实验三 存储管理程序设计
一、实验目的和要求
（一） 目的
存储管理的主要功能之一是合理地分配主存空间。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的模拟设计，来了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
（二） 要求
模拟页式虚拟存储管理中硬件的地址转换和缺页中断的处理过程，并用先进先出调度算法（FIFO）处理缺页中断。
二、实验内容和原理
(1) 为了装入一个页面而必须调出一页时，如果被选中调出的页面在执行中没有修改过，则不必把该页重新写到磁盘上（因磁盘上已有副本）。因此，在页表中可以增加是否修改过的标志，当执行“存”指令、“写”指令时把对应页的修改标志置成“1”，表示该页修改过，否则为“0”，表示该页未修改过。页表格式如表3-1所示。
表3-1 页表格式 页 号 标 志 主存块号 修改标志 磁盘上的位置
(2) 设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换和缺页中断处理过程。当访问的页在主存时则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，可用输出转换后的绝对地址来表示一条指令已完成。当访问的页不在主存时则输出“*该页页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。模拟地址转换的程序流程如图3-1所示。
(3) 编制一个FIFO页面调度程序。FIFO页面调度算法总是先调出作业中最先进入主存的那一页，因此，可以用一个数组来构成页号队列。数组中每个元素是该作业已在主存的页面号，假定分配给作业的主存块数为m，且该作业开始的m页已装入主存，则数组可由m个元素组成：
P[0]，P[1]，?，P[m-1] 它们的初值为
P[0]∶=0，P[1]∶=1，?，P[m-1]∶= m-1
用一指针k指示当要装入新页时应调出的页在数组的位置，k的初值为“0”。
开始 取一条指令 取指令中访问的页号＝＞L 查页表 是 形成绝对地址 是 置L页修改标志”1” 输出绝对地址 是 取一条指令 否 模拟硬件 结束 地址转换 否(产生缺页中断) 页标志=1? 是”存”指令? 否 输出“﹡页号” 有后继指令? j∶= P[k] 模拟FIFO页面调度 是 输出“OUTj” 输出“IN L” j页的修改标志=1? 否 P[k]∶=L k∶=(k+1) mod m 修改页表
图3-1 地址转换和FIFO页面调度流程
当产生缺页中断后，操作系统总是选择P[k]所指出的页面调出，然后执行
P[k]∶=要装入的新页页号 k∶=（k+1）mod m
在实验中不必实际地启动磁盘执行调出一页和装入一页的工作，而用输出“OUT调出的页号”和“IN要装入的新页页号”来模拟一次调出和装入的过程。模拟程序的流程见图3-1。
(4) 假定主存的每块长度为1024个字节，现有一个共7页的作业，其副本已在磁盘上。系统为该作业分配了4块主存块，且该作业的第0页至第3页已经装入主存，其余3页尚未装入主存，该作业的页表见表3-2所示。