分享
 
 
 

[仿真实验]操作系统的内存管理

王朝other·作者佚名  2006-05-02
窄屏简体版  字體: |||超大  

[仿真实验]操作系统的内存管理

EmilMatthew(EmilMatthew@126.com)

摘要:

本文利用模拟实验,实现了操作系统内存管理中的FIFO策略及LRU策略。

关键词: 内存管理,FIFO,LRU

[Simulation Trial]Management Strategies of OS

EmilMatthew(EmilMatthew@126.com)

Abstract:

In this article , I implemented the simulation of OS management strategies , including FIFO strategies and LRU strategies.

Key Words: Memory Management , FIFO , LRU

1前言:

虚拟内存技术为操作系统在有限的内存空间内运行较大内存需求的程序实现了可能。而随之产生了相应的内存换页策略,如FIFO,LRU。这里,采用离散事件模拟的方式,实现了操作系统换页策略中的FIFO及LRU策略。

2模拟框架:

这个虚拟内存换页摸拟的离散系统可以看成事件驱动型。

while(已测页面数<要求测试页面数)

{

1)产生新页面。

2)根据策略,选择是否有页面要淘汰,如有淘汰,则更新更新。

}

计算策略效率值=1-换出页面数/请求页面数

测试的页面采用完全的随机走向,这一点上来说,可能与实际的程序运行有所差距。不

过,从摸拟管理策略的角度来说,是可以满足要求的。

3实验代码:

//LRU策略的实现较为冗杂。

//--main test for mem management stimulate program.--

#include <windows.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>

#include "Ulti.h"

#include "EQueue.h"

#include "MyAssert.h"

//---const variables---

#define TEST_PAGE_NUM 320

#define PAGE_POOL_SIZE 4

//--strategy Num--

#define FIFO 1

#define LRU 2

#define LFR 3

#define NUR 4

//--global variables--

int gRequestedPageNum;

int gPageStream[TEST_PAGE_NUM];

int gTestedNum;

int gStrategy;

int gMemUsedNum;

typedef struct

{

int times;

int pageNum;

}metaMem;

metaMem gPagePool[PAGE_POOL_SIZE];

PSingleRearSeqQueue gQueue;//for fifo strategy.

//--core functions in simulation--

int sFIFO();

int sLRU();

int sNUR();

int strStrtegyToInt(char* inS);

int preJudge();

//--ulti tested files--

FILE* inputFile;

FILE* outputFile;

char *inFileName="inputData.txt";

char *outFileName="outputData.txt";

int main()

{

int i;

int tmpRequireAddress;

char strStrategy[5];

int swapTimes;

int swapOutMemBlockID;

assertF((inputFile=fopen(inFileName,"rb"))!=NULL,"open inputfile error\n");

assertF((outputFile=fopen(outFileName,"wb"))!=NULL,"open outputfile error\n");

printf("oepn files success \n");

fscanf(inputFile,"strategy=%s\r\n",strStrategy);

//read in argument data.

printf("\nstrategy:%s.\n",strStrategy);

strStrategy[strlen(strStrategy)]='\0';

//change str strategy to int strategy.

gStrategy=strStrtegyToInt(strStrategy);

assertF(gStrategy>0&&gStrategy<5,"error gStrategy num");

//--init request address stream (at once change to page num)--

srand((unsigned int)time (NULL));

i=0;

while(i<TEST_PAGE_NUM)

{

tmpRequireAddress=(int)eRandom(320); //[0,319]

gPageStream[i]=tmpRequireAddress%16;

i++;

}

outputListArrInt(gPageStream,0,TEST_PAGE_NUM,outputFile);

//init loop variable

//the inidex for the request page num in simulation

gTestedNum=0;

//init the queue used in fifo.

gQueue=createNullSingleRearSeqQueue();

//note the swap times

swapTimes=0;

//indicate the mem used num

gMemUsedNum=0;

//init mem pool

for(i=0;i<PAGE_POOL_SIZE;i++)

{

gPagePool[i].times=0;

gPagePool[i].pageNum=-1;

i++;

}

//--main part of simulation--

while(gTestedNum<TEST_PAGE_NUM)

{

//get new page num

gRequestedPageNum=gPageStream[gTestedNum];

swapOutMemBlockID=-1;

switch(gStrategy)

{

case FIFO: swapOutMemBlockID=sFIFO();

break;

case LRU: swapOutMemBlockID=sLRU();

break;

case NUR: swapOutMemBlockID=sNUR();

break;

default:

printf("error index passin StragetyFun.\n");

return -1;

break;

}

if(swapOutMemBlockID!=-1)

{

//show swap info.

fprintf(stdout,"swap out->page num:%d use times:%d\r\n",gPagePool[swapOutMemBlockID].pageNum,gPagePool[swapOutMemBlockID].times);

fprintf(outputFile,"swap out->page num:%d use times:%d\r\n",gPagePool[swapOutMemBlockID].pageNum,gPagePool[swapOutMemBlockID].times);

fprintf(stdout,"swap in->page num:%d \r\n",gRequestedPageNum);

fprintf(outputFile,"swap in->page num:%d \r\n\r\n",gRequestedPageNum);

//updating

gPagePool[swapOutMemBlockID].pageNum=gRequestedPageNum;

gPagePool[swapOutMemBlockID].times=1;

swapTimes++;

}

gTestedNum++;

}

fprintf(stdout,"stragety:%s effciency:%f",strStrategy,1-(float)swapTimes/TEST_PAGE_NUM);

fprintf(outputFile,"stragety:%s effciency:%f",strStrategy,1-(float)swapTimes/TEST_PAGE_NUM);

return 0;

}

int strStrtegyToInt(char* inS)

{

if(strcmp(inS,"FIFO")==0)

return FIFO;

else if(strcmp(inS,"LRU")==0)

return LRU;

else if(strcmp(inS,"LFR")==0)

return LFR;

else if(strcmp(inS,"NUR")==0)

return NUR;

else

{

printf("in foundStrategy,pass in Strategy is illegal!\n");

return -1;

}

}

int sFIFO()

{

int reBlockID=-1;

int i;

if(gMemUsedNum<PAGE_POOL_SIZE)

{

for(i=0;i<gMemUsedNum;i++)

if(gPagePool[i].pageNum==gRequestedPageNum)

break;

if(i==gMemUsedNum)

{

enQueue(gQueue,gMemUsedNum);

gPagePool[gMemUsedNum].pageNum=gRequestedPageNum;

gPagePool[gMemUsedNum].times=1;

fprintf(stdout,"swap in->page num:%d \r\n",gRequestedPageNum);

fprintf(outputFile,"swap in->page num:%d \r\n\r\n",gRequestedPageNum);

gMemUsedNum++;

}

}

else if(preJudge()==-1)//detect whether page has been used in the mem area.

{

//get swap out mem block id

reBlockID=deQueue(gQueue);

//insert to the end of the queue.

enQueue(gQueue,reBlockID);

}

return reBlockID;

}

int sLRU()

{

int reBlockID=-1;

int i,maxIndex;

if(gMemUsedNum<PAGE_POOL_SIZE)

{

for(i=0;i<gMemUsedNum;i++)

if(gPagePool[i].pageNum==gRequestedPageNum)

break;

if(i<gMemUsedNum)

{

gPagePool[i].times=1;

reBlockID=i;

for(i=0;i<gMemUsedNum;i++)

if(i!=reBlockID)

gPagePool[i].times++;

reBlockID=-1;

}

else

{

for(i=0;i<gMemUsedNum;i++)

gPagePool[i].times++;

gPagePool[gMemUsedNum].pageNum=gRequestedPageNum;

gPagePool[gMemUsedNum].times=1;

fprintf(stdout,"swap in->page num:%d \r\n",gRequestedPageNum);

fprintf(outputFile,"swap in->page num:%d \r\n\r\n",gRequestedPageNum);

gMemUsedNum++; //next mem sloo

}

}

else if((reBlockID=preJudge())!=-1)//detect whether page has been used in the mem area.

{

gPagePool[reBlockID].times=1;

for(i=0;i<PAGE_POOL_SIZE;i++)

{

if(i!=reBlockID)

gPagePool[i].times++;

}

reBlockID=-1;

}

else

{

//select the min times of the pages in the mems.

maxIndex=0;

for(i=1;i<PAGE_POOL_SIZE;i++)

if(gPagePool[i].times>gPagePool[maxIndex].times)

maxIndex=i;

reBlockID=maxIndex;

//use time add 1

for(i=0;i<PAGE_POOL_SIZE;i++)

{

if(i!=maxIndex)

gPagePool[i].times++;

}

}

return reBlockID;

}

int preJudge()

{

int i;

for(i=0;i<PAGE_POOL_SIZE;i++)

if(gPagePool[i].pageNum==gRequestedPageNum)

break;

if(i<PAGE_POOL_SIZE)

return i; //block id

else

return -1;

}

4实验结果:

在请求页面有320页,最大页号为20时:

4.1内存区域大小为4页时的测试结果:

实验次数

1

2

3

AVG

FIFO 效率

0.2375

0.3031

0.2875

0.276033

LRU 效率

0.3094

0.2344

0.2781

0.273967

4.2内存区域大小为8页时的测试结果:

内存区域大小为8页,请求页面有320页的测试结果:

实验次数

1

2

3

AVG

FIFO 效率

0.5438

0.5156

0.4906

0.516667

LRU 效率

0.5531

0.5063

0.5094

0.522933

可以看到,内存区域增大时,LRU的效率偏高。

参考文献:

[1] 何炎祥,李飞,李宁,计算机操作系统,清华大学出版社,2002. 程序完成日:06/04/30

文章完成日:06/05/01

附录:

1测试程序下载:

http://emilmatthew.51.net/EmilPapers/06_16OSMemMag/code.rar

若直接点击无法下载(或浏览),请将下载(或浏览)的超链接粘接至浏览器地址栏后按回车.若不出意外,此时应能下载。

若下载中出现了问题,请参考:

http://blog.csdn.net/emilmatthew/archive/2006/04/08/655612.aspx

 
 
 
免责声明:本文为网络用户发布,其观点仅代表作者个人观点,与本站无关,本站仅提供信息存储服务。文中陈述内容未经本站证实,其真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
2023年上半年GDP全球前十五强
 百态   2023-10-24
美众议院议长启动对拜登的弹劾调查
 百态   2023-09-13
上海、济南、武汉等多地出现不明坠落物
 探索   2023-09-06
印度或要将国名改为“巴拉特”
 百态   2023-09-06
男子为女友送行,买票不登机被捕
 百态   2023-08-20
手机地震预警功能怎么开?
 干货   2023-08-06
女子4年卖2套房花700多万做美容:不但没变美脸,面部还出现变形
 百态   2023-08-04
住户一楼被水淹 还冲来8头猪
 百态   2023-07-31
女子体内爬出大量瓜子状活虫
 百态   2023-07-25
地球连续35年收到神秘规律性信号,网友:不要回答!
 探索   2023-07-21
全球镓价格本周大涨27%
 探索   2023-07-09
钱都流向了那些不缺钱的人,苦都留给了能吃苦的人
 探索   2023-07-02
倩女手游刀客魅者强控制(强混乱强眩晕强睡眠)和对应控制抗性的关系
 百态   2020-08-20
美国5月9日最新疫情:美国确诊人数突破131万
 百态   2020-05-09
荷兰政府宣布将集体辞职
 干货   2020-04-30
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案逍遥观:鹏程万里
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案神机营:射石饮羽
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案昆仑山:拔刀相助
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案天工阁:鬼斧神工
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案丝路古道:单枪匹马
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案镇郊荒野:与虎谋皮
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案镇郊荒野:李代桃僵
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案镇郊荒野:指鹿为马
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案金陵:小鸟依人
 干货   2019-11-12
倩女幽魂手游师徒任务情义春秋猜成语答案金陵:千金买邻
 干货   2019-11-12
 
推荐阅读
 
 
 
>>返回首頁<<
 
靜靜地坐在廢墟上,四周的荒凉一望無際,忽然覺得,淒涼也很美
© 2005- 王朝網路 版權所有