实验四 页式虚拟存储管理中地址转换和页式中断 FIFO LRU OPT C(2)

页式虚拟存储管理

行地址转换，若访问的页面不在主存中，则产生一个“缺页中断”，由操作系统把当前所需要的页面装入主存储器后，再次执行时才可以按上述方法进行地址转换。

模拟地址转换流程度

3） 缺页中断处理算法的实现

缺页处理过程简单阐述如下：

a) 根据当前执行指令中逻辑地址的页号查找页表，判断该页是否在主存储器中，若该页标志为“0”，形成缺页中断。中断装置通过交换PSW让操作系统的中断处理程序占用处理器。

b) 操作系统处理缺页中断的方法及时查主存分配表，找一个空闲主存块；若无空闲块，查页表，选择一个已在主存的页面，把它暂时调出主存。若在执行过程中该页被修改过，则需将该页信息写回磁盘，否则不比写回；

c) 找出该页的位置，启动磁盘读出该页的信息，把磁盘上读出的信息装入第2不找到的主存块，修改页表中该页的标志为“1”；

d) 由于产生缺页中断的那条指令还没有执行完，所以页面装入后应该重新执行被中断的指令。当重新执行该指令时，由于要访问的页面已在主存中，所以可以正常执行。

关于第二步的查找装入新页面的主存块处理方式，不同系统采用的策略可能有所不同，这里采用局部置换算法，就是每个作业分得一定的主存块，只能在分得的主存块内查找空闲块，若无空闲主存块，则从该作业中选择一个页面淘汰出主存。实验中采用局部置换算法。

使用局部置换算法时，存在这样一个问题：就是在分配给作业主存空间时，装入哪些页？有的系统采取不装入任何一页，当执行过程中需要时才将其调入。有点系统采用页面预置的方法，事先估计可能某些页面会先用到，在分配主存块后将这些页面装入。在本实验中采用第二种方法，分配主存空间时将前几页调入主存，假定系统中每个作业分得主存块m 块，则将第 0~m-1页装入主存。

因为是模拟硬件工作，所有在实验中如果访问的页不再主存中时，则输入该页页号，表示硬件产生缺页中断，然后直接转去缺页中断处理；由于采用页面预置方法，在给定的主存块中一定无空闲块，只能淘汰已在主存的一页；没有启动磁盘的工作，淘汰的页面需要写回磁盘时，用输入页号表示，调入新的一页时，将该页在页表中的存在标志置为“1”，输出页号表示将该页调入主存。

当主存中无空闲块时，为装入一个页面，必须按照某种算法从已在主存的页中选择一页，将它暂时调出主存，让出主存空间，用来存放装入的页面，这个工作称为“页面调度”。常用的页面调度算法有：先进现出、最近最少用算法、和最近最不常用算法。在本实验中采用先进现出调度算法。先进现出算法总是选择驻留在主存时间最长的一页调出。实验中把主存储器的页的页号按照进入主存的先后次序拍成队列，每次总是调出对首的页，当装入一个新页后，把新页的页号排入对尾。实验中，用一个数组存放页号的队列。假定分配给作业的主存块数为m，数组可由m个元素组成，p[0],p[1],p[2] p[m-1];对首指针head;采用页面预置的方法，页号队列的长度总是m，tail等于

(head+1)%m。因此可以使用一个指

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