flag=1;pagelist3.block=1;pagelist3.disk=021;void work_ex2()模才F FIFO算法的工作過程long p,q,i；char s100;bool stop=0;doprintf("請輸入指令的頁號、單元號，以及是否為內(nèi)存指令 ：n");if(

10、scanf("%ld%ld",&p,&q)!=2)scanf("%s",s);if(strcmp(s,"exit")=0) 如果輸入的為"exit"就退出，進入重選界面stop=1; elsescanf("%s",s);if(pagelistp.flag)/如果該頁標志flag為1,說明該頁已在主存中printf("絕對地址=%ldn",pagelistp.block*SizeOfBlock+q);/計算絕對地址if(s0='Y'|s0=y)

11、內(nèi)存指令 pagelistp.dirty=1;/ 修改標志為 1elseif(pagelistPpo.dirty)當前的頁面被更新過，需把更新后的內(nèi)容寫回外存pagelistPpo.dirty=0; pagelistPpo.flag=0;將flag置0,表明當前頁面已被置換出去 printf("out%ldn",Ppo);/顯示根據(jù)FIFO算法被置換出去的頁面 printf("in%ldn",p);/顯示根據(jù)FIFO算法被調(diào)入的頁面 pagelistp.block=pagelistPpo.block;/ 塊號相同 pagelistp.flag=1;/將當

12、前頁面flag置1,表明已在主存中 Ppo=p;保存當前頁面所在的位置po=(po+1)%M;while(!stop);printf("數(shù)組P的值為:n");for(i=0;i<M;i+)循環(huán)輸入當前數(shù)組的數(shù)值，即當前在內(nèi)存中的頁面printf("P%ld=%ldn",i,Pi);void select()選擇哪種方法進行l(wèi)ong se;char s128;doprintf("請選擇題號(1/2):");if(scanf("%ld",&se)!=1)scanf("%s",&s);if(strcmp(s,"exit")=0) 如果輸入為 exit則退出整個程序return; elseif(se=1)如果se=1說明選擇的模擬分頁式存儲管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生 缺頁中斷init_ex1();/ 初始化work_e