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
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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
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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
1.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
2.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“1”表示修改过,否则为“0”表示未修改过。
页表格式如下:
3.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:
ì1存指令
提示:
输入指令的页号和页内偏移和是否存指令í
î0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
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
③假定主存中页架大小为1024个字节,现有一个共7页的作业,其副本已在磁盘上。
系统为该作业分配了4个页架,且该作业的第0页至第3页已装入内存,其余3页未装入主存,该作业的页表如下:
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。
4.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:
#include
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;i<7;i++)
{
if(i<4)
{
}
else
pSign[i]=1;
pSign[i]=0;
pPageNum[i]=i;pModify[i]=0;
}
intp1=1,p2=2,p3=3;for(i=0;i<7;i++)
{
if(i<3)
{
}
else
pStation[i]=p1;p1++;
if(i<6)
{
pStation[i]=p2;p2++;
}
else
pStation[i]=p3;
}
pStool[0]=5;pStool[1]=8;pStool[2]=9;pStool[3]=1;
}
voidCShow()
{
cout<<"操作 ";
cout<<"页号 ";
cout<<"页内地址 ";
cout<<"标志 ";
cout<<"绝对地址 ";
cout<<"修改页号 ";
cout<<"页架号 ";
cout<<"绝对地址";cout< } voidFind() { intm_Pagenum;intm_Station; intY_Station;//绝对地址 intm_Stool; cout<<"输入页号及页内地址查询操作: ";cin>>m_Pagenum>>m_Station; CShow(); inti,j=0; //stringm_Modify;for(i=0;i<12;i++) { if(PageAddress[i]==m_Station) { break; } } Y_Station=pStool[m_Pagenum]*1024+m_Station;if(pSign[m_Pagenum]==1) { if(strcpy(useSign[i],"存")! =0) { pModify[m_Pagenum]=1; } } cout< cout< =m_Station) { } else { cout< cout< cout<<"*"< { if(pSign[j]==1) { z++; break; } } cout< pStool[m_Pagenum]=pStool[j];pSign[j]=0; pStool[j]=0; cout< } } intmain(void) { Store(); charjudge='Y';while(judge=='Y') { Find(); cout<<"是否继续输入? Y=是 N=否"< } return0; } 5.实验分析与总结 在实验过程中,遇到了一些问题但是在调试的过程中,会出现很多错误,有的自己可以解决,也有一些在老师的帮助下,解决了问题。 不能说本次试验很完美,但是我从中得到了不少的收获,掌握了请求页式管理中硬件的地址转换和缺页中断的原理,同时理解了先进先出的调度算法。 以后定会再接再厉了,多学些理论知识来指导实践。
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- 关 键 词:
- 模拟 请求 存储 管理 硬件 地址 转换 中断 并用 先进 调度 算法 FIFO 处理