设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用FIFO,LRU,OPT计算访问命中率,要求通过随机数产生一个指令序列,共320条指令,将指令序列转换成页面序列。 ①页面大小为1KB; ②用户内存容量为4~32页; ③用户虚存容量为32KB。 ④在用户虚存中,按每页存放10条指令排列虚存地址,即320条指令存在32个页面中。并计算并输出不同置换算法在不同内存容量下的命中率。

时间: 2024-04-25 08:26:31 浏览: 239
这是一个比较复杂的问题,需要详细解释。首先,虚拟存储是指操作系统为每个进程提供的一种抽象的存储方式,它把进程需要的数据分成多个页,这些页可以在内存和磁盘之间交换。内存工作区是操作系统为进程分配的物理内存空间,用来存放进程的代码、数据和栈。 在本题中,我们需要设计一个虚拟存储区和内存工作区,然后使用三种不同的置换算法(FIFO、LRU、OPT)计算访问命中率。 首先,我们需要将320条指令转换成页面序列。由于每页存放10条指令,因此总共需要32个页面。假设每个页面的大小为1KB,那么用户虚存容量为32KB,用户内存容量为4~32页。 接下来,我们可以使用随机数产生一个指令序列,并按照页面大小将指令序列转换成页面序列。然后,我们可以使用三种不同的置换算法(FIFO、LRU、OPT)来模拟页面置换过程,并计算访问命中率。具体步骤如下: 1. 初始化内存工作区和虚拟存储区。将内存工作区中的所有页面都设置为空页面,虚拟存储区中的所有页面都设置为未分配状态。 2. 从随机数中生成一个指令序列,并按照页面大小将指令序列转换成页面序列。 3. 遍历页面序列,对于每个页面,进行如下操作: a. 如果该页面已经在内存工作区中,那么命中次数加1,不需要进行页面置换。 b. 如果该页面不在内存工作区中,那么需要进行页面置换。根据置换算法选择要置换的页面,并将新页面调入内存工作区。 4. 计算访问命中率。访问命中率等于命中次数除以页面总数。 需要注意的是,不同的置换算法会对访问命中率产生影响。FIFO算法按照页面进入内存的时间顺序进行置换,LRU算法按照页面最近一次被访问的时间进行置换,OPT算法按照未来最长时间不被使用的页面进行置换。因此,在不同的内存容量下,不同的置换算法可能会产生不同的命中率。 总的来说,这是一个相当复杂的问题,需要进行详细的计算和模拟。如果需要更深入的了解,可以参考相关操作系统的教材和实验。
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(1)假设每个页面可存放10条指令,分配给一作业的内存数为4. (2)用C语言模拟一作业的执行过程,该作业共有320条指令,即它的地址空间为32页,目前它的所有页面都还未调入内存。在模拟过程中,如果所访问的指令已在内存,则显示其物理地址,并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存,则发生缺页,此时须记录缺页的次数,并将相应页调入内存;如果4个内存块中均装入该作业,则需要进行页面置换;最后显示其物理地址,并转下一条指令。在所有320条指令执行完后,请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 (3)置换算法请分别考虑OPT、FIFO和LRU算法。 (4)作业中指令的访问次序按下述原则生成: 50%的指令是顺序执行的; 25%的指令是均匀分布在前地址部分; 25%的指令是均匀分布在后地址部分; 具体的实施办法是: ①在[0,319]之间随机选取一条开始执行指令,其序号为m; ②顺序执行下一条指令,即序号为m+1的指令; ③通过随机数,跳转到前地址部分[0,m-1]中的某条指令处,其序号为; ④顺序执行下一条指令,即序号为+1; ⑤通过随机数,跳转到后地址部分[+2,319]中的某条指令处,其序号为; ⑥顺序执行下一条指令,即序号为+1; ⑦重复跳转到前地址部分、顺序执行、跳转到后地址部分、顺序执行的过程,直至320条指令执行完。

(1)通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。其地址按下述原则生成: ①50%的指令是顺序执行的; ②25%的指令是均匀分布在前地址部分; ③25%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]的指令地址之间随机选取一起点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①-⑤,直到执行320次指令。 (2)将指令序列变换成页地址流,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,按每页存放10条指令排列虚存地址,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1页(对应虚存地址为[10,19]); 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 第310条—第319条指令为第31页(对应虚存地址为[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。 ①FIFO先进先出的页面淘汰算法 ②LRU最近最少使用页面淘汰算法 ③OPT最佳页面淘汰算法 ④LFU最不经常使用页面淘汰算法 ⑤NUR最近没有使用页面淘汰算法。 按上述要求编写C语言代码

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