存储器管理实验报告

西安石油大学操作系统实验报告

实验二存储器管理

实验目的：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

实验要求：①指令序列的设定可以执行拟定，格式如表3；

②在完成了FIFO换页策略后，可以选做LRU的换页策略，并进行比较；

③作业允许的页架数m在不同情况下的缺页中断率；

④程序运行时显示地址转变和页面调入调出过程。

实验步骤：①设计页表及其数据结构：

页号

标志：是否在主存；

页架号：设定页表在主存的位置；

修改标志：设定页面在主存中是否修改过；

磁盘上位置：设定页面在辅存中的位置；

②设计一个地址转换程序半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1.1。

③设计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。数据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。

④设计输入数据和输出格式；

如：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，其作3页未主

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）。

⑤编程上机，验证结果。

实验代码：

#include

using namespace std;

#define SIZE 1024

long int phyAddr = 0;

typedef struct

{

int pageNum;

int isInMer;

int page;

int isMod;

long addr;

}PageTable;

typedef struct

{

char operType[20];

int pageNumber;

int localAddr;

}Instruction;

PageTable table[7] = {

{0,1,5,0,11},{1,1,8,0,12},

{2,1,9,0,13},{3,1,1,0,21},

{4,0,0,0,22},{5,0,0,0,23},

{6,0,0,0,121}

};

Instruction instr[12] ={ {"+",0,77},{"-",1,50},{"*",3,15},{"save",3,21},

{"Get",0,56},{"-",6,40},{"move",4,53},{"+",4,053},{"save",1,37},{"Get",2,78},{"+",4,1},{"save ",6,84}

};

void Display()

{

cout << "页表信息如下：" << endl;

cout << "***************************************************" << endl;

cout << "页号" << "标志" << "页架号" << "修改标志"

<< "在磁盘上位置"<< endl;

for(int i = 0; i < 7 ; ++i)

{

cout <

<

<< table[i].addr << endl;

}

cout << "***************************************************" << endl;

cout << endl;

}

void Print(int i)

{

cout << "*******************************************"<< endl;

cout << "正在执行的指令为:" << endl;

cout << "操作" << "页号" << "页内地址"<< endl;

cout << instr[i].operType << " "<< instr[i].pageNumber << " "

<< instr[i].localAddr << endl;

}

void work()

{

int m_page = -1,m_flag = -1, reaplace = 0,m_modify;

int in_page[4] = {0,1,2,3};

long int pAddr = 0;

int N = 4;

int k = 0;

for(int i = 0; i < 12; ++i)

{

m_page = instr[i].pageNumber;

m_flag = table[m_page].isInMer;

cout << "需要执行的指令信息: " << instr[i].operType << " " << instr[i].pageNumber << " " << instr[i].localAddr << endl;

if(m_flag == 0)

{

cout << "作业不在内存中，替换作业序号: *out " << m_page << endl;

reaplace = in_page[k];

m_modify = table[reaplace].isMod;

in_page[k] = m_page;