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1、页面置换算法一题目要求:通过实现页面置换算法的FIFO和LRU两种算法,理解进程运行时系统是怎样选择换出页面的,对于两种不同的算法各自的优缺点是哪些。要求设计主界面以灵活选择某算法,且以下算法都要实现1) 最佳置换算法(OPT):将以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面换出。2) 先进先出算法(FIFO):淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。3) 最近最久未使用算法(LRU):淘汰最近最久未被使用的页面。4) 最不经常使用算法(LFU)二实验目的:1、用C语言编写OPT、FIFO、LRU,LFU四种置换算法。2、熟悉内存分页管理策略。3、了解页面
2、置换的算法。4、掌握一般常用的调度算法。5、根据方案使算法得以模拟实现。6、锻炼知识的运用能力和实践能力。三、设计要求1、编写算法,实现页面置换算法FIFO、LRU;2、针对内存地址引用串,运行页面置换算法进行页面置换; 3、算法所需的各种参数由输入产生(手工输入或者随机数产生);4、输出内存驻留的页面集合,页错误次数以及页错误率;四相关知识:1虚拟存储器的引入: 局部性原理:程序在执行时在一较短时间内仅限于某个部分;相应的,它所访问的存储空间也局限于某个区域,它主要表现在以下两个方面:时间局限性和空间局限性。2虚拟存储器的定义: 虚拟存储器是只具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量
3、进行扩充的一种存储器系统。3虚拟存储器的实现方式: 分页请求系统,它是在分页系统的基础上,增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页面形式虚拟存储系统。 请求分段系统,它是在分段系统的基础上,增加了请求调段及分段置换功能后,所形成的段式虚拟存储系统。4页面分配: 平均分配算法,是将系统中所有可供分配的物理块,平均分配给各个进程。 按比例分配算法,根据进程的大小按比例分配物理块。 考虑优先的分配算法,把内存中可供分配的所有物理块分成两部分:一部分按比例地分配给各进程;另一部分则根据个进程的优先权,适当的增加其相应份额后,分配给各进程。5页面置换算法:常用的页面置换算法有OPT、FIFO、LRU、
4、Clock、LFU、PBA等。五、设计说明1、采用数组页面的页号2、FIFO算法,选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰;分配n个物理块给进程,运行时先把前n个不同页面一起装入内存,然后再从后面逐一比较,输出页面及页错误数和页错误率。3、LRU算法,根据页面调入内存后的使用情况进行决策; 同样分配n个物理块给进程,前n个不同页面一起装入内存,后面步骤与前一算法类似。选择置换算法,先输入所有页面号,为系统分配物理块,依次进行置换:六设计思想:OPT基本思想:是用一维数组pagepSIZE存储页面号序列,memerymSIZE是存储装入物理块中的页面。数组nextmSIZE记录物理块中对应页面的最
5、后访问时间。每当发生缺页时,就从物理块中找出最后访问时间最大的页面,调出该页,换入所缺的页面。FIFO基本思想:是用队列存储内存中的页面,队列的特点是先进先出,与该算法是一致的,所以每当发生缺页时,就从队头删除一页,而从队尾加入缺页。或者借助辅助数组timemSIZE记录物理块中对应页面的进入时间,每次需要置换时换出进入时间最小的页面。LRU基本思想:是用一维数组pagepSIZE存储页面号序列,memerymSIZE是存储装入物理块中的页面。数组flag10标记页面的访问时间。每当使用页面时,刷新访问时间。发生缺页时,就从物理块中页面标记最小的一页,调出该页,换入所缺的页面。七流程图:如下页
6、所示开始载入页号序列,从第0个得到页号将页号放入物理块中,编号加1引用串编号大于物理块数?否页号在物理块中?根据选择的置换算法完成置换页号序列载完?结束否否是是是六运行结果:1. 按任意键进行初始化:2. 载入数据:3. 进入置换算法选择界面:4.运算中延迟操作:5.三种算法演示结果:八.结论通过这次课程设计,不仅让我了解了页面置换算法,开始我一味的进行调试,急切的想侥幸调试出来,但由于没有进行深入的考虑,我调试了很久都没没有成功,我仔细的分析题目,分析材料,在原由的基础上我进行了改正,我最后还是调试成功了,还是经过了一翻努力,这次操作系统实习,不仅让我对操作系统这门课程有了更深入的研究、对很
7、多重要的概念有了巩固和掌握。通过努力,三个页面置换算法程序都已经完成,此时此刻,我心里多了些成就感。虽然自己所做的很少也不够完善,但毕竟也是努力的结果。主要有以下几点收获:1.通过对上网和看书查阅相关资料,使自己对C语言的基本框架有新的了解,加深了对可视化程序的认识。 2.在使用C语言来实现功能时,不像以往用的其他语言,它比较简练,更容易理解,实用性很强。3.先进先出页面置换和LRU以及OPT算法各有特点,但是实践起来却很大,使自己对页面置换算法有了新的认识。一周半的课程设计就要结束了,不但对专业知识有了更深的理解,更使的自己认识到实践的重要性,理论、实践相结合才能达到很好的学习效果,特别是程
8、序语言的学习。六源代码:如下页所示【使用C语言】#include #include /*全局变量*/int mSIZE; /*物理块数*/int pSIZE; /*页面号引用串个数*/static int memery10=0; /*物理块中的页号*/static int page100=0; /*页面号引用串*/static int temp10010=0; /*辅助数组*/*置换算法函数*/void FIFO();void LRU();void OPT();/*辅助函数*/void print(unsigned int t);void designBy();void download();
9、void mDelay(unsigned int Delay);/*主函数*/void main() int i,k,code;printf(n); printf(请按任意键进行初始化操作. n); printf(n); printf( ); getch();system(cls); printf(请输入物理块的个数(M=10):); scanf(%d,&mSIZE); printf(请输入页面号引用串的个数(P=100):); scanf(%d,&pSIZE); puts(请依次输入页面号引用串(用空格隔开):); for(i=0;ipSIZE;i+) scanf(%1d,&pagei);
10、download(); system(cls); do puts(输入的页面号引用串为:); for(k=0;k=(pSIZE-1)/20;k+) for(i=20*k;(ipSIZE)&(i); getch(); system(cls); while (code!=4); getch();/*载入数据*/void download() int i; printf(n); printf(正在载入数据,请稍候 !n); printf(n); printf(Loading.n); printf( O); for(i=0;i51;i+) printf(b); for(i=0;i50;i+) mDelay(pSIZE+mSIZE)/2); printf(