【文章內(nèi)容簡介】 進(jìn)程 CLOCK 方法的駐留集狀態(tài) setFifoStayPage PCB pcb void 獲得當(dāng)前進(jìn)程 FIFO 方法的駐留集狀態(tài) clearall 無 void 清空全部界面 （ 7）完成命 中率的計算 以評價模擬系統(tǒng)的優(yōu)劣。 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。 存儲空間按塊劃分，塊與頁大小相同，均為 32B。 內(nèi)存 1024B 即 32 塊，外存 2048B 即 64 塊。 ９ 物理地址 9 位， 4位頁號， 5位頁內(nèi)偏移，可訪問 512B 大小 的空間 ； 邏輯地址 10 位， 5位頁號， 5 位頁內(nèi)偏移 ，可訪問 1024B 大小的空間 。 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。 存放邏輯地址與物理地址的寄存器 等結(jié)構(gòu)部件以靜態(tài)屬性抽象模擬。 地址分解、地址轉(zhuǎn)換、發(fā)出異常與異常處理功能 等功能以動態(tài)成員函數(shù)抽象模擬 。 3． 3 中央處理器 CPU 的抽象與設(shè)計 抽象并設(shè)計 中央處理器 CPU 模塊， 以對象類的形式模擬中央處理器 CPU的結(jié)構(gòu)和功能。 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 。 進(jìn)程調(diào)度時進(jìn)行進(jìn)程上下文切換以保護(hù) CPU 現(xiàn)場信息 ； 將邏輯地址傳送給存儲管理部件 MMU； 指 令的運行等功能以動態(tài)成員函數(shù)抽象模擬 。 4 通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 4． 1 后備作業(yè)隊列抽象設(shè)計 4． 1． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct{//后備作業(yè)隊列，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用隊列表示 int base[10]。//隊列基地址 int rear。//隊列尾指針 int front。//隊列頭指針 }JQueue。 4． 1． 2 基本操作 void EnJob(int job){//進(jìn)后備作業(yè)隊列 作業(yè)進(jìn)隊列； 尾指針 +1； } int DeJob(){//出后備作業(yè)隊列 if(隊列為空，作業(yè)執(zhí)行結(jié)束 ){ 返回 1； }else{ 作業(yè)出隊列； 頭指針 +1； 為作業(yè)分配外存 ； 返回 0； } } void InitJob(){//初始化后備作業(yè)隊列 隊列指針初始化 ； while（作業(yè)數(shù)不為 0） １０ { 作業(yè)號 =生成隨機(jī)數(shù) ； 作業(yè)數(shù) =作業(yè)數(shù) 1； } } 4． 2 進(jìn)程狀態(tài)隊列抽象設(shè)計 4． 2． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct{//進(jìn)程狀態(tài)隊列 PCB base[100]。//隊列元素為進(jìn)程控 制塊 int rear。//隊列尾指針 int front。//隊列頭指針 }PQueue。 4． 2． 2 基本操作 int ReadyQueueisEmpty(){//判斷就緒隊列是否為空 if( 隊列頭指針 == 隊列尾指針 ){ 返回 1； } 返回 0； } int WaitQueueisEmpty(){//判斷等待隊列是否為空 if( 隊列頭指針 == 隊列尾指針 ){ 返回 1； } 返回 0； } int EnReadyQueue(PCB qpcb){//表示進(jìn)程已獲 得內(nèi)存等資源，進(jìn)入就緒態(tài) 進(jìn)程進(jìn)入就緒隊列； 隊列尾指針 +1； } PCB DeReadyQueue(){//出就緒隊列，表示進(jìn)程獲得處理器，進(jìn)入運行態(tài) if(就緒隊列不為空 ){ 進(jìn)程出隊列； 隊列頭指針 +1； }else{ 返回空； } } int ReadyQueueLength()。//就緒隊列長度 int EnWaitQueue(PCB qpcb){ //表示進(jìn)程出現(xiàn)等待事件，被阻塞進(jìn)入等待態(tài) 進(jìn)程進(jìn)入等待隊列； 隊列尾指針 +1； } PCB DeWaitQueue(){//出等待隊列，表示等待事件結(jié)束 if(等待隊列不為空 ){ 進(jìn)程出隊列； １１ 隊列頭指針 +1； }else{ 返回空； } } 4． 3 快表抽象設(shè)計 4． 3． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct TNode{//頁號和頁框號的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) int tpageno。//頁號 int trealpageno。//頁框號 }TNode。 typedef struct{//快表隊列 TNode base[4]。//快表大小是 3，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為循環(huán)隊列，所以空出一位 int rear。//隊列尾指針 int front。//隊列頭指針 }TQueue。 4． 3． 2 基本操作 void InitTlb(){//初始化快表 快表頭指針 =快表尾指針 =0； } int EnTlb(int epageno,int erealpageno){//進(jìn)快表 生成新的快表項； 快表項進(jìn)快表； 快表尾指針 +1； } int DeTlb(){//出快表 if(快表為空 ){ 返回 1； }else{ 返回表頭快表項的物理頁號； } } int TlbisFull(){//判 斷快表是否滿 if(尾指針 +1==頭指針 ){ 返回 1； } 返回 0； } void ClearTlb(){//清空快表 尾指針 =頭指針 =0； } int VisitTlb(int pageno)。//遍歷快表 int TlbSize(){//快表長度 返回 尾指針 頭指針； } １２ 4． 4 頁表項抽象設(shè)計 4． 4． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct Page{//頁表項，大小為 2B int iPageNo。//頁號 int iRealPageNo。//頁框號 int iInMemory。//駐留標(biāo)志位 int iHavenUse。//引用位 int iChange。//修改位 int iProtect。//保護(hù)位 }Page； 4． 4． 2 基本操作 void setPage(){//進(jìn)程頁表 { 生成新頁表； 設(shè)置 頁號 ； 設(shè)置 駐留位 、 引用位 、 修改位 、 保護(hù)位 ； 對應(yīng) 頁框號 ； } void setPageInMemory(int pageno,int n){//設(shè)置 頁面的駐留位 遍 歷頁表； if（頁號相同） { 該頁面駐留位置 n。 } } void setPageHavenUse(int pageno,int n)。//設(shè)置 頁面的引用位 int getPageInMemory(int pageno){ //根據(jù)頁號獲得進(jìn)程頁表 駐留位 遍歷頁表； if(遍歷未結(jié)束 amp。amp。 頁號相同 ){ 駐留位置 n； 返回 0； } if(遍歷結(jié)束 amp。amp。 不存在頁號相同 ){ 返回 1； } } int getPageHavenUse(int pageno)。//根據(jù)頁號獲得進(jìn)程頁表 引用 位 int getPhyPageNo(int pageno)。//根據(jù)頁號獲得對應(yīng)物理頁號 4． 5 外頁表項抽象設(shè)計 4． 5． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct OutPage{//外頁表項，大小為 2B int iOutPageNo。//頁號 int iOutRealPageNo。//頁框號 int phyAddr。//物理地址 }OutPage。 １３ 4． 5． 2 基本操作 void setOutPage(){//進(jìn)程外頁表 生成新頁表； 設(shè)置 頁號 ； 對應(yīng)物 理地址； } 4． 6 頁表基址寄存器 抽象設(shè)計 4． 6． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct PTBR{//頁表基地址寄存器抽象 int iF。//頁表起始地址 int iM。//頁表長度 }PTBR。 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。//當(dāng)前運行指令編號 int IF。//中斷允許標(biāo)志，為 1 允許響應(yīng)中斷，否則關(guān)中斷 int iType。//此時運行狀態(tài)， 0表示用戶態(tài) ,1 表示內(nèi)核態(tài) }PSW。 4． 7． 2 基本操作 void setPSW(PSW psw){//設(shè)置程序狀態(tài)字，用于進(jìn)程上下文切換 設(shè)置 當(dāng)前運行指令編號 設(shè)置 中斷允許標(biāo)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。//當(dāng)前指針指向的位置 int front。//隊首標(biāo)志 int rear。//隊尾標(biāo)志 int *base。//隊列元素 １４ }CycleQueue。 typedef struct{//用于 FIFO 的駐留集，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用順序隊列表示 int *base。//駐留集基地址 int rear。//駐留集尾指針 int front。//駐留集頭指 針 }MQueue。 4． 8． 2 基本操作 int fStaySize(){//獲得 駐留集當(dāng)前長度 返回 尾指針 頭指針； } int enCycleQueue(int pageno){//進(jìn)駐留集 if(駐留集已經(jīng)滿 ){ 返回 1； }else{ 新頁號進(jìn)駐留集； 尾指針 +1； } } int deCycleQueue(){//出駐留集 if(駐留集已經(jīng)空 ){ 返回 1； }else{ 出駐留集； 頭指針 +1； } } 4． 9 內(nèi)存抽象設(shè)計 4． 9． 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 typedef struct Memory{//內(nèi)存空間抽象 Page page[256]。//8 頁大小的頁表區(qū) ,一頁 32B,共 256B Mpage mpage[768]。//24 頁大小的空閑區(qū) ,共 768B }Memory。//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]。//16 頁大小的頁表區(qū) ,一頁 32B,共 512B Mpage mpage[1536]。//48 頁大小的空閑區(qū) ,共 1536B }Disk。//共 64頁 ,2048B 4． 10． 2 基本操作 void setJOBSpace(int addr){//為作業(yè)分配外存 if(外存空間未占用 ){ 作業(yè)占用外存空間； 位示圖法置 1； } } void freeJOBSpace(int addr){//為作業(yè)釋放外存 作業(yè)釋放內(nèi)存空間； 位示圖置 0； 5 軟件系統(tǒng)設(shè)計 5． 1 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 5． 1． 1 底層硬件抽象 抽象設(shè)計中央處理器 CPU 模塊、存儲管理部件 MMU 模塊、內(nèi)存儲器與外存儲器模塊。