实验三 模拟操作系统的页面置换

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1、院系：计算机学院实验课程：操作系统实验项目：模拟操作系统的页面置换指导老师：陈红英老师开课时间：2011～2012年度第2学期专业：网络工程班级：10级学生：yuth学号：*华南师范大学教务处一、综合设计实验题目模拟操作系统的页面置换1、采用一种熟悉的语言，如C、PASCAL或C++等，编制程序，最好关键代码采用C/C++，界面设计可采用其它自己喜欢的语言。2、模拟操作系统采用OPT、FIFO和LRU算法进行页面置换的过程。3、设程序中地址范围为0到32767，采用随机数生成256个指令地址，满足50%的地址是顺序执行，25%向

2、前跳，25%向后跳。为满足上述条件，可采取下列方法：设d0=10000，第n个指令地址为dn，第n+1个指令地址为dn+1，n的取值范围为0到255。每次生成一个1到1024范围内的随机数a，如果a落在1到512范围内，则dn+1=dn+1。如果a落在513到768范围内，则设置dn+1为1到dn范围内一个随机数。如果a落在769到1024范围内，则设置dn+1为dn到3276722范围内一个随机数。例如：srand();初始化一个随机函数。a[0]＝10*rand()/32767*255+1;a[1]=10*rand()/32

3、767*a[0]…语句可用来产生a[0]与a[1]中的随机数。或采用以下方式：（1）通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成：A：50%的指令是顺序执行的B：25%的指令是均匀分布在前地址部分C：25%的指令是均匀分布在后地址部分具体的实施方法是：A：在[0，319]的指令地址之间随机选取一起点mB：顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令C：在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m'D：顺序执行一条指令，其地址为m'+1E：在后地址[m'+2，319]中随机选取一条指令并执

4、行F：重复步骤A-E，直到320次指令（2）将指令序列变换为页地址流设：页面大小为1K；用户内存容量4页到32页；用户虚存容量为32K。在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条-第9条指令为第0页（对应虚存地址为[0，9]）第10条-第19条指令为第1页（对应虚存地址为[10，19]）……第310条-第319条指令为第31页（对应虚存地址为[310，319]）按以上方式，用户指令可组成32页。4、页面大小的取值范围为1K，2K，4K，8K，16K。按照页面大小将指令地址转化为页号

5、。对于相邻相同的页号，合并为一个。5、分配给程序的内存块数取值范围为1块，2块，直到程序的页面数。6、分别采用OPT、FIFO和LRU算法对页号序列进行调度，计算出对应的缺页中断率。7、打印出页面大小、分配给程序的内存块数、算法名、对应的缺页中断率。8、分析页面大小和分配给程序的内存块数对缺页中断率的影响。分析不同的页面置换算法的调度性能。二、中文摘要这次实验是模拟操作系统的页面置换，分别用先进先出算FIFO、最近最久未使用算法LRU和最佳淘汰算法OPT等三种置换算法来管理管理内存块，并打印出页面大小、分配给程序的内存块数、算法

6、名、对应的缺页中断率。最后对不同算法的调度性能。22三、关键词页面置换FIFOLRUOPT四、前言本实验的目的及要求1、掌握操作系统的页面置换过程，加深理解页式虚拟存储器的实现原理。2、掌握用随机数生成满足一定条件的指令地址流的方法。3、掌握页面置换的模拟方法。五、实验设计（一）、需求分析1、用一种熟悉的语言，如C、PASCAL或C++等，编制程序。2、分别采用OPT、FIFO和LRU算法对页号序列进行调度。（二）、设计流程1、根据实验目标，明确实验的具体任务；2、编写程序实现页面置换；3、运行程序，调试；4、记录并分析实验结果

7、。（二）、关键技术根据实验要求，使得50%的指令地址是顺序执行，25%向前跳，25%向后跳。可采取下列方法：设d0=10000，第n个指令地址为dn，第n+1个指令地址为dn+1，n的取值范围为0到255。每次生成一个1到1024范围内的随机数a，如果a落在1到512范围内，则dn+1=dn+1。如果a落在513到768范围内，则设置dn+1为1到dn范围内一个随机数。如果a落在769到1024范围内，则设置dn+1为dn到32767范围内一个随机数。开一个数组address[]来记录指令地址，另一个数组pagenum[]记录指

8、令地址转换后所在的页，这样就得到原始程序的页面访问序列。然后将相邻相同的页号合并。（三）详细设计1、设计算法流程图222、数据结构//程序类，指明程序地址范围和指令数classProgram{public:intAddressSize;//（0~AddressS