操作系统实验4请求分页存储管理系统模拟实验.pdf

操作系统实验4的主题是请求分页存储管理系统的模拟实验，它旨在帮助学生深入理解请求分页存储管理系统的原理和实现技术。在这个实验中，每个页面可以存放10条指令，分配给进程的内存块数为4个。进程总共有320条指令，地址空间为32个页面，初始状态所有页面都不在内存中。 实验的主要任务是模拟进程的执行过程，当访问的指令在内存中，显示其物理地址并继续执行下一条指令。如果访问的指令不在内存（即缺页），则记录缺页次数，选择一个页面进行替换，并将所需页面调入内存。页面置换算法采用了三种不同的策略：最优(OPT)、先进先出(FIFO)和最近最久未使用(LRU)。 缺页率的计算是通过缺页次数除以总指令数来得到的。为了生成进程指令访问的随机顺序，实验设计了指令访问次序的生成规则：50%的指令顺序执行，25%的指令均匀分布在低地址局部，另外25%分布在高地址局部。 实验代码部分展示了C语言实现的基本框架，包括数据结构定义、初始化函数、检查页面是否存在、寻找空闲物理块、确定应置换的页面以及显示物理块内容的函数。其中，`init()`函数用于初始化内存块，`pageExist()`检查指定页面是否在内存中，`findSpace()`查找空闲的内存块，`findReplace()`根据特定页面置换策略选择应替换的页面，`display()`函数展示内存块中的页面号，而`randam()`函数用于生成随机的指令访问序列。 在实验结果部分，给出了使用不同页面置换算法（OPT、FIFO、LRU）运行后的缺页次数和缺页率，但具体数值在提供的信息中没有给出。 这个实验不仅让学生实践了分页存储管理的机制，还让他们对页面替换算法的性能差异有了直观的认识。通过模拟不同算法的运行情况，学生可以理解到，尽管最优算法（OPT）在理论上能提供最佳性能，但在实际操作中由于难以预测未来访问模式，往往需要依赖如FIFO或LRU这样的简单算法。