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課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求

設(shè)計(jì)內(nèi)容：
模擬分頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷，以及選擇頁(yè)面調(diào)度算法處理缺頁(yè)中斷。

設(shè)計(jì)要求：
1、 掌握分頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理的實(shí)現(xiàn)以及頁(yè)面調(diào)度算法
2、 掌握頁(yè)式存儲(chǔ)管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想，如何實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換
3、 掌握最近最少使用調(diào)度算法(LRU)是如何進(jìn)行調(diào)度



一、課程設(shè)計(jì)目的和意義
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為了提高主存利用率，往往把輔助存儲(chǔ)器（如磁盤(pán)）作為主存儲(chǔ)器的擴(kuò)充，使多道運(yùn)行的作業(yè)的全部邏輯地址空間總和可以超出主存的絕對(duì)地址空間，用這種辦法擴(kuò)充的主存儲(chǔ)器稱為虛擬存儲(chǔ)器。
通過(guò)本實(shí)習(xí)幫助我們理解在分頁(yè)式存儲(chǔ)管理中怎樣實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器。
二、軟硬件環(huán)境
軟件環(huán)境：Microsoft Visual C++ 6.0
運(yùn)行環(huán)境：win9x 、win 2000、win XP
三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)過(guò)程
頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理是在頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，首先把作業(yè)信息作為副本存放在磁盤(pán)上，作業(yè)執(zhí)行時(shí)，把作業(yè)信息的部分頁(yè)面裝入主存儲(chǔ)器，作業(yè)執(zhí)行時(shí)若所訪問(wèn)的頁(yè)面已經(jīng)在主存中，則進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，得到絕對(duì)地址，否則產(chǎn)生“缺頁(yè)中斷”由操作系統(tǒng)把當(dāng)前所需的頁(yè)面裝入主存。
在頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，把虛擬空間分成頁(yè)，稱為邏輯頁(yè)；內(nèi)存空間也分成同樣大小的頁(yè)，稱為物理頁(yè)。假設(shè)邏輯頁(yè)號(hào)為0，1，2 ，……，m，物理頁(yè)號(hào)為0，1，……，n，顯然有m>n。由于頁(yè)的大小都取2的整數(shù)冪個(gè)字，所以，頁(yè)的起點(diǎn)都落在低字段為零的地址上。因此，虛存地址分為兩個(gè)字段：高位字段為邏輯頁(yè)號(hào)，低位字段為頁(yè)內(nèi)行地址，實(shí)存地地址也分兩個(gè)字段：高位字段為物理頁(yè)號(hào)，低位字段為頁(yè)內(nèi)行地址。由于兩者的頁(yè)面大小一樣，所以頁(yè)內(nèi)行地址是相等。
虛擬地址到主存實(shí)地址的變換是由放在主頁(yè)的頁(yè)表來(lái)實(shí)現(xiàn)。在頁(yè)表中，對(duì)應(yīng)每一個(gè)虛存邏輯頁(yè)號(hào)有一個(gè)表目，表目?jī)?nèi)容至少要包含該邏輯頁(yè)所在的主存頁(yè)面地址(物理頁(yè)號(hào))，用它作為實(shí)(主)存地址的高字段，與虛存地址的頁(yè)內(nèi)行地址字段相拼接，就產(chǎn)生了完整的實(shí)主存地址據(jù)此來(lái)訪問(wèn)主存。頁(yè)式管理的地址變換如圖3-1所示。 通常，在頁(yè)表的表項(xiàng)中還包括裝入位(有效位)、修改位、替換位及其他保護(hù)位等組成的控制字段。如裝入位為“t”，表示該邏輯頁(yè)已從外存調(diào)入主存；裝入位為“f”則表示對(duì)應(yīng)的邏輯頁(yè)尚未調(diào)入主存。如訪問(wèn)該邏輯頁(yè)就要產(chǎn)生頁(yè)面失效中斷，啟動(dòng)輸入輸出子系統(tǒng)，根據(jù)頁(yè)表項(xiàng)目中查得的外存地址，由磁盤(pán)等外存中讀出新的頁(yè)以主存中來(lái)。修改位指出主存頁(yè)面中的內(nèi)容是否被修改過(guò)，替換時(shí)是否要寫(xiě)主存，替換控制位指出需替換的頁(yè)等。

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五、參考資料

1 《操作系統(tǒng)使用教程》編著 任愛(ài)華，出版社 清華大學(xué)出版社
2 《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》 編著 湯子瀛，出版社 西安電子科技大學(xué)出版社
3 《操作系統(tǒng)教程》 編著 王國(guó)安，出版社 西北工業(yè)大學(xué)出版社
4 《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》 編著 王玉勤，出版社 華中科技大學(xué)出版社