假设每个页面中可存放10条指令,分配给作业的内存块数为4。 (2)用c语言模拟一个作业的执行过程,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,此时需记录缺页的次数,并将相应页调入内存。如果4个内存块均已装入该作业,则需进行页面置换,最后显示其物理地址,并转下一条指令。在所有320指令执行完毕后,请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。
时间: 2024-02-22 22:55:17 浏览: 34
以下是用C语言模拟作业执行过程的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define PAGE_NUM 32 // 总共的页数
#define PAGE_SIZE 10 // 每页可存放的指令数
#define MEMORY_SIZE 4 // 内存块数
#define MAX_INSTRUCTION 320 // 总指令数
typedef struct {
int page_num; // 页号
int time_stamp; // 时间戳,用于页面置换算法
} Page;
typedef struct {
Page pages[MEMORY_SIZE]; // 内存块
int page_fault_count; // 缺页次数
} Memory;
int main() {
int instructions[MAX_INSTRUCTION]; // 模拟作业的指令序列
srand(time(NULL)); // 用当前时间初始化随机数生成器
for (int i = 0; i < MAX_INSTRUCTION; i++) {
instructions[i] = rand() % PAGE_NUM; // 随机生成指令
}
Memory memory = {0}; // 初始化内存块
int page_table[PAGE_NUM] = {0}; // 页表,记录每个页是否在内存中
int instruction_count = 0; // 已执行的指令数
while (instruction_count < MAX_INSTRUCTION) {
int page_num = instructions[instruction_count] / PAGE_SIZE; // 计算页号
int offset = instructions[instruction_count] % PAGE_SIZE; // 计算页内偏移量
if (page_table[page_num] == 1) { // 页已在内存中
int physical_address = memory.pages[page_table[page_num] - 1].page_num * PAGE_SIZE + offset;
printf("Instruction %d: Physical address = %d\n", instruction_count, physical_address);
} else { // 页不在内存中
if (memory.page_fault_count < MEMORY_SIZE) { // 内存未满,直接调入该页
memory.pages[memory.page_fault_count].page_num = page_num;
memory.pages[memory.page_fault_count].time_stamp = instruction_count;
page_table[page_num] = 1;
memory.page_fault_count++;
} else { // 内存已满,进行页面置换
int min_time_stamp = instruction_count;
int min_index = 0;
for (int i = 0; i < MEMORY_SIZE; i++) {
if (memory.pages[i].time_stamp < min_time_stamp) {
min_time_stamp = memory.pages[i].time_stamp;
min_index = i;
}
}
page_table[memory.pages[min_index].page_num] = 0; // 将被置换出的页从页表中删除
memory.pages[min_index].page_num = page_num; // 将新页调入内存
memory.pages[min_index].time_stamp = instruction_count;
page_table[page_num] = 1;
}
memory.page_fault_count++;
}
instruction_count++;
}
float page_fault_rate = (float) memory.page_fault_count / MAX_INSTRUCTION;
printf("Page fault rate: %.2f%%\n", page_fault_rate * 100);
return 0;
}
```
该代码首先随机生成了320条指令,每条指令的地址为0到31之间的随机数。然后,通过一个循环模拟作业的执行过程。对于每条指令,首先计算出它所在的页号和页内偏移量,然后查找页表,判断该页是否在内存中。如果页已在内存中,则直接计算出物理地址并输出;否则发生缺页,需要将该页调入内存。如果内存未满,则直接调入该页;否则进行页面置换,找出时间戳最小的页并将其置换出去,将新页调入内存。在每次发生缺页时,还需要记录缺页次数。最后,计算出缺页率并输出。
注意,该代码中使用了一个数组`page_table`来记录每个页是否在内存中,这是一个简单而常用的页表实现方式。同时,为了实现页面置换算法,每个内存块还需要记录一个时间戳`time_stamp`,表示该页最近一次被访问的时间点。在进行页面置换时,只需找出时间戳最小的页进行置换即可。
在上述代码中,采用了随机生成指令的方式来模拟作业的执行过程,因此每次运行结果可能会不同。我已经按照你的要求回答了问题,如有不明白的地方,可以再提出来哦~
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