struct QueueNode *next;
}
并设全程量：
struct QueueNode *ready_head=NULL, //ready队列队首指针
*ready_tail=NULL , //ready队列队尾指针 *blocked_head=NULL, //blocked队列队首指针 *blocked_tail=NULL; //blocked队列队尾指针 (2) 设计子程序 begin start_state(); //读入假设的数据，设置系统初始状态 dispath(); //模拟调度 calculate(); //计算CPU利用率 use_cpu=0 (3) dispath()算法流程图： x=0 unuse_cpu=0
ready队列不空或end
blocked队列不空
ready队列不空
p? 取ready队首元素 p->PCB.state置“运行” 输出p->PCB.name p->PCB.cpu_time-- use_cpu++ unuse_cpu++ p->PCB.cpu_time>0 释放p p入ready队列队尾 x++ x==t blocked队首进程入ready队列队尾；x=0 34
实验8 页面置换模拟程序设计
一、实验目的
存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。
本实验的目的是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技术特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
二、实验内容
1．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 50%的指令是均匀分布在前地址部分； ③ 50%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] 的指令之间随即选取一起点m; ② 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令； 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①-⑤，直到执行320次指令。
2．将指令序列变换为页地址流 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条指令排在虚存地址，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条指令为第一页（对应虚存地址为[10，19]）； … …
第310条~第319条指令为第31页（对应虚地址为[310，319]）。 按以上方式，用户指令可组成32页。
3．计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 ① 先进先出的算法（FIFO）； ② 最近最少使用算法（LRR)； ③ 最佳淘汰算法（OPT）先淘汰最不常用的页地址； ④ 最少访问页面算法（LFR）； ⑤ 最近最不经常使用算法（NUR）。
其中③和④为选择内容。
命中率=1-页面失效次数/页地址流长度
在本实验中，页地址流长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。
35
三、实验指导
本实验的程序设计基本上按照实验内容进行。即首先用srand()和rand()函数定义和产生指令序列，然后将指令序列变换成相应的页地址流，并针对不同的算法计算出相应的命中率。
1. 随机数产生办法，Linux或UNIX系统提供函数strand()和rand(),分别进行初始化和产生随机数。例如： srand ();
语句可初始化一个随机数； a[0]=10*rand()/65535*319+1; a[1]=10*rand()/65535*a[0];
语句可用来产生a[0]与a[1]中的随机数。
2．数据结构 (1) 页面类型 typedef struct{
int pn,pfn,counter,time; }pl-type;
其中pn为页号,pfn为面号, counter为一个周期内访问该页面的次数, time为访问时间. (2) 页面控制结构 pfc-struct{
int pn,pfn;
struct pfc_struct *next; }
typedef struct pfc_struct pfc_type;
pfc_type pfc_struct[total_vp],*freepf_head,*busypf_head; pfc_type *busypf_tail;
其中pfc[total_vp]定义用户进程虚页控制结构, *freepf_head为空页面头的指针, *busypf_head为忙页面头的指针, *busypf_tail为忙页面尾的指针. 3．函数定义
（1）Void initialize( ):初始化函数,给每个相关的页面赋值. （2）Void FIFO( ):计算使用FIFO算法时的命中率. （3）Void LRU( ):计算使用LRU算法时的命中率. （4）Void OPT( ):计算使用OPT算法时的命中率. （5）Void LFU( ):计算使用LFU算法时的命中率. （6）Void NUR( ):计算使用NUR算法时的命中率. 4．变量定义 (1) int a[total_instruction]: 指令流数据组.
(2) int page[total_instruction]: 每条指令所属的页号.
(3) int offset[total_instruction]: 每页装入10条指令后取模运算页号偏移值. (4) int total_pf: 用户进程的内存页面数. (5) int disaffect: 页面失效次数.
5． 程序框架：
36
#define total_instruction 320 #define total_vp 32 typedef struct {
int pn ,pfn,counter,time;
}pl_type;
pl_type p[total_vp]; pfc_struct{
int pn , pfn;
struct pfc_struct *next; };
typedef struct pfc_struct pfc_type;
pfc_type pfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head, *busypf_tail; int diseffect, a[total_struction];
int page[total_struction],offset[total_struction]; void initialize( ); {
…… }
void FIFO( ); / LRU( ); {
…… }
main( ) { int s,i,j;
sand(getpid()*10);
s=(float)319*rand()/32767+1; for(i=0;i < total_struction;i++)
{a[i]=s; a[i+1]=a[i]+1; a[I+2]=(float)a[i]*rand()/32767;a[i+3]=a[i+2]+1; s=(float)rand()*(318-a[i+2])/32767+a[i+2]+2; } for( i=0;i {page[i]=a[i]/10;offset[i]=a[i];} for(i=4;i<=32;i++) FIFO(i);/ LRU( ); } 例如：a[0]=194 a[1]=195 a[2]=55 a[3]=56 a[4]=73 a[5]=74 a[6]=30 a[7]=31 a[8]=257 a[9]=258 a[10]=210 a[11]=211 a[12]=319 a[13]=320 a[14]=46 a[15]=47 a[16]=273 a[17]=274 a[18]=205 a[19]=206 6. 程序参考源码及结果 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define INVALID -1 37 #define NULL 0 #define total_instruction 320 /*指令流长*/ #define total_vp 32 /*虚页长*/ #define clear_period 50 /*清0周期*/ typedef struct /*页面结构*/ { int pn; //页号 logic number int pfn; //页面框架号 physical frame number int counter; //计数器 int time; //时间 }pl_type; pl_type pl[total_vp]; /*页面线性结构---指令序列需要使用地址*/ typedef struct pfc_struct /*页面控制结构，调度算法的控制结构*/ { int pn; int pfn; struct pfc_struct *next; }pfc_type; pfc_type pfc[total_vp], *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail; int diseffect, a[total_instruction]; /* a[]为指令序列*/ int page[total_instruction], offset[total_instruction];/*地址信息*/ int initialize(int); int FIFO(int); int LRU(int); int LFU(int); int NUR(int); //not use recently int OPT(int); int main( ) { int s,i,j; srand(10*getpid());/*由于每次运行时进程号不同，故可用来作为初始化随机数队列的―种子‖*/ 38