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1、实验四存储管理1.实验目的通过请求页式存储管理中页面置换算法的模拟程序设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的FIFO（First-inFirst-outAlgorithm,先进先岀置换算法）、OPT（OptimalAlgorithm,最佳置换算法）、LRU（LeastRecentlyUsedAlgorithm,最近最少使用置换算法）页面置换算法。了解LFU算法和NUR算法。2•实验类型：验证型3•实验学时：44.实验原理和知识点（1）请求页式虚拟内存管理页面置换原理我们已经知道，进程运行前须全部装入内存。采用虚拟
2、内存管理技术，进程不必全部装入内存，而只要装入一部分就可以运行。这是怎么实现的呢？分页管理原理把内存物理空间划分为长度相等的块，每一块叫做一个页框（也叫页框、物理块），用同样的大小划分进程逻辑空间，将逻辑空间划分为一个个的页面，（图3.1）。进程装入内存时，以页为单位装入。由于页长等于页框长，一页恰好可以放到一个页框中。进程放入内存时，可以不连续存放。那么系统怎么知道某个页框是属于哪个进程的页呢？进程逻辑空间内存物f鏗间001、1223344<56)7图3.1页而与页框页表某页面装入内存时，页面与页框的对应关系记录在页表中。C
3、PU访问某一页面时，只要查页表就可以知道对应的页框，然后到该页框中取指令或操作数（图3.2）o物理空间图3.2页表虚拟存储管理思想：进程不是一次性地全部装入内存，而只装入将要执行和调用的部分。其他部分则留在磁盘上，在需要的时候再动态装入。请求分页虚拟存储管理思想：进程执行时，只装入将要访问的一些页，其它页放在磁盘上。当需要访问那些其它页时，再从磁盘装入内存（图3.3）o内存进程1进程2进程1的页表rr
4、mLIJBj进程2的页表ElLIJm图3.3请求分页虚存管理请求分页虚拟存储管理过程：进程访问某一页时，系统先查页表，若页表中
5、有该页，则可以访问相应的页框。若页表中找不到该页，说明该页不在内存中而在磁盘上，这时，会产生缺页中断，然后由缺页屮断处理程序从磁盘调入相应页，并修改页表。调入新页时，会有两种情况：情况1,有足够内存。直接调入新页即可。情况2,内存不够。这时，需耍移走某些页，以腾出空间，然后调入新页到腾出的空置换算法。常用的置换算法有先进先出算法（FIFO）、理想淘汰算法（OPT）、最近最久未使用算法（LRU）间。这个过程称之为页1:1置换。当要置换一页时，移走那一页合适呢？这取决于采用什么（2）页面置换算法>先进先出算法（FIFO）:置换最早
6、调入内存的页面。>最佳淘汰算法（OPT）:置换将来被访问的距当前页面最远的页面。>最近最久未使用算法（LRU）:置换过去被访问的距当前时间页血最远的页血。（3）缺页率(1)进程运行时，所要访问的页的序列称为引用串，又叫访问串。(2)缺页率=(缺页数/访问串长度)X100%(3)命中率=(1—缺页率)X100%【例】设操作系统分配给进程P共3个页框,P的访问串为7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2。①FIFO置换过程访问串页框A页框B页框C缺页缺页数：10777222244400000003332222211110
7、003333XXXXXXXXXX702030423032缺页率：10/13=76.9%②OPT置换过程访问串页框A页框B页框C缺页缺页数：7777222222222200000044400011133333333XXXXXXX7012030423032缺页率：(7/13)xl00%=53.8%③LRU置换过程70访问串页框A页框B页框C缺页缺页数：9777222244400000000000333311133322222XXXXXXXXX2030423032缺页率：(9/13)xl00%=69.2%4.实验内容实验要求：如果己
8、经给出正确的源代码，仅贴出包含自己姓名或者学号的运行截图，若没有正确的源代码，贴岀改正后的或自己设计的算法源代码，并贴出包含自己姓名或者学号的运行截图。【任务1】设计算法模拟程序：从键盘输入访问串。计算FIFO算法在不同内存页框数时的缺页数和缺页率。(1)算法设计FIFO算法的原理是置换最早调入内存的页。实际算法设计是建立一个忙页面链，每访问一页，判断是否在此链中，若不在，则加入到链中。缺页时，若需替换，淘汰忙页面链首的页而。定义页表结构：structpl_type{intpn;//页号，是固定的。pageintfn;//页框
9、号，是变化的。frame}〃★站在进程的角度，查找程序或数据所在页而对应的页号★/定义页框链表结构：structfl_type{intpn;//页号，是变化的。intfn;//页框号，是固定的。structfl_type*next;//链接指针};"站在操作系统的角度，管理内
