操作系统存储管理实验报告课案
9页1、 河南师范大学计算机与信息技术学院实验报告实验五 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 2、 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
2、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NUR要求为每个页面设置一位访问位(该访问位仍可使用页面结构中的counter表示),当某页被访问时,其访问位counter置为1。需要进行页面置换时,置换算法从替换指针开始(初始时指向第一个页面)顺序检查处于内存中的各个页面,如果其访问位为0,就选择该页换出,否则替换指针下移继续向下查找。如果内存中的所有页面扫描完毕未找到访问位为0的页面,则将替换指针重新指向第一个页面,同时将内存中所有页面的访问位置0,当开始下一轮扫描时,便一定能找到counter为0的页面。2、 在主函数中生成要求的指令序列,并将其转换成页地址流;在不同的内存容量下调用上述函数使
3、其计算并输出相应的命中率。环境语言:Linux下的GNU 编译环境三、数据结构与模块说明程序中用到的数据结构、类型定义及主要的函数原型如下:1、 数据结构(1) 页面结构 typedef struct int pn, pfn, counter, time; pl_type ;pl_type pltotal_vp;其中pn为页面号(页号),pfn为页帧号(物理块号),counter为一个周期内访问该页面的次数,time为访问时间;pltotal_vp为页面结构数组,由于共有320条指令,每页可装入10条指令,因此虚页长total_vp的值为32。(2)页帧控制结构struct pfc_struct int pn, pfn;struct pfc_struct *next;typedef struct pfc_struct pfc_type;pfc_type pfctotal_vp, *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail;其中pfctotal_vp定义用户进程的页帧控制结构数组,在该实验中,用户内存工作区是动态变化的,最多可达到用户进程的虚页数目,
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