【正文】 組訪 問 序 列 是 否結(jié) 束 ？駐 留 集 數(shù) 組 中是 否 存 在 該 頁面 值 ？當(dāng) 前 駐 留 集 是否 滿 ？直 接 加 入 該 頁 面查 找 最 先 進(jìn) 入 的 頁面 進(jìn) 行 替 換命 中結(jié) 束是否否是否是 圖 6． 2． 1 先入先出 FIFO 頁面替換算法 6． 2． 2 最久未被訪問 LRU 頁面替換算法 偽代碼： if（駐留集數(shù)組中存在該請求頁面） { 該頁面時間置 0； 所有頁面時間加 1； 命中； } else{ if（駐留集數(shù)組沒有滿） { 直接將請求頁面加入數(shù)組； 該頁面時間置 0； 所有頁面時間加 1； } else{ 替換最長時間沒有被訪問的頁面； } } 喚醒進(jìn)程； 進(jìn)程進(jìn)入就緒隊列； ２８ 開 始訪 問 序 列 第 一 個 頁面 進(jìn) 入 駐 留 集 數(shù)組 ， 時 間 數(shù) 組 對 應(yīng)位 置 置 1訪 問 序 列 是 否結(jié) 束 ？駐 留 集 數(shù) 組 中是 否 存 在 該 頁面 值 ？當(dāng) 前 駐 留 集 是否 滿 ？直 接 加 入 該 頁 面查 找 時 間 數(shù) 組 中 時間 最 久 的 進(jìn) 行 替 換該 頁 面 對 應(yīng) 時 間 置0 ， 全 部 頁 面 時 間+ 1結(jié) 束是否否是否是 圖 6． 2． 2 最久未被訪問 LRU 頁面替換算法 6． 2． 3 時鐘 CLOCK 頁面替換算法 偽代碼： if（駐留集隊列中存在該請求頁面） { 頁面標(biāo)志置 1； 命中； } else{ if（駐留集隊列沒有滿） { 直接將請求頁面加入隊列； 該頁面標(biāo)志置 1； } else{ while（隊首頁面標(biāo)志 == 1） { 指針指向下一個位置； 該頁面標(biāo)志置 0； } 替換該標(biāo)志為 0的頁面，新頁面標(biāo)志置 1； 指針指向像一個位置； } } 喚醒進(jìn)程； 進(jìn)程進(jìn)入就緒隊列； ２９ 開 始訪 問 序 列 第 一 個 頁面 加 入 循 環(huán) 隊 列 ，標(biāo) 志 位 置 1訪 問 序 列 是 否結(jié) 束駐 留 集 是 否 存在 該 頁 面駐 留 集 是 否 滿直 接 加 入 該 頁 面 ，標(biāo) 志 位 置 1指 針 當(dāng) 前 指 向的 頁 面 標(biāo) 志 是否 為 1頁 面 標(biāo) 志 位 置 0 ，指 針 指 向 下 一 個 位置請 求 頁 面 加 入 該 位置 ， 標(biāo) 志 置 1 ， 指針 指 向 下 一 個 位 置該 頁 面 標(biāo) 志 位 置 1結(jié) 束是否是否否是是否 圖 6． 2． 2 時鐘 CLOCK 頁面替換算法 6． 3 過程可視化 頁面布局： QHBoxLayout *mainLayout=new QHBoxLayout。//寫入控件 ? leftdownLayoutaddLayout(leftdownupLayout)。 thissetLayout(mainLayout)。 （ 3）程序設(shè)計時模塊整合出現(xiàn)沖突的問題。 解決方案： 閱讀與分析相關(guān)教材的文件讀寫部分的代碼示例，對文件流概念有一定的了解后繼續(xù)完成設(shè)計中對文件操作的部分。在學(xué)習(xí) C++時，雖然也有實驗課的代碼練習(xí)，但是都不是很大的項目，在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)時，只是對書本上的 理論知識有了初步的了解，并沒有深入了解這些功能的實現(xiàn)過程，再加上在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)時，是按照模塊來學(xué)習(xí)，并沒有很強的系統(tǒng)概念，對整個框架還不是很了解。 參考文獻(xiàn) [1] 費翔林 ,駱斌 .操作系統(tǒng)教程 [M].(5 版 ).北京 :高等教育出版社 ,2020. [2] 嚴(yán)蔚敏 ,吳偉民 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (C 語言版 )[M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020. [3] 許薇 ,方修豐 .面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 (C++)[M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020. [4] 唐朔飛 .計算機(jī)組成原理 (2 版 )[M].北京 :高等教育出版社 ,2020. [5] Charles 程序設(shè)計 (5 版 )[M].北京 :北京大學(xué)出版社 ,2020. [6] Jasmin Blanchette,Mark ++ GUI Qt4 編程 (2 版 )[M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2020. [7] [M].(3 版 ).北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 ３３ 附件 1 （ 1） PCB cpcb。如果僅僅是作業(yè)與進(jìn)程的調(diào)度相對來說還是比較容易實現(xiàn)，但是還有另一個模塊 —— 存儲器管理，這就需要將書本理論知識的兩個獨立模塊有效的整 ３２ 合在一起，完成并發(fā)環(huán)境下的虛擬頁式存儲管理系統(tǒng)的實現(xiàn)。主要模塊的編寫工作在寒假已完成，在助教的建議下，部分代碼優(yōu)化以及部分功能的增加在停課課設(shè)周基本完成。 具體問題如下： ①大多數(shù)功能需要幾個模塊共同完成，因此在各個模塊中都有相應(yīng)的函數(shù)，因此導(dǎo)致大量代碼冗余。 解決方案： 查閱課本中相關(guān)內(nèi)容，自己歸納分析總結(jié)。//設(shè)置布局 leftLayoutaddLayout(leftdownLayout)。//左上面板 QVBoxLayout *leftdownLayout=new QVBoxLayout。//輸出當(dāng)前運行進(jìn)程信息 } void CPU::ClearTlb()//清空快表 change { this=this。//進(jìn)程置就緒態(tài) thisEnReadyQueue(wpcb)。//進(jìn)程置等待態(tài) } } return 1。//清空快表模擬 void setStayPage(PCB pcb)。 } int PCB::DeTlb()//出快表 { if(this==this)//快表為空 return 1。//輸出當(dāng)前運行進(jìn)程信息 } ２２ （ 3）流程圖 開 始進(jìn) 程 進(jìn) 入 等 待 隊 列進(jìn) 程 上 下 文 切 換新 進(jìn) 程 運 行進(jìn) 程 進(jìn) 入 就 緒 隊 列結(jié) 束 圖 5． 3． 2 實現(xiàn)進(jìn)程調(diào)度與進(jìn)程上下文切換 5． 3． 3 實現(xiàn)對快表和駐留集的 管理 （ 1）對應(yīng)類 PCB、 CPU （ 2）對應(yīng)函數(shù) void PCB::InitTlb()//初始化快表 { this=this=0。//進(jìn)程置就緒態(tài) thisEnReadyQueue(wpcb)。//分配內(nèi)存空間 return 。//進(jìn)程控制塊初始化 (1)。同理，當(dāng)作業(yè)執(zhí)行結(jié)束或者進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束時都應(yīng)當(dāng)釋放存儲空間。如果沒有則發(fā)出缺頁異常，進(jìn)入缺頁異常處理程序，如果有則給出物理頁號，進(jìn)行物理頁號與偏移地址的拼接，返回給 CPU執(zhí)行指令。//共 32 頁 ,1024B １５ 4． 9． 2 基本操作 void setPCBSpace(int addr, int pid){ //為進(jìn)程分配內(nèi)存空間 if(內(nèi)存空間未占用 ){ 進(jìn)程占用內(nèi)存空間； 位示圖置 1； } } void freePCBSpace(int addr,int pid){//為進(jìn)程釋放內(nèi)存空間 進(jìn)程釋放內(nèi)存空間； 位示圖置 0； } 4． 10 外存抽象設(shè)計 4． 10． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct Disk{//外存空間抽象 OutPage doutpage[512]。//隊列元素 １４ }CycleQueue。 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(jìn)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。//根據(jù)頁號獲得進(jìn)程頁表 引用 位 int getPhyPageNo(int pageno)。//修改位 int iProtect。//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 裸機(jī) 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。 進(jìn)程指令執(zhí)行完畢后，需要結(jié)束進(jìn)程進(jìn)入終止態(tài)，從 PCB 池中撤銷該進(jìn)程 PCB，并收回進(jìn)程所占內(nèi)存空間。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。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。 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。 操作系統(tǒng)課程設(shè)計 實踐報告 題 目 : 計算機(jī)虛擬頁式存儲管理系統(tǒng)的仿真實現(xiàn) 姓 名 : ****** 學(xué) 院 : 信息科技學(xué)院 專 業(yè) : 計算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 班 級 : ************ 學(xué) 號 : ********* 指 導(dǎo)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(jìn)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(jī)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????