操作系统段表课程设计说明书.doc

课程设计任务书 学生姓名： 朱东各 专业班级： 计算机0604 指导教师： 蔡 菁 工作单位： 计算机科学与技术学院 题 目: 模拟设计段页式虚拟存储管理中地址转换 初始条件： 1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，理解段页式存储管理的思想及相应的分配主存的过程。 2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1．实现段页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。能够处理以下的情形：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色； ii）什么地方做得不太好，以后如何改正； iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）； iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）； v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。 时间安排： 设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。 周2、周3：完成程序调试及测试。 周4、周5：验收、撰写课程设计报告。 （注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记） 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 模拟段页式虚拟存储管理中 地址转换 1需求分析 1.1段页式管理的基本思想 1.1.1基本思想 段式和页式存储管理各有优缺点，段页式存储管理系统，用分段的方法来分配和管理虚拟存储器，而用分页的方法来分配和管理主存。既有段式系统便于实现段的共享，段的保护，动态链接和段的动态增长等一系列优点，又能像页式系统那样，很好地解决内存的外碎片问题。 具体来说，把整个内存分成大小相等内存块，内存块从0开始依次编号。把用户程序分成若干段，每段有个段名。页面的大小和内存块相同，每段的各个页面都分别从0开始依次编号。虚空间的最小单位是页而不是段，内存就被分为若干个页，且每段所拥有的程序和数据在内存中可以分开存放，分段大小也不再受内存可用区的限制。 1.2段页式存储的原理 1.2.1虚地址的构成 逻辑地址有三部分构成：V=（S，P，d）即段号s，页号p和页内相对地址d，如下所示： s p d 内存分配： 以块为单位进行内存分配，为了实现从逻辑地址到物理地址的转换，为每个作业或进程建立一张段表：段表中的段长即是页表长度，段表中的段内始址即是页表地址，每个段拥有一张页表，段内的页号映射为物理地址中的物理块号。 1.2.2段表和页表的构成 在段页式存储管理系统中，段表包含这样几个基本项：段号，状态，该段的页表长度，页表始址；页表包含的基本项是：页号，状态，块号。段页式管理中段表，页表以及内存的关系如下图： 1.2.3 动态地址变换过程 在段页式存储管理系统中，要对内存中的指令或数据进行一次存取操作至少需要访问3次内存。第一次是由段表寄存器得到段表始址去访问段表，然后取出对应段的页表地址。第二次则是访问页表得到所要访问的物理地址。只有在访问了段表和页表之后，，第三次才能访问真正要访问的物理单元。段页式存储管理系统地址变换如下所示： 2 功能设计（数据结构及模块说明） 2.1 存储结构说明 在此段页式存储管理系统中，我们采用以下数据结构来存储数据，存储结构用结构体和结构体数组来实现： 2.1.1段表 段号s 状态flag 页表长度plen 页表始址psta //段表 typedef struct Stack { int num;//段号 int flag;//段状态 int plen;//页表长度 int psta;//页表始址 }Stack; 状态位（是否在内存中） 块号block //页表 typedef struct Page { int num;//页号 int flag;//页状态，即是否在内存。 int block;//该页对应的块号 }Page; //快表 typedef struct Quick { int qs;//快表段号 int qp;//快表页号 int qb;//快表段号 }Quick; //段表寄存器 typedef struct Stare { int ssta;//段表始址 int slen;//段表长度 }Stare; 3 程序设计 3.1 本程序平台 本实验使用VC++ 6.0平台，使用基本的控制台应用程序，单文档结构，主要数据结构是结构体间的关系。打开VC++6.0建立一个空工程，然后简历C++源文件，根据数据结构编写代码。 3.2变量和函数说明 3.2.1 变量说明 Stack ss[10];//全局变量，用来存放所有进程的段，数组下