操作系统实验-存储管理程序设计.docx

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1、本科实验报告课程名称：操作系统B实验项目：存储管理程序设计实验地点：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2011年11月目录存储管理程序设计一、实验目的和要求1二、实验内容及原理1三、实验仪器及设备3四、操作方法与实验步骤3五、实验数据记录和处理3六、实验结果分析8七、实验感想99实验三存储管理程序设计一、实验目的和要求（一）目的存储管理的主要功能之一是合理地分配主存空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法的模拟设计，来了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。（二）要求模拟页式虚拟存储管理中硬件的地址

2、转换和缺页中断的处理过程，并用先进先出调度算法（FIFO）处理缺页中断。二、实验内容及原理(1)为了装入一个页面而必须调出一页时，如果被选中调出的页面在执行中没有修改过，则不必把该页重新写到磁盘上（因磁盘上已有副本）。因此，在页表中可以增加是否修改过的标志，当执行“存”指令、“写”指令时把对应页的修改标志置成“1”，表示该页修改过，否则为“0”，表示该页未修改过。页表格式如表3-1所示。表3-1页表格式页号标志主存块号修改标志磁盘上的位置(2)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处理过程。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，可用输出转换后的绝

3、对地址来表示一条指令已完成。当访问的页不在主存时则输出“*该页页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。模拟地址转换的程序流程如图3-1所示。(3)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的那一页，因此，可以用一个数组来构成页号队列。数组中每个元素是该作业已在主存的页面号，假定分配给作业的主存块数为m，且该作业开始的m页已装入主存，则数组可由m个元素组成：P[0]，P[1]，…，P[m-1]它们的初值为P[0]∶=0，P[1]∶=1，…，P[m-1]∶=m-1用一指针k指示当要装入新页时应调出的页在数组的位置，k的初值为“0”。9j∶=P[k]

4、j页的修改标志=1?输出“OUTj”P[k]∶=Lk∶=(k+1)modm修改页表输出“INL”取一条指令开始页标志=1?输出绝对地址取一条指令输出“﹡页号”取指令中访问的页号＝＞L查页表形成绝对地址置L页修改标志”1”结束是”存”指令?有后继指令?否(产生缺页中断)是否否否是是模拟硬件地址转换模拟FIFO页面调度是图3-1地址转换和FIFO页面调度流程当产生缺页中断后，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

5、号”来模拟一次调出和装入的过程。模拟程序的流程见图3-1。(1)假定主存的每块长度为1024个字节，现有一个共7页的作业，其副本已在磁盘上。系统为该作业分配了4块主存块，且该作业的第0页至第3页已经装入主存，其余3页尚未装入主存，该作业的页表见表3-2所示。9表3-2作业的页表页号标志主存块号修改标志在磁盘上的位置0150011118001221900133110021400022500023600121如果该作业依次执行的指令序列如表3-3所示。表3-3作业依次执行的指令序列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30

6、21取2078取0056+4001-6040存6084依次执行上述的指令序列来调试你所设计的程序（仅模拟指令的执行，不必考虑指令序列中具体操作的执行）(1)为了检查程序的正确性，可自行确定若干组指令序列，运行设计的程序，核对执行结果。三、实验仪器及设备计算机一台、c++6.0编程软件四、操作方法与实验步骤1．编写源程序2.编译运行五、实验数据记录和处理源程序：#include#include#include#include9#defineN6//实验中假定的页表长度#defineM4//主存物

7、理块数struct{intlnumber;//页号intflag;//表示该页是否在主存，"1"表示在主存，"0"表示不在主存intpnumber;//该页所在主存块的块号intwrite;//该页是否被修改过，"1"表示修改过，"0"表示没有修改过intdnumber;//该页存放在磁盘上的位置，即磁盘块号}page[N];//页表定义intp[M];//用数组模拟]FIFO算法中的队列(使用循环队列)inthead;voidinitial(void);intdo_mmap(int);//模拟地址转换