【正文】 當前運行指令編號 設(shè)置 中斷允許標志，為 1 允許響應(yīng)中斷，否則關(guān)中斷 設(shè)置 此時運行狀態(tài)， 0表示用戶態(tài) ,1 表示內(nèi)核態(tài) } 4． 8 駐留集抽象設(shè)計 4． 8． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct{//用于 CLOCK 算法的駐留集，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用循環(huán)隊列表示 int ptr。 4． 6． 2 基本操作 void setPtbr(){//生成頁表基地址 設(shè)置頁表基地址； 設(shè)置頁表長度； } int getiF(){//獲得進程頁表基址 返回頁表基址； } 4． 7 程序狀態(tài)字 抽象設(shè)計 4． 7． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct PSW{//程 序狀態(tài)字抽象 int iNumber。//物理地址 }OutPage。//根據(jù)頁號獲得進程頁表 引用 位 int getPhyPageNo(int pageno)。amp。//修改位 int iProtect。//頁號 int iRealPageNo。//隊列尾指針 int front。//頁號 int trealpageno。//隊列尾指針 int front。//隊列尾指針 int front。 程序狀態(tài)字 PSW ； 頁表基址寄存器 PTBR； 指令計數(shù)器 PC； 指令寄存器 IR； 快表 TLB等寄存器 部件都以靜態(tài)屬性抽象模擬 。 3． 2 存儲管理部件 MMU 的抽象與設(shè)計 抽象并設(shè)計存儲管理部件 MMU 模塊， 以對象類的形式模擬 存儲管理部件 MMU的結(jié)構(gòu)和功能。 3 裸機 硬件 部件仿真設(shè)計 3． 1 存儲空間 的設(shè)計與抽象 抽象并設(shè)計存儲空間模塊，采用將程序指令存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的 哈弗 結(jié)構(gòu)，具體分為內(nèi)存抽 象與外存抽象。 ６ 2． 1． 4 整體思路流程圖 圖 整體思路流程圖 圖 整體思路流程圖 ７ 2． 2 完成功能說明 （ 1）抽象并設(shè)計 CPU 模塊。 進程指令執(zhí)行完畢后，需要結(jié)束進程進入終止態(tài)，從 PCB 池中撤銷該進程 PCB，并收回進程所占內(nèi)存空間。 ５ 進程訪問某一頁面時 MMU根據(jù) CPU給出的邏輯地址獲取相應(yīng)的邏輯頁號與頁內(nèi)偏移；然后以頁號為索引搜索快表，如果快表中存在該頁號，則獲得物理頁號與偏移地址拼接 成物理地址；如果快表中不存在該頁號，則搜索慢表，如果慢表中存在該頁號 （即頁表項的駐留位為 1） ，也就是該頁面存在于內(nèi)存，則直接獲取相應(yīng)物理頁號，并將該項填入快表；如果慢表中不存在該頁號，也就是該頁面未調(diào)入內(nèi)存 （即頁表項駐留位為0） ，則發(fā)出異常信號； 該進程被阻塞，釋放 CPU 資源并在保存現(xiàn)場信息后進入等待隊列，下一個進程獲得 CPU 資源開始回復自己的現(xiàn)場，也就是進程上下文切換，然后進入運 行態(tài)。常見的頁面替換算法諸如先入先出頁面替換算法（ FIFO）、最近最少使用頁面替換算法（ LRU）、時鐘頁面替換算法（ LRU）等，用程序設(shè)計語言實現(xiàn)這些算法，也對算法思維的培養(yǎng)有著重要意義。 虛擬頁式存儲管理系統(tǒng)涉及到的硬件有中央處理器 CPU、存儲管理部件 MMU、內(nèi)存、外存以及頁表基址寄存器、快表等相關(guān)寄存器。由于任何程序和數(shù)據(jù)必須占用內(nèi)存空間才能得以執(zhí)行和處理，因此存儲管理的優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)性能。 visualization ４ 1 緒論 1． 1 選題 目的 編寫程序模擬請求分頁虛存管理中 的 存儲管理部件 MMU 進行虛實地址轉(zhuǎn)換的過程以及缺頁異常的處理 ， 利用頁面替換算法淘汰頁面， 并實現(xiàn)過程可視化 。 Realized the realtime process scheduling, both inside and outside storage usage and page replacement process visualization, and eventually will be involved in the process of data saved to the specified document. Key words: Virtual page storage management。在實現(xiàn)過程中， 采用 Qt Creator集成開發(fā)環(huán)境，利用 c++面向?qū)ο蟮乃枷?，用對象類對硬件部件進行抽象模擬，用成員函數(shù)作為接口，模擬各部件 API 完成功能的集成，基本完成了預(yù)期功能 ； 實現(xiàn)了并發(fā)環(huán)境下的 頁面訪問請求 ，利用多種頁面替換算法實現(xiàn)缺頁 異常處理 中的頁面替換 ； 實現(xiàn)了進程調(diào)度 、內(nèi)外存實時占用情況 及頁面替換 的過程可視化，并最終將過程中涉及到的數(shù)據(jù)變化保存至指定文檔。 操作系統(tǒng)課程設(shè)計 實踐報告 題 目 : 計算機虛擬頁式存儲管理系統(tǒng)的仿真實現(xiàn) 姓 名 : ****** 學 院 : 信息科技學院 專 業(yè) : 計算機科學技術(shù)系 班 級 : ************ 學 號 : ********* 指 導教師 : ****** 職稱 : ****** 2017 年 3 月 12 日 １ 目 錄 摘要??????????????????????????????????? 3 關(guān)鍵詞????????????????????????????????? 3 Abstract?????????????????????????????????3 Key words????????????????????? ??????????3 1 緒論?????????????????????????????????? 4 選題目的????????????????????????????? 4 選題意義????????????????????????????? 4 2 設(shè)計思路與完成功能說明????????????????????????? 4 課程設(shè)計思路??????????????????????????? 4 模擬多進程并發(fā)環(huán)境?????????????????????? 4 頁面訪問請求與異常 處理????????????????????? 5 過程可視化?????????????????????????? 5 整體思路流程圖??????????????????????? 6 完成功能說明??????????????????????????? 7 3 裸機硬件部件仿真設(shè)計??????????????????????? 8 存儲空間的設(shè)計與抽象????????????????????? 8 存儲管理部件 MMU 的抽象與設(shè)計????????????????? 9 中央處理器 CPU 的抽象與設(shè)計?????????????????? 9 4 通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計?????????????????????????? 9 后備作業(yè)隊列抽象設(shè)計??????????????????????? 9 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計???????????????????????? 9 基礎(chǔ)操作????????????????????????? 9 進程狀態(tài)隊列抽象設(shè)計????????????????????? 10 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計???????????????????????? 10 基礎(chǔ)操作????????????????????????? 10 快表抽象設(shè)計????????????????????????? 11 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計???????????????????????? 11 基礎(chǔ)操作????????????????????????? 11 頁表項抽象設(shè)計???????????????????????? 12 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計?????????????????????????? 12 基礎(chǔ)操作?????????????????????????? ??? 12 外頁表項抽象設(shè)計??????????????????????? 12 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計?????????????????????????? 12 基礎(chǔ)操作????????????????????????? 13 頁表基址寄存器抽象設(shè)計????????????????????? 13 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計?????????????????????????? 13 基礎(chǔ)操作??????????????????????????? 13 程序狀態(tài)字抽象設(shè)計??????? ???????????????? 13 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計????????????????????????? 13 基礎(chǔ)操作??????????????????????????? 13 駐留集抽象設(shè)計????????????????????????? 13 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計?????????????????????????? 13 基礎(chǔ)操作??????????????????????????? 14 內(nèi)存抽象設(shè)計?????????????????????????? 14 ２ 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計????????????????????????? 14 基礎(chǔ)操作??????????????????????????? 15 外存抽象設(shè)計?????????????????????????? 15 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計???????????????????????? 15 基礎(chǔ)操作????????????????????????? 15 5 軟件系統(tǒng)設(shè)計?????????????????????????????? 15 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??????????????????? ?????????? 15 底層硬件抽象????????????????????????? 15 功能模擬?????????????????????????? 15 模塊整合?????????????????????????? 16 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖????????????????????????? 17 系統(tǒng)類圖與順序圖????????????????????????? 18 系統(tǒng)類圖????????????????????????? 18 系統(tǒng)順序圖???? ???????????????????? 19 功能實現(xiàn)流程?????????????????????????? 20 實現(xiàn)作業(yè)生成、進程創(chuàng)建與資源分配??????????? 20 實現(xiàn)進程調(diào)度與進程上下文切換??????????????? 21 實現(xiàn)對快表和駐留集的管理????????????????? 22 實現(xiàn)快表和慢表的搜索??????????????????? 23 實現(xiàn)缺頁異常處理與命中率的計算????????????? 24 實現(xiàn)過程可視化? ????????????????????? 24 6 關(guān)鍵操作???????????????????????????????? 25 模擬并發(fā)環(huán)境???????????????????????????? 25 進程阻塞原語????????????????????????? 25 進程喚醒原語????????????????????????? 25 進程上下文切換??????????????????????? 25 頁面替換算法??????????????????????????? 26 先入先出 FIFO 頁面替換算法????????????????? 26 最久未被訪問 LRU 頁面替換算法???????????????? 27 時鐘 CLOCK 頁面替換算法??????????????????? 28 過程可視化???????????????????????????? 29 7 技術(shù)問題分析與解決方案????????????????????????? 30 存在問題與解決方案??????????????????????? 30 其他設(shè)想??????????? ?????????????????? 31 8 實踐體會??????????????????????????????? 31 參考文獻???????????????????????????????? 32 附件 1?????????????????????????????????? 33 附件 2?????????????????????????????????? 38 附件 3?????????????????????????????????? 39 ３ 計算機虛擬頁式存儲管理系統(tǒng)的仿真實現(xiàn) ***專業(yè)學生 *** 指 導教師 *** 摘要： 任何程序和數(shù)據(jù)必須占用內(nèi)存空間才能得以