页面置换算法模拟实现(2)

页面置换算法模拟实现

学 院 专 业 学 号 学 生 姓 名 指导教师姓名

2014年3月日

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一、实验目的：

操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决实际问题的机会。

? 进一步巩固和复习操作系统的基础知识。

? 培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 ? 提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。

? 提高学生分析问题、解决问题以及综合利用 C 语言进行程序设计的能力。

二、实验内容：

根据设计要求实现对页面置换算法的模拟

三、实验要求：

设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法的具体实现过程，并计算访问命中率。用C语言实现，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、先进先出算法（FIFO）

2、最近最久未使用算法（LRU）

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。

五、实验分析

在进程运行过程中，若其所访问的页面不存在内存而需要把它们调入内存，但内存已无空闲时，为了保证该进程能够正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中。但应调出哪个页面，需根据一定的算法来确定，算法的好坏，直接影响到系统的性能。

一个好的页面置换算法，应该有较低的页面更换频率。

假设分给一作业的物理块数为3 ，页面数为20个。 页面号为(20个)：

7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1

1．先进先出(FIFO)置换算法的思路

该算法总是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。该算法实现简单，只需把一个进程已调入内存的页面，按照先后次序连接成一个队列，并设置一个替换指针，使它总指向最老的页面。

2．最近久未使用(LRU)置换算法的思路

最近久未使用置换算法的替换规则，是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间，当需淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进 行淘汰。

六．程序流程图

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 否 引用串编号大于物理块数? 是 是 页号在物理块中? 否 根据选择的置换算法完成置换 否 页号序列载完? 是 结束 七、源程序结构分析

1.程序结构

程序共有以下八个部分：

void FIFO();/*先进先出页面置换算法*/

void LRU();/*最近最久未使用置换算法*/ void compute()；/*计算过程延迟*/ void print(unsigned int t); /*打印*/ void designer();/*显示设计者信息*/ void download();/*载入数据*/

void mDelay(unsigned int Delay); /*设置延迟*/ int main()； /*主函数 */

2.源程序代码

#include #include #include /*全局变量*/

int mSIZE; /*物理块数*/

int pSIZE; /*页面号引用串个数*/

static int memery[10]={0}; /*物理块中的页号*/ static int page[100]={0}; /*页面号引用串*/ static int temp[100][10]={0}; /*辅助数组*/ /*置换算法函数*/ void FIFO(); void LRU(); /*辅助函数*/

void print(unsigned int t); void designer(); void download();

void mDelay(unsigned int Delay); /*主函数*/ void main() {

int i,k,code; system(\ designer(); printf(\┃请按任意键进行初始化操作... ┃\\n\ printf(\┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛\\n\ printf(\ getch(); system(\ system(\ printf(\请输入物理块的个数(M<=10)：\ scanf(\ printf(\请输入页面号引用串的个数(P<=100)：\ scanf(\ puts(\请依次输入页面号引用串(中间用空格隔开)：\

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