操作系统实验五虚拟存储器管理系统.doc

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1、word操作系统实验实验五 虚拟存储器管理学号 1115102015 某某 方茹 班级 11电子A 华侨大学电子工程系实验五 虚拟存储器管理实验目的 1、 理解虚拟存储器概念。2、 掌握分页式存储管理地址转换盒缺页中断。 实验内容与根本要求1、 模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。 分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存。作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，假如该页对应标志为“1，如此

2、表示该页已在主存，这时根据关系式“绝对地址=块号块长+单元号计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2的幂次，如此可把块号作为高地址局部，把单元号作为低地址局部，两者拼接而成绝对地址。假如访问的页对应标志为“0，如此表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断信号，有操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。设计一个“地址转换程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时，如此形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时，如此输出“*该页页号，表示产生了一次缺页中断。2、 用先进先出页面调度算法处理缺页中断。

3、 FIFO页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。假定作业被选中时，把开始的m个页面装入主存，如此数组的元素可定为m个。实验报告内容 1、 分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理。 分页式存储管理的根本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定的假如干个小分区，每个小分区称为一个存储块，简称块，并依次编号为0，1，2，3,，n块，每个存储块的大小由不同的系统决定，一般为2的n次幂，如1KB，2KB，4KB等，一般不超过4KB。而把用户的逻辑地址空间分成与存储块大小相等的假如干页，依次为0，1，2，3，m页。当作业提出存储分配请求时，系统首先

4、根据存储块大小把作业分成假如干页。每一页可存储在内存的任意一个空白块内。此时，只要建立起程序的逻辑页和内存的存储块之间的对应关系，借助动态地址重定位技术，原本连续的用户作业在分散的不连续存储块中，就能够正常投入运行。 先进先出页面调度算法根据页面进入内存的时间先后选择淘汰页面，先进入内存的页面先淘汰，后进入内存的后淘汰。本算法实现时需要将页面按进入内存的时间先后组成一个队列，每次调度队首页面予以淘汰。程序流程图。1、地址转换程序流程图开始取一条指令取指令中访问的页号查页表该页标志=1？形成绝对地址输出绝对地址输出“*页号表示发生缺页中断有后续指令？完毕取下一条指令YYNN2、FIFO页面置换算

5、法程序流程图开始取一条指令取指令中访问的页号查页表该页标志=1？形成绝对地址是内存指令？置该页修改标志为1输出绝对地址有后继指令？取下一条指令完毕当前页是否被更新？将该页更新标志置为0置换出当前页输出被置换出去的页面显示被调入的页面设置被调入页面的相关属性修改页表YYYYN产生缺页中断NNN模拟FIFO页面调度模拟硬件地址 转 换程序与其注释#include#include#define SizeOfPage 100#define SizeOfBlock 128#define M 4/主存中放4个页面struct info/页表信息结构体bool flag;/页标志，1表示该页已在主存，0表示

6、该页不在主存long block;/块号long disk;/在磁盘上的位置bool dirty;/更新标志pagelistSizeOfPage;long po;/队列标记long PM;/假设内存中最多允许M个页面void init_ex1()memset(pagelist,0,sizeof(pagelist);/内存空间初始化/*分页式虚拟存储系统初始化*/pagelist0.flag=1;pagelist0.block=5;pagelist0.disk=011;pagelist1.flag=1;pagelist1.block=8;pagelist1.disk=012;pagelist2.

7、flag=1;pagelist2.block=9;pagelist2.disk=013;pagelist3.flag=1;pagelist3.block=1;pagelist3.disk=021;void work_ex1()/模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断过程bool stop=0;long p,q;/页号，单元号char s128;/初始定义块长do printf(请输入指令的页号和单元号:n);if(scanf(%ld%ld,&p,&q)!=2)scanf(%s,s);if(strcmp(s,exit)=0)/如果输入的为“exit那么就退出，进入重选页面stop=1;

8、elseif(pagelistp.flag)/如果该页标志flag为1，说明该页已在主存中 printf(绝对地址=%ldn,pagelistp.block*SizeOfBlock+q);/计算出绝对地址，绝对地址=块号x块长默认128+单元号elseprintf(*%ldn,p);/如果该页标志flag为0，说明该页不在主存，如此产生了一次缺页中断while(!stop);void init_ex2()/*以下局部为先进先出FIFO页面调度算法处理缺页中断的初始化，其中也包含了对于当前的存储器内容的初始化*/po=0;P0=0;P1=1;P2=2;P3=3;/对内存中的4个页面进展初始化，并

9、且使目前排在第一位的为0memset(pagelist,0,sizeof(pagelist);/内存空间初始化pagelist0.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_ex2()/模拟FIFO算法的工作过程

10、long p,q,i;char s100;bool stop=0;doprintf(请输入指令的页号、单元号，以与是否为内存指令:n);if(scanf(%ld%ld,&p,&q)!=2)scanf(%s,s);if(strcmp(s,exit)=0)/如果输入的为“exit就退出，进入重选界面stop=1;elsescanf(%s,s);if(pagelistp.flag)/如果该页标志flag为1，说明该页已在主存中printf(绝对地址=%ldn,pagelistp.block*SizeOfBlock+q);/计算绝对地址if(s0=Y|s0=y)/内存指令pagelistp.dirty

11、1;/修改标志为1elseif(pagelistPpo.dirty)/当前的页面被更新过，需把更新后的内容写回外存pagelistPpo.dirty=0;pagelistPpo.flag=0;/将flag置0，明确当前页面已被置换出去printf(out%ldn,Ppo);/显示根据FIFO算法被置换出去的页面printf(in%ldn,p);/显示根据FIFO算法被调入的页面pagelistp.block=pagelistPpo.block;/块号一样pagelistp.flag=1;/将当前页面flag置1,明确已在主存中Ppo=p;/保存当前页面所在的位置po=(po+1)%M;whi

12、le(!stop);printf(数组P的值为:n);for(i=0;iM;i+)/循环输入当前数组的数值，即当前在内存中的页面printf(P%ld=%ldn,i,Pi);void select()/选择哪种方法进展long se;char s128;doprintf(请选择题号(1/2):);if(scanf(%ld,&se)!=1)scanf(%s,&s);if(strcmp(s,exit)=0)/如果输入为exit如此退出整个程序return;else if(se=1)/如果se=1说明选择的模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断init_ex1();/初始化work_ex1();/进展模拟if(se=2)/如果se=2说明选择的是FIFO算法来实现页面的置换init_ex2();/初始化work_ex2();/进展模拟while(1);int main()select();/选择题号 return 0;程序运行结果与结论通过这次虚拟存储器管理的实验，我根本的了解了分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理，和操作的方法，还有许多方面不足，有待改良！12 / 12