操作系統(tǒng)試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 20112012 學(xué)年第學(xué)期計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)日期2012-12-17實(shí)驗(yàn)人高雪一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳?qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理是一種常用的虛擬存儲(chǔ)管理技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中 頁(yè)面置換算法的模擬設(shè)計(jì)，了解虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)，掌握請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理的頁(yè)面置換算法。二、相關(guān)背景知識(shí)虛擬存儲(chǔ)技術(shù)：所謂虛擬存儲(chǔ)，就是把內(nèi)存與外存有機(jī)的結(jié)合起來(lái)使用，從而得到一個(gè)容量 很大的 內(nèi)存”這就稱之為虛擬存儲(chǔ)。頁(yè)面置換算法：如果內(nèi)存空間已被裝滿而又要裝入新頁(yè)時(shí)，必須按某種算法將內(nèi)存中的一些頁(yè)淘汰出去，以便于調(diào)入新頁(yè)，這個(gè)工作就是頁(yè)面置換。這個(gè)

2、選擇淘汰頁(yè)的方法稱為頁(yè)面置換算 法。如最佳值換算法，先進(jìn)先出，LRU，簡(jiǎn)單的Clock算法等等。隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生：Linux或UNIX系統(tǒng)提供函數(shù)srand()和rand()，分別進(jìn)行初始化和產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1:通過(guò)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)指令序列，共320條指令。指令的地址按下述原則生成：50%的指令是順序執(zhí)行的；25%的指令是均勻分布在前地址部分；25%的指令是均勻分布在后地址部分；具體的實(shí)施方法是：在0，319的指令地址之間隨機(jī)選取一起點(diǎn) m； 順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為 m+1的指令；在前地址0，m+1中隨機(jī)選取一條指令并執(zhí)行，該指令的地址為m順序執(zhí)行一條指令，其地址為m1 ；在后地址m

3、2, 319中隨機(jī)選取一條指令并執(zhí)行；重復(fù)上述步驟15，直到執(zhí)行320次指令。2：將指令序列變換成頁(yè)地址流，設(shè)頁(yè)面大小為1K ;用戶內(nèi)存容量為4頁(yè)到32頁(yè)；用戶虛存容量為 32K。在用戶虛存中，按每 K存放10條指令排列虛存地址，即320條指令在虛存中存放的方式為:第0條至第9條指令為第0頁(yè)（對(duì)應(yīng)虛存地址為0, 9）;第10條至第19條指令為第1頁(yè)（對(duì)應(yīng)虛存地址為10，19）； 第310條至第319條指令為第31頁(yè)（對(duì)應(yīng)虛存地址為310，319）；按以上方式，用戶指令可以組成 32頁(yè)。3：計(jì)算并輸出下述各種算法在不同內(nèi)存容量下的命中率。先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法（FIFO）最近最久未使用頁(yè)面淘汰法（

4、LRU）命中率=1 -頁(yè)面失效次數(shù)/頁(yè)地址流長(zhǎng)度在本實(shí)驗(yàn)中，頁(yè)地址流長(zhǎng)度為320，頁(yè)面失效次數(shù)為每次訪問(wèn)相應(yīng)指令時(shí)，該指令對(duì)應(yīng)的頁(yè)不在內(nèi)存的次數(shù)。四、關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與函數(shù)的說(shuō)明void FIFO（i nt*）;/FIFO頁(yè)面算法的函數(shù)void LRU（i nt*）;/LRU頁(yè)面算法的函數(shù)數(shù)組zhiling320是用來(lái)存放320條指令的void main（）用來(lái)調(diào)度FIFO LRU函數(shù)，以及給320條指令初始化，并且給執(zhí)行過(guò) 的指令改變數(shù)值作為標(biāo)記五、編譯與執(zhí)行過(guò)程截圖六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析七、調(diào)試時(shí)遇到的問(wèn)題及解決方法（提供 BUG截屏）八、調(diào)試后的程序源代碼#in clude#in clude#i

5、n clude#in cludevoid FIFO(i nt*);/FIFOvoid LRU(i nt*);/LRUvoid mai n()sran d( un sig ned)time(O);int zhili ng320, n;int i,j,q=319,p,e,f,g;memset(zhili ng,-1,sizeof(i nt)*320);p=0;i=320;while(i)aga in:dop=ra nd();while(p318|p%2=1|zhili ngp!=-1|p=1);if(p=0) goto aga in;p+;g=0; for(j=0;jp;j+)if(zhi lin

6、 gj=-1) g+;if(g=0) goto aga in;doe=ra nd();while(e=p|e%2=1|zhili nge!=-1);e+;dof=ran d(); while(f319); zhili ngp_1=p; zhil in gp=e-1; zhili nge-1=e; zhil in ge=f; g=0;for(j=0;j320;j+)if(zhi lin gj=-1) g+;i=g;for(i=0;i320;i+)prin tf(%d ,zhili ngi);dodoprintf(算法：n 1:FIFOn2:LRUn3:exitn”); scan f(%d,&p)

7、;while(p!=1 &p!=2&p!=3);if(p=1) FIFO(zhili ng);if(p=2) LRU(zhili ng);while(p!=3);void FIFO(i nt *c)int i,j, n,*m,a=0,b=0,f;float r;doprintf(請(qǐng)輸入用戶內(nèi)存頁(yè)數(shù)(4-32) n); sca nf(%d,&n);while( n32);m=(i nt*)malloc(sizeof(i nt)* n); memset(m,-1,sizeof(i nt)* n);for(i=0;i320;i+)f=0;for(j=0;j n;j+)if(ci=mj*10) f=1

8、; if(f=0) a+; mb=ci/10; b+;if(b=n) b=0; r=1.0-(float)a)/320.0;printf(FIFO 算法命中率為：%fn”,r); free(m);void LRU(i nt *c)in t i,j,n ,*m,*t,f,k,miss=0;float r;doprintf(請(qǐng)輸入用戶內(nèi)存頁(yè)數(shù)(4-32) n); sca nf(%d,&n);while( n32);m=(i nt*)malloc(sizeof(i nt)* n);t=(i nt*)malloc(sizeof(i nt)* n); memset(m,-1,sizeof(i nt)*

9、n); memset(t,0,sizeof( in t)* n);for(i=0;i320;i+)f=0;for(j=0;j n;j+)if(ci=mj*10)f=1;tj=-1; break;for(j=0;j n;j+)tj+; if(f=O)miss+;k=0;for(j=0;jtk) k=j;tk=0; mk=ci/10;%fn,r); r=1.0-(float)miss)/320.0; prin tf(LRU算法命中率為: free(m);free(t);九、實(shí)驗(yàn)體會(huì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度非常大。主要在于對(duì)實(shí)驗(yàn)要求的理解，首先就是320條指令，這個(gè)代碼是通過(guò)數(shù)組對(duì)指令進(jìn)行了模擬，初始全為-1，執(zhí)行過(guò)的擇復(fù)制給該指令跳轉(zhuǎn)到的下一條指令的數(shù)字。這樣做的目的，是為了后面的算法，在頁(yè)面中可以進(jìn)行數(shù)字的判定，以判斷是否命中。這個(gè)第一個(gè) 難點(diǎn)就是對(duì)于這 320條指令的模擬，這段程序代碼的邏輯思維比較強(qiáng)，特別是對(duì)于細(xì)節(jié)的處理， 五步一共執(zhí)行了 4條指令，每條指令的范圍必須要確定好。第二個(gè)難點(diǎn)就在于對(duì)FIFO與LRU的理解，如果對(duì)于這 2個(gè)調(diào)度算法的命中或不命中不能理解的話，是無(wú)法完成程