帮我用Java实现一个程序并给我完整的代码(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: ①50%的指令是顺序执行的; ②50%的指令是均匀分布在前地址部分; ③50%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。
时间: 2024-03-08 16:49:11 浏览: 85
好的,以下是完整的Java代码,已按照题目要求实现了指令序列的随机生成和页地址流的变换。由于程序比较长,我在代码中加了一些注释,希望能够帮助您理解代码的实现细节。
```java
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class MemorySimulation {
// 定义指令类,包含指令地址和指令内容
static class Instruction {
int address;
String content;
public Instruction(int address, String content) {
this.address = address;
this.content = content;
}
}
public static void main(String[] args) {
// 定义页表,用于映射虚拟地址到物理地址
int[] pageTable = new int[320];
// 随机生成指令序列,并将其转换为页地址流
generateInstructionSequence(pageTable);
// 模拟执行指令
executeInstructions(pageTable);
}
// 随机生成指令序列,并将其转换为页地址流
static void generateInstructionSequence(int[] pageTable) {
// 定义指令序列
ArrayList<Instruction> instructions = new ArrayList<>();
// 定义随机数生成器
Random random = new Random();
// 随机生成起始地址
int m = random.nextInt(320);
// 添加第一条指令
instructions.add(new Instruction(m + 1, "instruction " + (m + 1)));
// 循环生成320条指令
for (int i = 1; i < 320; i++) {
// 根据上一条指令的地址和随机数生成下一条指令的地址
int address = 0;
if (random.nextBoolean()) {
address = instructions.get(i - 1).address + 1; // 50%的指令是顺序执行的
} else if (random.nextBoolean()) {
address = random.nextInt(m + 2); // 50%的指令是均匀分布在前地址部分
} else {
address = random.nextInt(320 - m - 1) + m + 2; // 50%的指令是均匀分布在后地址部分
}
// 添加新的指令
instructions.add(new Instruction(address, "instruction " + (address + 1)));
// 如果当前指令的地址小于等于 m+1,则它是顺序执行的,更新 m 的值
if (address <= m + 1) {
m = address - 1;
}
}
// 将指令序列转换为页地址流,并更新页表
for (int i = 0; i < 320; i++) {
int pageNumber = i / 10; // 计算页号
int offset = i % 10; // 计算页内偏移量
// 将页号存储在页表中
pageTable[i] = pageNumber;
// 输出虚拟地址和物理地址的对应关系
System.out.println("virtual address " + i + " -> physical address " + (pageNumber * 10 + offset));
}
}
// 模拟执行指令
static void executeInstructions(int[] pageTable) {
// 定义物理内存和虚拟内存
String[] physicalMemory = new String[32];
String[] virtualMemory = new String[32];
// 定义随机数生成器
Random random = new Random();
// 随机生成用户内存容量
int memorySize = random.nextInt(29) + 4;
// 计算物理内存和虚拟内存的页框数
int physicalFrames = memorySize;
int virtualFrames = 32 - memorySize;
// 从页表中分配物理内存和虚拟内存
int physicalIndex = 0;
int virtualIndex = 0;
for (int i = 0; i < 320; i++) {
int pageNumber = pageTable[i];
if (pageNumber < memorySize) {
if (physicalIndex < physicalFrames) {
physicalMemory[physicalIndex * 10] = "page " + pageNumber;
physicalIndex++;
}
} else {
if (virtualIndex < virtualFrames) {
virtualMemory[virtualIndex * 10] = "page " + pageNumber;
virtualIndex++;
}
}
}
// 定义指令计数器
int pc = 0;
// 循环执行指令
for (int i = 0; i < 320; i++) {
// 计算页号和页内偏移量
int pageNumber = pageTable[pc] % 32;
int offset = pc % 10;
// 判断该页是否在物理内存中
if (pageNumber < memorySize) {
if (physicalMemory[pageNumber * 10] == null) {
// 如果不在物理内存中,则将该页从虚拟内存中读入物理内存中
System.out.println("page " + pageNumber + " is not in physical memory, load it from virtual memory");
// 找到虚拟内存中对应的页框
int virtualFrame = -1;
for (int j = 0; j < virtualFrames; j++) {
if (virtualMemory[j * 10] != null && virtualMemory[j * 10].equals("page " + pageNumber)) {
virtualFrame = j;
break;
}
}
// 将虚拟内存中的页框复制到物理内存中
if (virtualFrame != -1) {
System.out.println("copy page " + pageNumber + " from virtual memory to physical memory");
for (int j = 0; j < 10; j++) {
physicalMemory[pageNumber * 10 + j] = virtualMemory[virtualFrame * 10 + j];
}
}
}
// 执行当前指令并输出结果
System.out.println("execute instruction " + pc + ": " + physicalMemory[pageNumber * 10 + offset]);
} else {
// 如果该页不在物理内存中,则直接输出错误信息
System.out.println("page " + pageNumber + " is not in user memory or virtual memory");
}
// 更新指令计数器
pc++;
}
}
}
```
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