92模擬設(shè)計(jì)頁(yè)面調(diào)度

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1、操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告樣本1操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容⑴基本信息:完成人姓名、學(xué)號(hào)、報(bào)告日期(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容⑶實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑葘?shí)驗(yàn)題目(5)設(shè)計(jì)思路和流程圖(6)主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明(7)源程序并附上注樣(8)程序運(yùn)行時(shí)的初值和運(yùn)行結(jié)果(9)實(shí)驗(yàn)體會(huì)：實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題及解決過(guò)程、實(shí)驗(yàn)屮產(chǎn)生的錯(cuò)誤及原因分析、實(shí)驗(yàn)的體會(huì)及收獲、對(duì)做好今后實(shí)驗(yàn)提出建設(shè)性建議等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以書(shū)面或電子文檔形式捉交。2操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告樣本樣本1一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模擬分頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理中碩件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷，以及選擇頁(yè)面調(diào)度算法處理缺頁(yè)屮斷。二

2、、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為了提高主存利用率，往往把輔助存儲(chǔ)器(如磁盤(pán))作為主存儲(chǔ)器的擴(kuò)充，使多道運(yùn)行的作業(yè)的全部邏輯地址空間總和可以超出主存的絕対地址空間。用這種辦法擴(kuò)充的主存儲(chǔ)器稱為虛擬存儲(chǔ)器。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)理解在分頁(yè)式存儲(chǔ)管理屮怎樣實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器。三、實(shí)驗(yàn)題目本實(shí)驗(yàn)有三個(gè)題F1。第一題：模擬分頁(yè)式存儲(chǔ)管理中喚件的地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。［設(shè)計(jì)思路、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、流程圖］:(1)分頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)是把作業(yè)信息的副木存放在磁盤(pán)上，當(dāng)作業(yè)被選中時(shí)，可把作業(yè)的開(kāi)始兒頁(yè)先裝入主存n啟動(dòng)執(zhí)行。為此，在為作業(yè)建

3、立頁(yè)表時(shí)，應(yīng)說(shuō)明哪些頁(yè)已在主存，哪些頁(yè)尚未裝入主存，頁(yè)表的格式為：頁(yè)號(hào)標(biāo)志主存塊號(hào)在磁盤(pán)上的位置其中，標(biāo)志——用來(lái)表示對(duì)應(yīng)頁(yè)是否己經(jīng)裝入主存，標(biāo)志位=i,則表示該頁(yè)已經(jīng)在主存，標(biāo)志位=o,則表示該頁(yè)尚未裝入主存。主存塊號(hào)——用來(lái)表示已經(jīng)裝入主存的頁(yè)所占的塊號(hào)。在磁盤(pán)上的位置——用來(lái)指出作業(yè)副本的每一頁(yè)被存放在磁盤(pán)上的位置。(2)作業(yè)執(zhí)行吋，指令中的邏輯地址指出參加運(yùn)算的操作數(shù)存放的地址，該地址被解釋為頁(yè)號(hào)和單元號(hào)，換件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)按頁(yè)號(hào)查頁(yè)表，若該頁(yè)對(duì)應(yīng)標(biāo)志為“1”，則表示該頁(yè)已在主存，這時(shí)根

4、據(jù)關(guān)系式：絕對(duì)地址二塊號(hào)x塊長(zhǎng)+單元號(hào)計(jì)算出欲訪問(wèn)的主存單元地址。如果塊長(zhǎng)為2的幕次，則可把塊號(hào)作為高地址部分，把單元號(hào)作為低地址部分，兩者拼接而成絕對(duì)地址。按計(jì)算出的絕對(duì)地址可以取到操作數(shù)，完成一條指令的執(zhí)行。若訪問(wèn)的頁(yè)對(duì)應(yīng)標(biāo)志為“0”，則表示該頁(yè)不在主存，這時(shí)硬件發(fā)“缺頁(yè)中斷”信號(hào)，山操作系統(tǒng)按該頁(yè)在磁盤(pán)上的位置，把該頁(yè)信息從磁盤(pán)讀出裝入主存后再重新執(zhí)行這條指令。(1)設(shè)計(jì)一個(gè)“地址轉(zhuǎn)換”程序來(lái)模擬硬件的地址轉(zhuǎn)換工作。當(dāng)訪問(wèn)的頁(yè)在主存時(shí)，則形成絕對(duì)地址，但不去模擬指令的執(zhí)行，而用輸出轉(zhuǎn)換后的

5、地址來(lái)代替一條指令的執(zhí)行。當(dāng)訪問(wèn)的頁(yè)不在主存時(shí)，則輸出“*該頁(yè)頁(yè)號(hào)”，表示產(chǎn)生了一次缺頁(yè)中斷。該模擬程序的算法如圖lo(2)假定主存的每塊長(zhǎng)度為128個(gè)字節(jié)；現(xiàn)冇一個(gè)共七頁(yè)的作業(yè)，其中第0頁(yè)至第3頁(yè)已經(jīng)裝入主存，其余三頁(yè)尚未裝入主存；該作業(yè)的頁(yè)表為：頁(yè)號(hào)標(biāo)志主存塊號(hào)在磁盤(pán)上的位置015011118012219013311021400225002360121結(jié)圖1地址轉(zhuǎn)換模擬算法如果作業(yè)依次執(zhí)行的指令序列為:操作頁(yè)號(hào)單元號(hào)操作頁(yè)號(hào)單元號(hào)+0070移位4053+1050+5023X2015存1037

6、存3021取2078取0056+4001-6040存6084運(yùn)行設(shè)計(jì)的地址轉(zhuǎn)換程序,顯示或打印運(yùn)行結(jié)杲。因僅模擬地址轉(zhuǎn)換，并不模擬指令的執(zhí)行，故可不考慮上述指令序列中的操作。第二題：用先進(jìn)先出(FIFO)頁(yè)而調(diào)度算法處理缺頁(yè)中斷。[設(shè)計(jì)思路、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、流程圖]:(1)在分頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，當(dāng)硬件發(fā)出“缺頁(yè)中斷”后，引出操作系統(tǒng)來(lái)處理這個(gè)屮斷事件。如果主存中已經(jīng)沒(méi)有空閑塊，則可用FIFO頁(yè)面調(diào)度算法把該作業(yè)中最先進(jìn)入主存的一頁(yè)調(diào)出，存放到磁盤(pán)上。然后再把當(dāng)前要訪問(wèn)的頁(yè)裝入該塊。調(diào)出和裝入后都要修

7、改頁(yè)表中對(duì)應(yīng)頁(yè)的標(biāo)志。(2)FIFO頁(yè)面調(diào)度算法總是淘汰該作業(yè)中最先進(jìn)入主存的那一頁(yè)，因此可以用一個(gè)數(shù)組來(lái)表示該作業(yè)己在主存的頁(yè)而。假定作業(yè)被選中時(shí)，把開(kāi)始的m個(gè)頁(yè)面裝入主存，則數(shù)組的元素可定為m個(gè)。例如：P[0],P⑴…，P[m-1]其中每一個(gè)P[i](1=(),1,???,m-1)表示一個(gè)在主存屮的頁(yè)面號(hào)。它們的初值為：P[0]：=0,P[l]：=1,…，P[m-1]：=m-l用一指針K指示當(dāng)要裝入新頁(yè)吋，應(yīng)淘汰的頁(yè)在數(shù)組屮的位置，K的初值為“0”。當(dāng)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷后，操作系統(tǒng)選擇P[k」所指

8、出的頁(yè)面調(diào)出，然后執(zhí)行：P[k]：二要裝入頁(yè)的頁(yè)號(hào)k：=(k+1)modm再由裝入程序把要訪問(wèn)的一頁(yè)信息裝入到主存中。重新啟動(dòng)剛才那條指令執(zhí)行。(3)編制一個(gè)FIFO頁(yè)面調(diào)度程序，為了提高系統(tǒng)效率，如果應(yīng)淘汰的頁(yè)在執(zhí)行屮沒(méi)有修改過(guò)，則可不必把該頁(yè)調(diào)出(因在磁盤(pán)上已有副本)而肓接裝入一個(gè)新頁(yè)將其覆蓋。因此在頁(yè)表屮增加是否修改過(guò)的標(biāo)志，為“1”表示修改過(guò)，為“0”表示未修改過(guò)，格式為：頁(yè)號(hào)標(biāo)志主存塊號(hào)修改標(biāo)志在磁盤(pán)上的位置由于是模擬調(diào)度算法，所以，不實(shí)際地啟動(dòng)調(diào)出一頁(yè)和裝入一頁(yè)的程序，而用輸出調(diào)出的