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操作系统课程设计 请求页式存储管理 学院： 学号： 姓名： 辅导老师：  设计四： 1.设计目的 请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本设计通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式管理的页面置换算法。 2.设计内容： 通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成： ① 50% 的指令是顺序执行的； ② 25% 的指令是均匀分布在前地址部分； ③ 25% 的指令是均匀分布在后地址部分。 具体的实施方法是： ①在 [0,319] 的指令地址之间随机选取一起点 m； ②顺序执行一条指令； ③在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为 m′； ④顺序执行一条指令，其地址为 m′+1； ⑤在后地址 [m′+2,319] 中随机选取一条指令并执行 ； ⑥重复上述步骤② ~ ⑤ ， 直到执行 320 次指令。 将指令序列变换成为页地址流 设：①页面大小为 1K； ②用户内存容量为 4 页到 32 页 ； ③用户虚存容量为 32K 。 在用户虚存中，按每 K 存放 10 条指令排列虚存地址，即 320 条指令在虚存中的存放方式为： 第 0 条 ~ 第 9 条指令为第 0 页 ( 对应虚存地址为 [0,9])； 第 10 条 ~ 第 19 条指令为第 1 页 ( 对应虚存地址为 [10,19] ) ； ┇ ┇ 第 310 条 ~ 第 319 条指令为第 31 页 ( 对应虚存地址为 [310,319]) 。 按以上方式，用户指令可组成 32 页。 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 先进先出的算法 (FIFO)；最近最少使用算法 (LRR)； 最少访问页面算法 (LFR)；最近最不经常使用算法 (NUR)。 3．实验环境 每个学生一台微机，需要安装windows98或windows2000操作系统，配备VC、VB、java或C编程语言，每个学生上机时间不少于24个小时。 （1）、分页请求系统 为了能实现请求调页和置换功能，系统必须提供必要的硬件支持，其中，最重要的是： （1）请求分页的页表机制。它是在分页的页表机制上增加若干个项而形成的，作为请求分页的数据结构； （2）缺页中断机构。每当用户程序要访问的页面尚未调入内存时，便产生一缺页中断，以请求OS将所缺的页面调入内存； （3）地址变换机构。它同样是在分页的地址变换机构的基础上发展形成的。 为了实现请求调页还须得到OS的支持，在实现请求调页功能时，石油OS将所需的页从外存调入内存；在实现置换功能时，也是由OS将内存的某些页调至外存。即最不经常使用页置换算法要求在页置换时置换引用计数最小的页，因为经常使用的页应该有一个较大的引用次数。但是有些页在开始时使用次数很多，但以后就不再使用，这类页将会长时间留在内存中，因此可以将引用计数寄存器定时右移一位，形成指数衰减的平均使用次数。LRU算法的硬件支持 把LRU算法作为页面置换算法是比较好的，它对于各种类型的程序都能适用，但实现起来有相当大的难度，因为它要求系统具有较多的支持硬件。所要解决的问题有： 一个进程在内存中的各个页面各有多久时间未被进程访问； 如何快速地知道哪一页最近最久未使用的页面。为此，须利用以下两类支持硬件： （1）寄存器 用于记录某进程在内存中各页的使用情况。 实页/R R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 2 1 0 1 0 1 1 0 0 3 0 0 O 0 0 1 0 0 4 0 1 1 0 1 0 1 1 5 1 1 0 1 0 1 1 0 6 0 0 1 0 1 0 1 1 7 0 0 0 0 0 1 1 1 8 0 1 1 0 1 1 0 1 （2）栈 可利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。每当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中移出，将它压入栈顶。 7. 实验运行结果 等等。 8. 实验源程序 #includeiostream #includetime.h using namespace std; const int MaxNum=320;//指令数 const int M=5;//内存容量 int PageOrder[MaxNum];//页面请求 int Simulate[MaxNum][M];//页面访问过程 int PageCount[M],LackNum;//PageCount用来记录LRU算法中最久未使用时间,LackNum记录缺页数 float PageRate;//命中率 int PageCount1[32]; bool IsExit(int i)