請求頁式存儲(chǔ)管理模擬實(shí)驗(yàn)源代碼及實(shí)驗(yàn)報(bào)告doc

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//請求頁式存儲(chǔ)管理模擬試驗(yàn)源代碼及試驗(yàn)報(bào)告

//自己寫的，程序?qū)懙脤Ρ群唵?，只為便利學(xué)弟學(xué)妹們呵呵^^

//dlnu.

#includeiostream

#includeprocess.h

#includestdlib.h

#includectime

#includecstdlib

usingnamespacestd;intyemianliu[32]={0};//全局變量數(shù)組，地址流intp;//全局變量p是一共有多少地址流

voidchushihua()//初始化函數(shù)

{

intt;

srand(time(0));//隨機(jī)產(chǎn)生指令序列

p=12+rand()%32;

cout地址流序列:;

for(inti=0;ip;i++)

{

t=1+rand()%9;

yemianliu[i]=t;//將隨機(jī)產(chǎn)生的指令數(shù)存入頁面流

coutt;

}

coutendl;

}

voidFIFO(intn)//FIFO算法，n是M的值{

inti;

intq=p;

inte;

intqueye=0;

intflag;

intfifo[32]={0};

while(q--)

{

flag=0;

e=q;

for(i=0;in;i++)

{

if(fifo[i]==yemianliu[q])

{

flag=1;

break;

1

}

}

if(flag==0)

{

intm=n-1;

intk=m;

while(m--)

{

fifo[k]=fifo[k-1];

k--;

}

fifo[0]=yemianliu[e];

queye++;

}

}

coutM=n時(shí)FIFO的命中率為:(1-((double)queye/p))*100%;

}

voidLRU(intn)//LRU算法{

inti;

intq=p;

inte;

intqueye=0;

intflag;

intflag1,;

inty;

intlru[32]={0};

while(q--)

{

flag=0;

e=q;

for(i=0;in;i++)

{

if(lru[i]==yemianliu[q])

{

flag=1;

flag1=i;

break;

}

}

if(flag==0)

{

intm=n-1;

2

intk=m;

while(m--)

{

lru[k]=lru[k-1];

k--;

}

lru[0]=yemianliu[e];

queye++;

}

elseif(flag==1)

{

y=flag1;

while(y--)

{

lru[flag1]=lru[flag1-1];

flag1--;

}

lru[0]=yemianliu[e];

}

}

coutM=n時(shí)LRU的命中率為:(1-((double)queye/p))*100%endl;

}

voidmain()

{

chushihua();

for(inti=3;i33;i++)

{

FIFO(i);

LRU(i);

}

}

3

報(bào)告,

大學(xué)

計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)題目:請求頁式存儲(chǔ)管理模擬

課程名稱:計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)

試驗(yàn)類型:?演示性?驗(yàn)證性?操作性?設(shè)計(jì)性?綜合性專業(yè):班級:姓名:學(xué)號:試驗(yàn)日期:2022年5月24日試驗(yàn)地點(diǎn):試驗(yàn)學(xué)時(shí):試驗(yàn)成績:

指導(dǎo)教師簽字:年月日

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試驗(yàn)題目:錯(cuò)誤～未定義書簽。

試驗(yàn)要求:錯(cuò)誤～未定義書簽。

一、方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤～未定義書簽。

1.技術(shù)方案:錯(cuò)誤～未定義書簽。

(1)先進(jìn)先出法(FirstInFirstOut):錯(cuò)誤～未定義書簽。

(2)最近最久未使用(LeastRecentlyUsed):錯(cuò)誤～未定義書簽。

2.功能設(shè)計(jì):錯(cuò)誤～未定義書簽。

(1)chushihua()函數(shù)的功能:錯(cuò)誤～未定義書簽。

(2)FIFO()的功能:錯(cuò)誤～未定義書簽。

(3)LRU()的功能:錯(cuò)誤～未定義書簽。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤～未定義書簽。

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤～未定義書簽。

2、程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤～未定義書簽。

三、程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤～未定義書簽。

1.FIFO()函數(shù)流程圖;錯(cuò)誤～未定義書簽。

2.LRU()函數(shù)流程圖:錯(cuò)誤～未定義書簽。

四、編碼調(diào)試錯(cuò)誤～未定義書簽。

主要問題及解決方法:錯(cuò)誤～未定義書簽。

五、試驗(yàn)總結(jié)錯(cuò)誤～未定義書簽。

六、程序清單錯(cuò)誤～未定義書簽。

源代碼:錯(cuò)誤～未定義書簽。

運(yùn)行結(jié)果:錯(cuò)誤～未定義書簽。

5

試驗(yàn)題目:

請求頁式存儲(chǔ)管理模擬

試驗(yàn)要求:

設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬存儲(chǔ)區(qū)和內(nèi)存工作區(qū)，并使用下述算法計(jì)算訪問命中率。

(1)先進(jìn)先出的算法(FIFO)

(2)最近最久未用算法(LRU)

(3)最近最不經(jīng)常使用算法(NUR)*(選做)(4)最正確淘汰算法(OPT)*(選做)

(5)最少訪問頁面算法(LFU)*(選做)

命中率=1-頁面失效次數(shù)/頁面地址流長度

程序設(shè)計(jì)中，首先用Srand()和Rand()函數(shù)定義和產(chǎn)生指令序列，然后將指令序列變換成相應(yīng)的頁地址流，針對不同的算法計(jì)算出相應(yīng)的命中率。

6

一、方案設(shè)計(jì)

1.技術(shù)方案:

(1)先進(jìn)先出法(FirstInFirstOut):

該算法總是淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面，既選擇在內(nèi)存中駐留時(shí)間最久的頁面予以淘汰。

在該算法的模擬過程中，每當(dāng)頁面需要被置換進(jìn)入內(nèi)存時(shí)，最先進(jìn)入內(nèi)存的內(nèi)容們都依次向底移一位，需要訪問的內(nèi)容存入數(shù)組0號單元，即最頂部，這時(shí)缺頁數(shù)加1;當(dāng)不需要進(jìn)行頁面置換，即所需訪問的內(nèi)容在內(nèi)存中時(shí)，不需要操作，繼續(xù)讀下一條指令。這樣就實(shí)現(xiàn)了總是淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面，選擇了在內(nèi)存中駐留時(shí)間最久的頁面予以淘汰。

(2)最近最久未使用(LeastRecentlyUsed):

該算法將過去最長一段時(shí)間里不曾被使用的頁面置換掉。

在該算法的模擬過程中，每當(dāng)頁面需要被置換進(jìn)入內(nèi)存時(shí)，最先進(jìn)入內(nèi)存的內(nèi)容們都依次向底移一位，需要訪問的內(nèi)容存入數(shù)組0號單元，即最頂部，這時(shí)缺頁數(shù)加1;當(dāng)不需要進(jìn)行頁面置換，即所需訪問的內(nèi)容在內(nèi)存中時(shí)，將要訪問的指令移到內(nèi)存頂部，其他指令依次向下移一位，這樣就把最久不用的指令沉到了底部，有必要時(shí)淘汰，即實(shí)現(xiàn)了總是淘汰最近最久未使用的指令。

2.功能設(shè)計(jì):

(1)chushihua()函數(shù)的功能:

先由Srand()和Rand()函數(shù)定義和隨機(jī)產(chǎn)生指令序列，然后將指令序列變換成相應(yīng)的頁地址流存入地址流數(shù)組里。

(2)FIFO()的功能:

實(shí)現(xiàn)FIFO算法，淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面并根據(jù)缺頁數(shù)算出命中率。

(3)LRU()的功能:

實(shí)現(xiàn)LRU算法，淘汰最近最久未使用的頁面并根據(jù)缺頁數(shù)算出命中率。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本程序使用了三個(gè)一維數(shù)組:

yemianliu[]存放地址指令流序列;

fifo[]存放FIFO算法時(shí)的內(nèi)存指令;

lru[]存放LRU算法時(shí)的內(nèi)存指令。

2、程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7

開始

主函數(shù)

Chushihua()FIFO()LRU()

終止

三、程序設(shè)計(jì)

1.FIFO()函數(shù)流程圖;

開始

得到執(zhí)行的指令

指令是否在內(nèi)存中否

queye加1，指令是存入內(nèi)存，最先存入指令被淘汰

是下面是否還有指令

否

得出命中率

終止

8

2.LRU()函數(shù)流程圖:

開始

得到執(zhí)行的指令

指令是否在內(nèi)存中

否

是

queye加1，指令將指令移到數(shù)存入內(nèi)存，淘汰數(shù)組底部指令組頂部，其他依次下移一位

是下面是否

還有指令

否

得出命中率

終止

9

四、編碼調(diào)試

主要問題及解決方法:

剛開始老師的例題看不懂，雖然知道FIFO和LRU的原理，但不知道從何下手。我覺得老師的那個(gè)例題太繁雜了，假如我也寫那么繁雜程序確定崩潰得一塌糊涂，所以我覺，老師的例題和網(wǎng)上定按自己的理解寫。我也搜了好多例題，但都和題目要求不太一樣的例題都用到了結(jié)構(gòu)體數(shù)組，在內(nèi)存的指令旁都附加了一個(gè)累加器，以訪問次數(shù)和時(shí)間決定要淘汰的指令，而我是每訪問一次后，按訪問次數(shù)冒泡排序一次，這樣最近被訪問的就在數(shù)組的最頂上，最遠(yuǎn)被訪問的在內(nèi)存數(shù)組的最底部，沒有用到循環(huán)隊(duì)列，但也能實(shí)現(xiàn)功能。這次我沒有用到結(jié)構(gòu)體數(shù)組，也沒有用到指針(有點(diǎn)可惜)，不過測試了好幾組數(shù)據(jù)，結(jié)果都和我用筆算的一樣。在編程中，由于定義的變量太多了，取名也有點(diǎn)混亂，弄得我很暈，剛開始一直崩潰，后來我把程序的運(yùn)行過程一步步的cout出來和調(diào)試，終究發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤的地方。開始我一直用for()語句來操縱循環(huán)，但是都找不到適合的讓它終止循環(huán)的方法，后來才想到了可以用while(n--)來操縱，效果還不錯(cuò)。還有就是第一次使用隨機(jī)函數(shù)，有點(diǎn)陌生，上網(wǎng)查了些資料，終究會(huì)應(yīng)用它了。這次試驗(yàn)大約就遇到了以上問題，都一一解決了，當(dāng)然程序還是存在一些問題的，但是收獲好多～

五、試驗(yàn)總結(jié)

通過本次試驗(yàn)，我對操作系統(tǒng)這門課程有了更進(jìn)一步的認(rèn)識和了解，通過模擬實(shí)現(xiàn)請求頁式存儲(chǔ)管理的幾種基本頁面置換算法，了解虛擬儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)。通過對頁面、頁表、地址轉(zhuǎn)換和頁面置換過程的模擬，加深對請求調(diào)頁系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)過程的理解，也知道了幾種算法的效率，也驗(yàn)證了LRU算法的命中率平均的比FIFO算法的高。

過程中，用到了大量C++的基本知識和操作系統(tǒng)的基本原理，是對平日所學(xué)在本次設(shè)計(jì)知識的一次考驗(yàn)，盡管這些知識都學(xué)過，但運(yùn)用到實(shí)際時(shí)，卻不知從何下手，而且錯(cuò)誤不斷，往往為了找一個(gè)錯(cuò)誤而花了大量的時(shí)間，這是專業(yè)知識把握不夠，缺乏實(shí)踐動(dòng)手能力的表現(xiàn)。在設(shè)計(jì)的過程中我們發(fā)現(xiàn)了大量自己的不足之處。

通過該試驗(yàn)，我收獲了好多。我了解到編寫程序不是首要任務(wù)，而是一種實(shí)現(xiàn)手段。我們最重要的是如何做好需求分析和理清思路，做出正確、簡單的流程設(shè)計(jì)，這樣可以達(dá)到事半功倍的效果。

10

六、程序清單

源代碼:

#inclu#includeiostreamdeprocess.h

#includestdlib.h

#includectime

#includecstdlib

usingnamespacestd;intyemianliu[32]={0};//全局變量組數(shù),地址流intp;//全局變量p是一共有多少地址流

voidchushihua()//初始化函數(shù)

{

intt;

srand(time(0));//隨機(jī)產(chǎn)生指令序列

p=12+rand()%32;cout地址流序列,;

for(inti=0;ip;i++){

t=1+rand()%9;

yemianliu[i]=t;//將隨機(jī)產(chǎn)生的指令數(shù)存入頁面流

coutt;

}

coutendl;

}

voidFIFO(intn)//FIFO算法,n是M的值{

inti;

intq=p;

inte;

intqueye=0;

intflag;

intfifo[32]={0};while(q--)

{

flag=0;

e=q;

for(i=0;in;i++)

{

if(fifo[i]==yemianliu[q])

{

flag=1;

11

break;

}

}

if(flag==0)

{

intm=n-1;

intk=m;

while(m--)

{

fifo[k]=fifo[k-1];

k--;

}

fifo[0]=yemianliu[e];

queye++;

}

}

coutM=n時(shí)FIFO的命中率為,(1-((double)queye/p))*100%;

}

voidLRU(intn)//LRU算法{

inti;

intq=p;

inte;

intqueye=0;

intflag;

intflag1,;