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1、实验二模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,并用先进先出调度算法(FIFO)处理缺页中断1.内容:模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断处理2.思想:装入新页置换旧页时,若旧页在执行中没有被修改过,则不必将该页重写磁盘。因此,页表中增加是否修改过的标志,执行“存”指令和“写”指令时将对应的修改标志置成“1”表示修改过,否则为“0”表示未修改过。页表格式如下:页号标志页架号修改标志在磁盘上位置3.要求及方法:①设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换和缺页中断。当访问的页在主存时则形成绝对地址,但不去模拟指令的执行,可以输出转换后的绝
2、对地址来表示一条指令已执行完成。当访问的页不在主存中时,则输出“*页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。模拟地址转换流程见图1。②编制一个FIFO页面调度程序;FIFO页面调度算法总是先调出作业中最先进入主存中的哪一页。因此可以用一个数组来表示(或构成)页号队列。数组中每个元素是该作业已在主存中的页面号,假定分配给作业的页架数为m,且该作业开始的m页已装入主存,则数组可由m个元素构成。P[0],P[1],P[2],…,P[m-1]它们的初值为P[0]:=0,P[1]:=1,P[2]:=2,…,P[m-1]:=m-1用一指针K指示当要调入新页时应调出的页
3、在数组中的位置,K的初值为“0”,当产生缺页中断后,操作系统总是选择P[K]所指出的页面调出,然后执行:P[K]:=要装入的新页页号K:=(k+1)modm在实验中不必实际地启动磁盘执行调出一页和装入一页的工作,而用输出“OUT调出的页号”和“IN要装入的新页页号”来模拟一次调出和装入过程,模拟程序的流程图见附图1。按流程控制过程如下:提示:输入指令的页号和页内偏移和是否存指令,若d为-1则结束,否则进入流程控制过程,得P1和d,查表在主存时,绝对地址=P1×1024+d③假定主存中页架大小为1024个字节,现有一个共7页的作业,其副本已在磁盘上。系
4、统为该作业分配了4个页架,且该作业的第0页至第3页已装入内存,其余3页未装入主存,该作业的页表如下:页号标志页架号修改标志在磁盘上位置0150011118001221900133110021400022500023600121如果该作业依次执行的指令序列如下表所示:操作页号页内地址操作页号页内地址+0070移位4053+1050+5023×2015存1037存3021取2078取0056+4001-6040存6084依次执行上述指令调试你所设计的程序(仅模拟指令的执行,不考虑序列中具体操作的执行)。④为进一步考察程序的执行,可自行确定若干组指令,运行
5、程序,核对执行结果。4.书写实验报告:①实验题目;②程序中所用的数据结构及说明;③源程序并附上必要的说明;④按照指令的执行序列,打印输出结果:绝对地址或调出、调入的页号。图1模拟算法流程#include"stdio.h"#definesize1024structplist{intnumber;intflag;intblock;intmodify;intlocation;};structplistp1[7]={{0,1,5,0,010},{1,1,8,0,012},{2,1,9,0,013},{3,1,1,0,021},{4,0,-1,0,022},{
6、5,0,-1,0,023},{6,0,-1,0,121}};structilist{charoperation[10];intpagenumber;intaddress;};structilistp2[12]={{"+",0,70},{"+",1,50},{"*",2,15},{"存",3,21},{"取",0,56},{"-",6,40},{"移位",4,53},{"+",5,23},{"存",1,37},{"取",2,78},{"+",4,1},{"存",6,84}};main(){inti,lpage,pflage,replacedpage,p
7、modify;///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////intp[4]={0,1,2,3};intk=0;intm=4;longmemaddress;printf("操作t页号t页内地址标志绝对地址修改页号页架号绝对地址");for(i=0;i<12;i++){lpage=p2[i].pagenumber;pflage=p1[lpage].flag;if(pflage==0){replacedpage=p[k];pm
8、odify=p1[replacedpage].modify;p[k]=lpage;k=(k+1)%m;p1[