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1、操作系统实验报告专业网络工程班级08102 学号姓名课程名称操作系统学年2010 2011 学期下课程类别专业必修限选任选实践实验时间2011年12月23日实验名称实验四：页面置换调度实验目的和要求1、了解内存分页管理策略，掌握3 种调度页面的算法2、分别采用3 种页面调度方式实现调度，显示调度结果并计算缺页次数与缺页率3、编写程序完成实验内容及实验报告 实验软硬件要求Pentium | 450 以上CPU 64MB 以上内存WINDOWS XP Visual C+6.0 实验内容、方法和步骤 （可附页）1、设计结构体存放页面调度顺序串及内存块2、分别模拟FIFO 置换调度算法、 LRU 置换
2、调度算法以及OPT 置换调度算法进行页面调度3、分别打印输出3 种置换算法调度后的内存块状态结果，在缺页的列对应输出缺页标志，计算缺页次数及缺页率实验结果 （可附页）见截图小结这次的页面调度实验让我对页面调度的3 种常用置换算法及其性能的优劣比较有了更为深刻的认识，同时也进一步提升了自己的编程能力。这次我用的一个一维结构体数组来存放页面调度序列串，用一个二维结构体数组模拟内存块，每个结构体有页面号和标记两个变量。整个程序的基本实现没有太大的问题，但是页面调度的序列串不能动态输入而是在数组定义是直接赋值，这样使得程序在交互性上很欠缺，经过老师的指导后我认识到了这个问题，课后通过不断地改进也取得了
3、一定的效果，十分感谢梅老师，我以后一定在这方面更加注意。评定成绩：批阅教师：年月日一、问题概述置换算法在内存中没有空闲页面时被调用，其目的是选出一个被淘汰的页面，把内存和外存统一管理的真正目的是把那些被访问概率非常高的页面放在内存，因此，页面置换算法应该置换那些被访问的概率最低的页面，并将它们移除内存。常用的置换算法有FIFO 先进先出算法、 LRU 最近最久未使用算法、OPT 理想型淘汰算法三种：FIFO算法认为先调入内存的页面不再被访问的概率比较大，所以每次都选出最早进入内存的页面块调出内存；LRU 算法认为某页面被访问了，则它很可能马上还要被访问，所以每次都是选出最近的那个最久没有被访问
4、过的页调出内存；OPT 算法淘汰在访问串中将来最久才会被访问的页。二、 设计流程图主要流程：图 1 主流程图开 始调度算法选择输入 1 输入 2 输入 3 FIFO 置换算法LRU 置换算法OPT 置换算法结 束初始化内存块数组与页面访问串数组FIFO 置换调度算法流程图：图 2 FIFO 置换调度算法流程图开 始将内存块数组当前列分别赋值为上一列元素当前页面号在内存块中是否存在？否是缺页，找到内存块数组中最先进入的页面将该页面号赋值为当前需调入内存的页面号， time 标记重置为1，缺页数加 1，缺页 *标记置 1 结 束输出内存块调度结果LRU 置换调度算法流程图：图 3 LRU 置换算法
5、流程图OPT 置换调度算法流程图：开 始将内存块数组当前列分别赋值为上一列元素，time 加 1 当前页面号在内存块中是否存在？是否缺页，找到内存块数组中最先进入的页面将该页面号赋值为当前需调入内存的页面号，缺页数加1，缺页 *标记置 1 输出内存块调度结果结 束不缺页， time值重置为 1 开 始将内存块数组当前列分别赋值为上一列元素，time 加 1 当前页面号在内存块中是否存在？否是缺页，找到内存块数组中最先进入的页面将该页面号赋值为当前需调入内存的页面号，缺页数加1，缺页 *标记置 1 输出内存块调度结果结 束图 4 OPT 置换调度算法流程图三、数据定义#define BlockS
6、ize 4 #define PageSize 20 struct block int num;/页面号int time;/ 标记; block BBlockSizePageSize ；/模拟内存块block APageSize ；/存放页面访问序列串四、源程序1、初始化函数void chushihua() for(int i=0;iBlockSize;i+) for(int j=0;jPageSize;j+)Bij.num=-1;Bij.time=0; for(int k=0;kPageSize;k+)if(kBlockSize) Ak.time=1;else Ak.time=0; B00.n
7、um=B01.num=B02.num=B03.num=A0.num; B11.num=B12.num=B13.num=A1.num; B22.num=B23.num=A2.num; B33.num=A3.num; B03.time=4;B13.time=3;B23.time=2;B33.time=1; 2、FIFO 置换调度算法void FIFO() int exist,position;int qy=0;/ 缺页次数for(int list=4;listPageSize;list+) for(int row=0;rowBlockSize;row+) Browlist.num=Browlist
8、-1.num;Browlist.time=Browlist-1.time+1; exist=findExist(list); if(exist=-1) / 缺页position=findReplace(list);Bpositionlist.num=Alist.num; Bpositionlist.time=1;Alist.time=1;qy+; disp(1,qy); 3、LRU 置换调度算法void LRU() int exist,position; int qy=0;/ 缺页次数for(int list=4;listPageSize;list+) for(int row=0;rowBlo
9、ckSize;row+) Browlist.num=Browlist-1.num;Browlist.time=Browlist-1.time+1; exist=findExist(list); if(exist!=-1) Bexistlist.time=1;/不缺页else/缺页position=findReplace(list);Bpositionlist.num=Alist.num; Bpositionlist.time=1;Alist.time=1;qy+; disp(2,qy); 4、OPT 置换调度算法void OPT() int exist,position; int qy=0;/
10、 缺页次数for(int list=4;listPageSize;list+) for(int row=0;rowBlockSize;row+) Browlist.num=Browlist-1.num;Browlist.time=Browlist-1.time+1; exist=findExist(list); if(exist= = -1) / 缺页opt(list);position=findReplace(list);Bpositionlist.num=Alist.num; Bpositionlist.time=1;Alist.time=1; qy+; disp(3,qy); 五、运行结
11、果页面访问序列串为7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，根据 FIFO 置换、LRU 置换及 OPT 置换三种算法，其分别对应的调度顺序为1、FIFO 置换调度：7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1 7 7 7 2 2 2 2 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 7 7 7 0 0 0 0 3 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 1 * * * * * * * * * * * * * * * 缺页次数： 15 缺页率：
12、15/20=75% 2、LRU 置换调度：7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1 7 7 7 2 2 2 2 4 4 4 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 2 2 2 2 7 7 7 1 1 1 3 3 3 2 2 2 2 2 3 3 0 0 0 0 0 * * * * * * * * * * * * 缺页次数： 12 缺页率： 12/20=60% 3、OPT 置换调度：7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1 7 7 7 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 7 7 7 0 0 0 0 0 0 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 * * * * * * * * * 缺页次数： 9 缺页率： 9/20=45% 分析如下截图可知，实验所得结果完全正确. 图 5 运行截图
