Java模拟操作系统:虚拟存储管理与页面置换算法

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"淮海工学院计算机工程学院实验报告书,课程名为《操作系统》,实验主题为虚拟存储管理,重点探讨了请求页式存储管理和几种页面置换算法,包括FIFO、LRU、OPT、LFR和NUR。实验环境是在486或586计算机上使用TC语言进行实现。" 实验报告详细介绍了虚拟存储管理的一个关键组成部分——请求页式存储管理,这是一种允许程序超过实际内存限制的内存管理技术。实验的目标是通过模拟页面置换算法来理解虚拟存储技术的特性,并掌握这些算法的运作机制。 实验内容分为三部分: 1. 首先,通过生成一个包含320条指令的随机地址序列,模拟程序运行。这个序列由顺序、前半部分分布和后半部分分布的指令组成,旨在模拟复杂的工作负载情况。 2. 其次,将指令序列转换为页地址流。假设页面大小为1KB,用户内存容量从4页到32页不等,用户虚存容量为32KB。指令按照每1KB存放10条的方式排列在虚存中,形成32页的布局。 3. 实验的重点是计算和比较五种不同的页面置换算法(FIFO、LRU、OPT、LFR和NUR)在不同内存容量下的命中率。命中率是衡量页面替换效率的关键指标,它等于1减去页面失效次数除以页地址流长度。页面失效发生时,对应的指令页不在内存中,需要从磁盘调入。 实验环境指定在486或586计算机上,使用Turbo C (TC) 编程语言来实现这些算法。实验提示中提到了如何计算命中率以及如何使用TC的内置函数RAND()和RANDOMIZE()生成随机数。 实验结果部分虽然没有给出,但通常会包含每种页面置换算法的具体实现代码和对应的命中率分析。通过对比这些算法在不同内存配置下的表现,可以更深入地理解它们的优劣,以及在实际操作系统的虚拟存储管理中可能面临的挑战和决策。