存储管理实验报告 (2).pdf

实验报告“存储管理实验报告 (2).pdf”探讨了虚拟存储技术中的页面置换算法，这是计算机操作系统中的核心概念。实验的主要目标是通过模拟设计来理解这些算法，比较它们的效率和优缺点，以便更好地理解虚拟存储的实现过程。 实验涉及五种主要的页面置换算法： 1. **OPT（最佳置换算法）**：该算法的理想化策略是选择在最长时间内不再被访问的页面进行淘汰。为了实现这个策略，每个页面都有一个步长变量，记录当前访问页面到下次出现的间隔。最久未使用的页面将有最大的步长值。 2. **FIFO（先进先出）**：这种算法简单地淘汰最早进入内存的页面。使用一个先进先出的队列来跟踪页面，当需要空闲页帧时，淘汰队列头部的页面。 3. **LRU（最近最久未使用）**：LRU 基于页面的历史使用情况，淘汰最近最久未被访问的页面。通过维护页面的访问时间来实现，淘汰时间戳最早的页面。 4. **LFU（最少使用）**：LFU 使用计数器来记录页面访问频率，淘汰访问次数最少的页面。每当访问页面，计数器增加，需要置换时选择计数器最小的页面。 5. **NUR（最近未使用）**：NUR 算法设置访问位来标记页面是否被访问。没有被访问过的页面优先被淘汰，如果所有页面都被访问过，则清零所有计数器并重新开始。 实验步骤包括生成随机指令序列，转化为页地址流，然后在不同的内存容量下计算每种算法的命中率。指令序列模拟了50%的顺序执行、25%的前半部分分布和25%的后半部分分布。页面大小设定为1K，用户内存容量从4页到32页，总共有320条指令分布在32页中。 计算命中率的公式是：命中率 = 1 - 页面失效次数 / 页地址流长度。页面失效次数指的是在执行指令时，需要的页面不在内存的情况。 代码分析部分未提供，但通常会包含生成指令序列、转换页地址流以及实现各种页面置换算法的逻辑，最后计算并输出各种算法在不同内存容量下的命中率。 这个实验对理解虚拟存储系统的工作原理至关重要，因为页面置换算法的选择直接影响系统的性能。通过对比这些算法，可以得出在不同工作负载下哪种算法更优，这对于操作系统的设计和优化具有实际意义。