虚拟存储器管理实验报告Word文件下载.docx
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程序应允许通过为该进程分配不同的实页数,来比较两种置换算法的稳定性。
二、实验说明
1.设计中虚页和实页的表示
本设计利用C语言的结构体来描述虚页和实页的结构。
pn
pfn
time
next
虚页结构实页结构
在虚页结构中,pn代表虚页号,因为共10个虚页,所以pn的取值范围是0—9。
pfn代表实页号,当一虚页未装入实页时,此项值为-1;
当该虚页已装入某一实页时,此项值为所装入的实页的实页号pfn。
time项在FIFO算法中不使用,在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。
在实页结构中中,pn代表虚页号,表示pn所代表的虚页目前正放在此实页中。
pfn代表实页号,取值范围(0—n-1)由动态指派的实页数n所决定。
next是一个指向实页结构体的指针,用于多个实页以链表形式组织起来,关于实页链表的组织详见下面第4点。
2.关于缺页次数的统计
为计算命中率,需要统计在20次的虚页访问中命中的次数。
为此,程序应设置一个计数器count,来统计虚页命中发生的次数。
每当所访问的虚页的pfn项值不为-1,表示此虚页已被装入某实页内,此虚页被命中,count加1。
最终命中率=count/20*100%。
3.LRU算法中“最近最久未用”页面的确定
为了能找到“最近最久未用”的虚页面,程序中可引入一个时间计数器countime,每当要访问一个虚页面时,countime的值加1,然后将所要访问的虚页的time项值设置为增值后的当前countime值,表示该虚页的最后一次被访问时间。
当LRU算法需要置换时,从所有已分配实页的虚页中找出time值为最小的虚页就是“最近最久未用”的虚页面,应该将它置换出去。
4.算法中实页的组织
因为能分配的实页数n是在程序运行时由用户动态指派的,所以应使用链表组织动态产生的多个实页。
为了调度算法实现的方便,可以考虑引入free和busy两个链表:
free链表用于组织未分配出去的实页,首指针为free_head,初始时n个实页都处于free链表中;
busy链表用于组织已分配出去的实页,首指针为busy_head,尾指针为busy_tail,初始值都为null。
当所要访问的一个虚页不在实页中时,将产生缺页中断。
此时若free链表不为空,就取下链表首指针所指的实页,并分配给该虚页。
若free链表为空,则说明n个实页已全部分配出去,此时应进行页面置换:
对于FIFO算法要将busy_head所指的实页从busy链表中取下,分配给该虚页,然后再将该实页插入到busy链表尾部;
对于LRU算法则要从所有已分配实页的虚页中找出time值为最小的虚页,将该虚页从装载它的那个实页中置换出去,并在该实页中装入当前正要访问的虚页。
三、程序流程图
三个模块的流程图
〈1〉登录模块
〈2〉参数输入模块
〈3〉算法实现模块
四、主要程序清单
模块之间的调用关系
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
time.h>
intproducerand(intremainder);
voidinitprocess();
voidchosedisplace();
structlinknode*fifo(structlinknode*head,intrandcount);
voidOptimal(structlinknode*head,intrandprocess);
structlinknode*LRU(structlinknode*head,intrandprocess);
structlinknode*initlink();
voidchoicestey();
intallotment(structlinknode*head);
boolcheckfifooptimal(structlinknode*head,intcheckpage);
voidrecover(structlinknode*head,intrandprocess);
voidrecovermemory();
intprocess[10][20];
//数组的横坐标为进程序列,纵坐标为每个进程的页号
intprocessallotment[6];
//存储每个进程已经分配的块数
intfinishp[6];
//标志进程是否完成(1完成0不完成)
intfinishprocess=0;
//进程完成的个数
intfindpage[6];
//每个进程命中的个数
structlinknode*plinkhead[6];
structlinknode*plink[6];
intmemoryallotment[6];
intstey=0;
structlinknode
{
structlinknode*linkper;
//空链表的前驱指针
intpage;
intprocesspage;
intused;
intmemorypage;
structlinknode*linknext;
//空链表的后继指针
structlinknode*processper;
//进程的前去指针
structlinknode*processnext;
//进程的后继指针
};
intmain()
structlinknode*head=initlink();
initprocess();
choicestey();
intre=allotment(head);
if(re==0)
{printf("
内存分配出现问题。
"
);
system("
pause"
}
chosedisplace();
recovermemory();
system("
voidrecovermemory()
intn=0;
printf("
是否回收全部已分配的内存空间?
\n回收输入1,不回收输入2\n"
scanf("
%d"
&
n);
if(n==1)
{
for(inti=1;
i<
=5;
i++)
recover(plinkhead[i],i);
}
if(n==2)
您这么做会浪费内存空间"
voidrecover(structlinknode*head,intrandprocess)
while(head!
=0)
head->
used=0;
head=head->
processnext;
voidchoicestey()
请选择置换算法\n"
printf("
1表示FIFO\n2表示Optimal\n3表示LRU\n"
boolflag=true;
while(flag)
{
scanf("
stey);
switch(stey)
{
case1:
{printf("
您选择的是FIFO替换算法\n"
flag=false;
break;
case2:
您选择的是Optimal替换算法\n"
break;
case3:
您选择的是LRU替换算法\n"
default:
printf("
输入错误,请重新输入\n"
}
}
voidchosedisplace()//选择置换算法
structlinknode*head;
intrandcount;
//进程序号
boolfind;
while(finishprocess<
5)
{
randcount=producerand(5);
while(processallotment[randcount]<
process[randcount][0])
{
find=false;
head=plinkhead[randcount];
if(stey==1||stey==2)
find=checkfifooptimal(head,process[randcount][processallotment[randcount]+1]);
if(find==true)
{
findpage[randcount]++;
}
if(find==false)//如果在链表中没找到当前的页数
{
plinkhead[randcount]=fifo(plinkhead[randcount],randcount);
break;
}
Optimal(plinkhead[randcount],randcount);
plinkhead[randcount]=LRU(plinkhead[randcount],randcount);
processallotment[randcount]++;
}
if(finishp[randcount]==0)
finishprocess++;
finishp[randcount]=1;
structlinknode*p;
进程执行完后内存分配情况:
\n"
for(inti=1;
{
p=plinkhead[i];
while(p!
printf("
内存块号:
%d\t进程号:
%d\t号:
%d\n"
p->
memorypage,p->
processpage,p->
page);
p=p->
}
进程序列%d"
i);
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