操作系统存储管理实验报告讲解.doc

实验五 存储管理 一、实验目的 1 、加深对操作系统存储管理的理解 2 、能过模似页面调试算法，加深理解操作系统对内存的高度管理 总的设计思想、环境语言、工具等总的设计思想： 1、编写函数计算并输出下述各种算法的命中率 OPT页面置换算法 OPT所选择被淘汰的页面是已调入内存，且在以后永不使用的，或是在最长时间内不再被访问的页面。因此如何找出这样的页面是该算法的关键。可为每个页面设置一个步长变量，其初值为一足够大的数，对于不在内存的页面，将其值重置为零，对于位于内存的页面，其值重置为当前访问页面与之后首次出现该页面时两者之间的距离，因此该值越大表示该页是在最长时间内不再被访问的页面，可以选择其作为换出页面。 FIFO页面置换算法 FIFO总是选择最先进入内存的页面予以淘汰，因此可设置一个先进先出的忙页帧队列，新调入内存的页面挂在该队列的尾部，而当无空闲页帧时，可从该队列首部取下一个页帧作为空闲页帧，进而调入所需页面。 LRU页面置换算法 LRU是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的，它利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似，选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法主要借助于页面结构中的访问时间time来实现，time记录了一个页面上次的访问时间，因此，当须淘汰一个页面时，选择处于内存的页面中其time值最小的页面，即最近最久未使用的页面予以淘汰。 LFU页面置换算法LFU要求为每个页面配置一个计数器（即页面结构中的counter），一旦某页被访问，则将其计数器的值加1，在需要选择一页置换时，则将选择其计数器值最小的页面，即内存中访问次数最少的页面进行淘汰。 NUR页面置换算法页面结构typedef struct{ int pn, pfn, counter, time; } pl_type ; pl_type pl[total_vp]; 其中pn为页面号，pfn为页帧号，time为访问时间页帧控制结构 struct pfc_struct{ int pn, pfn; struct pfc_struct *next; }; typedef struct pfc_struct pfc_type; pfc_type pfc[total_vp], *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail; 其中pfc[total_vp]定义用户进程页控制结构 *freepf_head为空闲页帧头的指针 *busypf_head为忙页帧头的指针 *busypf_tail忙页帧尾的指针变量定义 int a[total_instruction]: 指令流数组 int diseffect: 页面失效次数 int page[total_instruction]: 每条指令所属页面号 int offset[total_instruction]: 每页装入10条指令后取模运算得出的页内偏移地址 int total_pf: 用户进程的内存数函数 void initialize(int): 初始化函数 (2) void OPT(int): 计算使用算法时的命中率void FIFO(int): 计算使用算法时的命中率void LRU(int): 计算使用算法时的命中率计算使用最少使用置换算法时的命中率 计算使用最近未使用置换算法时的命中率void FIFO(int total_pf) /*先进先出页面置换算法*/ { int i,j; pfc_type *p; initialize(total_pf); busypf_head=busypf_tail=NULL; for(i=0;itotal_instruction;i++) { if(pl[page[i]].pfn==INVALID) /*页面失效*/ { diseffect=diseffect+1; if(freepf_head==NULL) /*无空闲页帧*/ { p=busypf_head-next; pl[busypf_head-pn].pfn=INVALID; //将忙页帧队首页面作为换出页面 freepf_head=busypf_head; freepf_head-next=NULL; busypf_head=p; //忙页帧头指针 } p=freepf_head-next; //有空闲页帧 freepf_head-next=NULL; freepf_head-pn=page[i]; /* 将所需页面调入空闲页帧 */ pl[page[i]].pfn=freepf_