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《操作系统》综合实训项目设计文档 基本信息 项目名称 ： 段页式虚拟存储管理 完成人姓名： 余凡 学号： 2011118009 完成日期： 2014年5月29日 实验内容与目的 编写程序完成段页式虚拟存储管理存储分配、地址重定位和缺段，缺页中断处理。 （1）为一个进程的内存申请（多少个段，每个段多大）分配内存，当一个进程（完成）结束时回收内存； （2）对一个给定逻辑地址，判断其是否缺段、缺页，若不缺段、不缺页，则映射出其物理地址； （3）若缺段则进行缺段中断处理，若缺页则进行缺页中断处理。 （4）由用户确定输入内存块数量和块大小，进程逻辑地址空间最多4个段，每个段最大16K，进程驻留集大小为8页。假设进程运行前未预先装入任何地址空间，页面淘汰策略采用局部（驻留集内）置换策略。 输出每次存储分配/回收时，内存自由块分布情况、相关进程的段表和页表信息。 实验目的 加深理解段页式虚拟存储管理的概念和原理。 掌握段页式存储管理中存储分配（和回收）方法； 深入了解段页式虚拟存储管理中地址重定位（即地址映射）方法。 深入理解段页式虚拟存储管理中缺段、缺页中断处理方法。 主要设计思路和流程图 设计思路： 从进程和内存两大模块出发： 内存初始化，提示用户输入内存块数和大小，每一块内存初值都置为0，表示内存空闲； 进程申请空间，用户输入进程数目，每个进程的段数，每段的页数，设置每个进程每段每页的页框号均为-1，表示未被载入内存，每页的运行时间也都为0，方便之后的LRU算法或者FIFO算法置换被淘汰的页； 为进程分配内存，对于每个进程每段每页都先判断当前内存是否已满，若未满，则判断该进程驻留集是否已满，若驻留集未满，则为该页分配一块内存，将该块内存的值置为1，该页的页框号即为找到的空闲块号，该页和该段的页标志量均置为1，每次为当前页分配内存时，都将该进程中已载入内存中的页的runtime和accesstime加1，方便方便之后的LRU算法或者FIFO算法置换被淘汰的页，并输出系统为其分配内存后的段表和页表内容。若该进程的驻留集已满，则执行下一个进程，重复执行上述动作。若内存已满，则停止内存分配，跳出该循环，询问用户是否进行地址重定位； 地址重定位时，提醒用户输入要访问的进程号，判断该进程是否在内存中，若在则提醒输入进程段号，判断该进程的这个段的标志量是否为1,若是则输入页号，判断页标志量是否为1，若是则输入偏移量，完成逻辑地址到物理地址的映射，若段标志量或页标志量不为1，则发生缺段或缺页中断，进行中断处理，选择LRU或者FIFO中断处理，并输出缺段或缺页中断处理后的段表和页表信息。 流程图： 主要数据结构及其说明 /*页表相关信息*/ typedef struct { int frameNumber; int pageFlag; int accesstime; int runcount; }Page; /*段表相关信息*/ typedef struct { int segmentlength; //段长即每一个段的页数 int startAddress; Page pagenum[SegLength]; int segFlag; int pagereal; }Segment; /*进程相关信息*/ typedef struct { Segment segment[Segnumber]; int isInmemory; int segtotalnumber; int inpage; //载入内存中的页数 int segreal; }Process; int blocksize; //块大小 int blocknumbers;//块数量 int processnumber;//进程数量 int AvailableBlock;//内存中可用块数量 int offset; //页内偏移量 Process process[Processcount];//进相关信息程 int memory[AssumeBlock];//内存块相关信息 int occupied;//已被占用的内存块数量 五、程序运行时的初值和运行结果 测试用例如下： 确定内存块数为23； 块大小为1K； 进程个数2； （1）0号进程有3个段 0号段的页数2 1号段的页数3 2号段的页数4 （2）1号进程有3个段 0号段的页数3 1号段的页数4 2号段的页数5 需要进行地址映射的进程号，段号，页号，页内偏移量 进程号0 段号0 页号1 页内偏移量234 进程号1 段号2 页号1 程序的运行结果： 进程空间申请完毕，各进程的段表页表信息 开始内存访问，访问成功的情况 内存