页面置换算法模拟实验报告

实验编号４

名称页面置换算法模拟

实验目的

通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，以便：

1、了解虚拟存储技术的特点

2、掌握请求页式存储管理中页面置换算法

实验容与步骤

设计一个虚拟存储区和存工作区，并使用FIFO和LRU算法计算访问命中率。

<程序设计>

先用srand()函数和rand()函数定义和产生指令序列，然后将指令序列变换成相应的页地址流，并针对不同的算法计算相应的命中率。

<程序1>

#include //Windows版，随机函数需要，GetCurrentProcessId()需要

//#include //Linux版，随机函数srand和rand需要

#include //printf()需要

#define TRUE 1

#define FALSE 0

#define INVALID -1

#define NULL 0

#define total_instruction 320 //共320条指令

#define total_vp 32 //虚存页共32页

#define clear_period 50 //访问次数清零周期

typedef struct{//定义页表结构类型（页面映射表PMT）

int pn, pfn, counter, time;//页号、页框号(块号)、一个周期访问该页面的次数、访问时间

}PMT;

PMT pmt[32];

typedef struct pfc_struct{//页面控制结构

int pn, pfn;

struct pfc_struct *next;

}pfc_type;

pfc_type pfc[32];

pfc_type *freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;//空闲页头指针，忙页头指针，忙页尾指针

int NoPageCount; //缺页次数

int a[total_instruction];//指令流数组

int page[total_instruction], offset[total_instruction];//每条指令的页和页偏移

void initialize( int );

void FIFO( int );//先进先出

void LRU( int );//最近最久未使用

void NRU( int );//最近最不经常使用

/****************************************************************************

main()

*****************************************************************************/ void main(){

int i,s;

//srand(10*getpid());//用进程号作为初始化随机数队列的种子//Linux版

srand(10*GetCurrentProcessId());//用进程号作为初始化随机数的种子//Windows版

s=rand()%320;//在[0，319]的指令地址之间随机选取一起点m

for(i=0;i

if(s<0||s>319){

printf("when i==%d,error,s==%d\n",i,s);

exit(0);

}

a[i]=s;//任意选一指令访问点m。（将随机数作为指令地址m）

a[i+1]=a[i]+1;//顺序执行下一条指令

a[i+2]=rand()%(s+2);//在[0，m+1]的前地址之间随机选取一地址，记为m'

a[i+3]=a[i+2]+1;//顺序执行一条指令

s = a[i+2] + (int)rand()%(320-a[i+2]);//在[m'，319]的指令地址之间随机选取一起点m

if((a[i+2]>318)||(s>319)) printf("a[%d+2,a number which is:%d and

s=%d\n",i,a[i+2],s);

}

for(i=0;i

page[i]=a[i]/10;

offset[i]=a[i]%10;

}

for(i=4;i<=32;i++){//存块分别为4块、5块、...32块时的命中率

printf("%2d page frames",i);

FIFO(i);//计算用FIFO置换时，有i个存块时的命中率

LRU(i);//最近最久未使用

NRU(i);//最近最不经常使用

printf("\n");

}

}

/***************************************************************************

initialize()

形参：存块数

功能：初始化

*****************************************************************************/ void initialize(int total_pf)//初始化相关数据结构，形参total_pf是用户进程的存页面数{

int i;

NoPageCount=0;//缺页次数，初始化为0

for(i=0;i

pmt[i].pn=i;//填逻辑页号

pmt[i].pfn=INVALID;//物理页面号为-1

pmt[i].counter=0;//置页面控制结构中的访问次数为0

pmt[i].time=-1; //置页面控制结构中的时间为-1

}

for(i=0;i

pfc[i].next=&pfc[i+1];

pfc[i].pfn=i;

}

pfc[total_pf-1].next=NULL;

pfc[total_pf-1].pfn=total_pf-1;

freepf_head=&pfc[0];//页面队列的头指针为pfc[0]

}

/*****************************************************************************

FIFO算法

形参：存块数

输出：命中率

*****************************************************************************/ void FIFO(int total_pf)//形参total_pf是用户进程的存页面数

{