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淮海工学院计算机科学系实验报告书课程名：《操作系统原理》题目：实验三虚拟存储器管理班级：Ｚ软件52学号:201７1４０595姓名：郭文静评语：成绩：指导教师：批阅时间：年月日操作系统原理实验报告1、实验目的与要求本实验模拟请求页式虚存管理系统的页面置换情况。实验程序能模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行、并在缺页中断发生时分别使用FIＦＯ和LRU算法进行页面置换的情形。要求程序运行时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。并通过为该进程分配不同的实页数，来比较几种算法的稳定性。2、实验内容或题目本实验要求使用Ｃ/Ｃ++语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行、并在缺页中断发生时分别使用FIFO和LRU算法进行页面置换的情形。其中虚页的个数可以事先给定(例如１0个），对这些虚页访问的页地址流（其长度可以事先给定,例如20次虚页访问)可以由程序随机产生，也可以事先保存在文件中。要求程序运行时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。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。实验说明：ﻩ(1）设计中虚页和实页的表示本设计利用C／C＋+/Ｊaｖa语言的结构体来描述虚页和实页的结构。pnpfntｉme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%。pnｐｆnnext操作系统原理实验报告（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。3、实验步骤（1）理解好相关实验说明。（2）根据实验说明，画出相应的程序流程图。（3）按照程序流程图，用C/C＋+/Jaｖa语言编程并实现。4、流程图操作系统原理实验报告主页面FIFO算法OPT算法LRU算法开始取指令取指令中的页号查页表页标志=1？形成绝对地址输出绝对地址有后续指令输出*页号表示发生缺页中断YN发生缺页中断取下一条指令Y结束N操作系统原理实验报告5、源代码与测试数据与实验结果（...