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.docx

实验报告

课程名称 操作系统原理 实验名称 虚拟页式管理

姓 名 学号 专业班级 网络

实验日期 成 绩 指导教师 赵安科

（①实验目的②实验原理③主要仪器设备④实验内容与步骤⑤实验数据记录与处理⑥实验结果与分析⑦问题建议）

实验二 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

内容：模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断处理

思想：

页号标志页架号修改标志在磁盘上位置装入新页置换旧页时，若旧页在执行中没有被修改过，则不必将该页重写磁盘。因此，页表中增加是否修改过的标志，执行“存”指令和“写”指令时将对应的修改标志置成“

页号

标志

页架号

修改标志

在磁盘上位置

要求及方法：

①设计一个地址转换程序来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。

②编制一个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。数组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：

P[K]：=要装入的新页页号K：=(k+1)modm

在实验中不必实际地启动磁盘执行调出一页和装入一页的工作，而用输出“OUT调出的页号”和“IN要装入的新页页号”来模拟一次调出和装入过程，模拟程序的流程图见附图1。

按流程控制过程如下：

?1存指令

提示：输入指令的页号和页内偏移和是否存指令?

?0非存指令

，若d为-1则结束，否则

进入流程控制过程，得P1和d，查表在主存时，绝对地址=P1×1024+d

页号标志页架号修改标志在磁盘上位置01500111180012

页号

标志

页架号

修改标志

在磁盘上位置

0

1

5

0

011

1

1

8

0

012

2

1

9

0

013

3

1

1

0

021

4

0

0

022

5

0

0

023

6

0

0

121

如果该作业依次执行的指令序列如下表所示：

操作

页号

页内地址

操作

页号

页内地址

+

0

070

移位

4

053

+

1

050

+

5

023

×

2

015

存

1

037

存

3

021

取

2

078

取

0

056

+

4

001

－

6

040

存

6

084

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）。

④为进一步考察程序的执行，可自行确定若干组指令，运行程序，核对执行结果。

书写实验报告：

①实验题目；

②程序中所用的数据结构及说明；

③源程序并附上必要的说明；

④按照指令的执行序列，打印输出结果：绝对地址或调出、调入的页号。

图1 模拟算法流程

代码：

#includeiostream#includeiomanip#includelist

usingnamespacestd;

charuseSign[12][5]={{+},{-},{*},{存},{取},{-},{移位},{+},{存},{取},{+},{存

}};

intPageAddress[12]={70,50,15,21,56,40,53,23,37,78,01,84};intPageNum[12]={0,1,2,3,0,6,4,5,1,2,4,6};

intS_Station;

intpPageNum[7];//页号pPageintpSign[7];

intpStool[7];//页架号

intpModify[7];//修改标志intpStation[7];//磁盘位置staticintz=0;

voidStore()

{

for(inti=0;i7;i++)

{

if(i4)

{

}

else

pSign[i]=1;

pSign[i]=0;

pPageNum[i]=i;pModify[i]=0;

}

intp1=1,p2=2,p3=3;for(i=0;i7;i++)

{

if(i3)

{

}

else

pStation[i]=p1;p1++;

if(i6)

{

pSta