[TOC]
开发语言：Javascript+html+css
开发框架：Vue.js 3.0+Element-plus
开发工具：Vue-cli、Vue-devtools、VScode、Edge
引入Element-plus组件作为UI，采用Vue3框架进行组件化开发
采用 JS 模拟内存管理调页请求逻辑，使用 Vue3 开发单页面应用，便于实时渲染、信息实时显示
使用链表来辅助实现LRU算法
dist.zip: 项目构建后的发布版本
MemoryScheduling: 源代码，其中
-
./src/App.vue
-
./src/components/PageShow.vue
-
./src/linklist.js
为主要实现代码
-
解压dist文件，在根目录下找到 index.html ,使用浏览器打开即可本地浏览
-
解压MemoryScheduling.zip文件在根目录打开终端
环境配置：
若未安装Node.js，需要先安装Node.js 下载 | Node.js (nodejs.org)
若未安装Vue cli，在终端输入
npm install -g @vue/cli运行
npm install安装项目依赖包运行
npm run build构建发布版本在根目录下会出现dist文件夹，使用浏览器打开其中的 index.html 即可浏览
-
左栏：
-
上部分为内存块信息，包含块序号、块内存放页的页号（若没有则为 null）、块起始地址（每次重置时随机给出）
-
中间为当前已执行指令条数、当前缺页数、当前缺页率
-
下部分为调页信息表，记录了目前为止每次调度的相关信息，包括调入的逻辑页、调至的块号、被替换出的逻辑页（若无则为 null）
-
支持滚动条滚动翻阅所有信息
-
-
右栏：
- 记录每次指令执行的相关信息，包括指令id、指令位于的逻辑页号、包含指令的页当前在那一块内存块中（若不在内存中则为 null）、指令在内存中的地址（若不在内存中则为 null ），下一条指令的 id
- 当指令不在内存中时，会先显示指令缺页信息，在缺页请求调度完成后，会再次打印本条指令调度后信息
- 支持滚动条滚动翻阅所有信息
-
顶栏：
- 单步执行按钮：点击后执行一条指令，若发生缺页则完成缺页请求调度后再次打印本条指令信息
- 自动执行按钮：通过右侧输入框设置合适的指令执行速度，点击自动执行按钮，会根据设置的执行速度自动执行指令，直到单击重置按钮或320条指令全部执行完毕
- 重置按钮：点击后恢复到初始状态
本次的页面较为简单，实现功能的主要文件为Pageshow.vue及linklist.js
| 文件名称 | 负责内容 | 子组件 |
|---|---|---|
| App.vue | 页面根组件 | PageShow.vue |
| PageShow.vue | 实现页面UI展示、整体逻辑 | null |
| linklist.js | 实现链表数据结构，便于实现LRU算法 | - |
data() {
return {
run_continuously: false, //是否自动执行——与按钮相关
interval: 0.5, //自动运行间隔
timer: null, //存储定时器返回的对象以控制
exe_num: 0, //已执行条数
page_miss: 0, //缺页数
LRUlist: new linklist(), //LRU算法辅助链表
exe_order: [], //指令执行顺序
mem_block_num: 4, //内存块数
process_page_num: 32, //进程页数
instruction_num: 320, //指令数
physical_memory: [], //内存信息
page_table: [], //页表信息
instruction_record: [], //指令记录
schedule_record: [], //调度记录
};组件内部维护了请求调页存储管理的所有信息，除了基本的内存块数、进程页数、进程指令总数等参数外，还用了对象数组physical_memory, page_table 来存储各个内存块信息、页表信息，以此模拟内存管理中相应的数据结构；并设置了instruction_record 及schedule_record 来记录每次指令执行相关信息、调度相关信息以便于在表格中展示。
physical_memory 数组中的内存对象包含以下属性：
- id：内存块号
- start_addr: 起始地址
- length：内存地址长度——以一个指令长为单位
- content：内存块中存放的信息的逻辑页号，若无则为 null
初始化函数代码：
memory_init() {
let start = Math.floor(Math.random() * 5); //随机获取0-5的整数
for (let i = 0; i < this.mem_block_num; ++i) {
this.physical_memory.push({
id: i, //内存号
start_addr: i + start + "0",
length: 10,
content: "null", //内存块存放内容
});
}
},page_table 数组中的各个页信息包含以下属性：
- id：逻辑页号
- valid：有效位——标识是否在内存块中
- memory_id：若位于内存块中，则此处记录位于的内存块号，否则为 null
初始化函数代码：
pagetable_init() {
for (let i = 0; i < this.process_page_num; ++i) {
this.page_table.push({
id: i, //逻辑页号
valid: false, //是否有效——是否在内存中
memory_id: null, //位于主存块号
});
}
},class linklist {
constructor() {
this.item = 0; //头结点显示当前列表长度
this.next = null;
}
...
}class linklist {
...
//在链表末尾添加结点
append(item) {
...
}
//删除链表末尾结点——返回被删除的结点的内容
deleteLast() {
...
}
//寻找元素是否在链表中，若存在则返回相应位置（头结点位置为0），若不存在则返回-1
findIndex(item) {
...
}
//将指定位置元素移至链表头（头结点后第一个）——成功返回true，失败返回false
movetoHead(index) {
...
}
//在链表首位插入元素
insertHead(item) {
...
}
}设指令id为0-319，共320条：
-
在0－318条指令之间，随机选取一个起始执行指令，如序号为m
let randomOrder = Math.floor(Math.random() * (this.instruction_num - 1)); //随机选取起始执行指令 let i = 0; this.exe_order.push(randomOrder); i++;
-
顺序执行下一条指令，即序号为m+1的指令
this.exe_order.push(randomOrder + 1); //执行序号+1的指令 i++;
-
通过随机数，跳转到前地址部分0－m-1中的某个指令处，其序号为m
1randomOrder = Math.floor(Math.random() * randomOrder); //跳转至前0 - m-1 this.exe_order.push(randomOrder); i++;
-
顺序执行下一条指令，即序号为m
1+1的指令this.exe_order.push(randomOrder + 1); //执行序号+1的指令 i++;
-
通过随机数，跳转到后地址部分m
1+2~318中的某条指令处，其序号为m2randomOrder = Math.floor( Math.random() * (this.instruction_num - randomOrder - 4) + randomOrder + 2 ); //跳转至后 m+2 - 319 this.exe_order.push(randomOrder); i++;
-
顺序执行下一条指令，即m
2+1处的指令this.exe_order.push(randomOrder + 1); //执行序号+1的指令 i++;
-
重复跳转到前地址部分、顺序执行、跳转到后地址部分、顺序执行的过程，直到执行完毕
LRU算法要求替换最近最少使用的块，可以用链表来实现，链表中结点值为存有页项的内存块号，相当于一个内存块链表。
采用以下规则确定根据LRU算法应该被替换出的块：
-
当访问后未发生缺页时，将访问的页所在的内存块移动至链表首结点处；
//页表处于内存中 this.LRUlist.movetoHead(this.LRUlist.findIndex(page.memory_id)); //将页表所在块移至链表头 this.instruct_record_update(insturction_id); //更新记录
-
当访问后发生了缺页：
-
若内存块未被占满（即链表长度小于内存总块数），则新建结点，结点值为页刚刚放入的内存块号，并将该结点插至链表顶端；
if (this.LRUlist.length() < this.mem_block_num) { //若内存块中有剩余空间则将该页直接放入内存块，将对应的内存块插至链表首位置 for (let i = 0; i < this.mem_block_num; ++i) { if (this.physical_memory[i].content == "null") { //将页放入内存 this.physical_memory[i].content = page_in.id; //将内存块号插至链表首位 this.LRUlist.insertHead(i); return { page_in: page_in.id, dst_block: i, page_out: "null", }; } } } ...
-
若内存块已被占满（即链表长度等于内存总块数），则链表末尾的结点对应的内存块应当是要发生替换的块，将其从链表中删除，则转换成了上一种情况；
... else { //若内存中无剩余空间 let dst_block_id = this.LRUlist.deleteLast(); //删除链尾元素，确定替换的块号 let page_out_id = this.physical_memory[dst_block_id].content; //被调出的页号 this.physical_memory[dst_block_id].content = page_in.id; //将新页调入 //将内存块号插至首位 this.LRUlist.insertHead(dst_block_id); return { page_in: page_in.id, dst_block: dst_block_id, page_out: page_out_id, }; }
-
-
在执行一条新指令时，根据其id（逻辑地址）获取其相应的逻辑页号，再通过查询页表获取该页对象，其包含相关信息——是否位于内存中，位于哪一个内存块等
let insturction_id = this.exe_order[this.exe_num]; //获取对应的指令id let page_id = Math.floor(insturction_id / 10); //对应页号 let page = this.page_table[page_id]; //获取页表对应项
-
判断该页是否位于内存中，即是否发生缺页：
-
若发生缺页，则根据LRU算法选择被替换块，进行替换、修改页表对应项，并记录相关信息
if (page.valid == false) { this.instruct_record_update(insturction_id); //更新记录 //若页表不在内存中 this.page_miss++; let cur_schedule = this.LRU(page); //利用LRU算法进行调度，返回调度信息 this.schedule_record.push(cur_schedule); //记录调度信息 //修改页表内容 //修改调入页信息 this.page_table[page_id].valid = true; this.page_table[page_id].memory_id = cur_schedule.dst_block; this.instruct_record_update(insturction_id); //更新记录 //修改调出页信息 if (cur_schedule.page_out != "null") { this.page_table[cur_schedule.page_out].valid = false; this.page_table[cur_schedule.page_out].memory_id = "null"; } } ...
-
若未发生缺页，则将页表调入空闲内存块，调整LRU辅助链表，记录相关信息
... else { //页表处于内存中 this.LRUlist.movetoHead(this.LRUlist.findIndex(page.memory_id)); //将页表所在块移至链表头 this.instruct_record_update(insturction_id); //更新记录 }
-
-
执行下一条指令