操作系统页面置换算法例题详解

实验五. 请求页式存储管理的模拟 [实验内容]:

熟悉虚拟存储管理的各种页面置换算法，并编写模拟程序实现请求页式存储管理的页面置换算法----最近最久未使用算法（LRU），要求在每次产生置换时显示页面分配状态和缺页率。 [实验要求]：

1、运行给出的实验程序，查看执行情况，进而分析算法的执行过程，在理解FIFO页面置换算法和最近最久未使用算法（LRU）置换算法后，给出最佳置换算法的模拟程序实现，并集成到参考程序中。

2、执行2个页面置换模拟程序，分析缺页率的情况。最好页框数和访问序列长度可调节，在使用同一组访问序列数据的情况下，改变页框数并执行2个页面置换模拟程序，查看缺页率的变化。

3、在每次产生置换时要求显示分配状态和缺页率。程序的地址访问序列通过随机数产生，要求具有足够的长度。最好页框数和访问序列长度可调节。

实验的执行结果如下图所示（左下图为FIFO执行结果，右下图为LRU执行结果）：

程序源代码：

#include #include \#include #include #include #include #include #include

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操作系统课程设计页面置换算法

《操作系统》实验报告

实验题目:

班级： 学号： 姓名： 实验日期： 报告日期： 成绩： 实验内容简要描述

1、实验目的

（1）掌握先进先出页面置换算法；

（2）掌握最近最久未使用页面置换算法；

（3）掌握改进的CLOCK页面置换算法，了解其他页面置换算法；

（4）熟悉C/C++或其他语言编程。

2、实验要求

要求掌握C/C++语言进行编码，掌握页面缺页率的算法和基本思想，理解先进先出，最近最久未使用页面置换算法的，计算并记录缺页率。根据实验数据撰写实验报告

3、实验内容

编写程序，设置不同的页面数，使用不同的页面替换策略算法进行模拟页面替换。先进先出，最近最久未使用页面置换算法等，并计算缺页率。

4、实验环境

1．PC微机

2．Windows 操作系统

3．C/C++或其他语言开发环境

实验体会

通过这次实验我学到了C/C++语言进行编码，以及页面缺页率的算法和基本思想，和页面置换算法的基本知识，发现了自己的一些不足，对今后编写C/C++语言提供了帮助。

附件：源程序[包括截图]

#inc

枣 庄 学 院 信息科学与工程学院 课程设计任务书

题目： 页面置换算法的模拟实现

学 生1： XXX（XXXXXXXX） 学 生2： XXX（XXXXXXXX） 专 业： 计算机应用技术 课 程： 操作系统 指导教师： 燕孝飞 职称： 讲 师 完成时间： 2013年 12月----2014 年 1月

枣庄学院信息科学与工程学院制

2013年12月20日

课程设计任务书及成绩评定

课程设计的任务和具体要求 操作系统课程设计是操作系统课程学习的延续。主要目的是配合操作系统课程的学习，对Linux操作系统有一定掌握，能够熟练操作，并能在Linux系统下模拟实现操作系统的功能，有助于对操作系统的理解。 本次课程设计共分两部分，其中第一部分为操作题，同学们需要对Linux的基本的命令（常用的几个，讲课的时候强调的），这部分，任课教师实时检查，让学生用命令完

操作系统课程设计页面置换算法

《操作系统》实验报告

实验题目:

班级： 学号： 姓名： 实验日期： 报告日期： 成绩： 实验内容简要描述

1、实验目的

（1）掌握先进先出页面置换算法；

（2）掌握最近最久未使用页面置换算法；

（3）掌握改进的CLOCK页面置换算法，了解其他页面置换算法；

（4）熟悉C/C++或其他语言编程。

2、实验要求

要求掌握C/C++语言进行编码，掌握页面缺页率的算法和基本思想，理解先进先出，最近最久未使用页面置换算法的，计算并记录缺页率。根据实验数据撰写实验报告

3、实验内容

编写程序，设置不同的页面数，使用不同的页面替换策略算法进行模拟页面替换。先进先出，最近最久未使用页面置换算法等，并计算缺页率。

4、实验环境

1．PC微机

2．Windows 操作系统

3．C/C++或其他语言开发环境

实验体会

通过这次实验我学到了C/C++语言进行编码，以及页面缺页率的算法和基本思想，和页面置换算法的基本知识，发现了自己的一些不足，对今后编写C/C++语言提供了帮助。

附件：源程序[包括截图]

#inc

实验五 虚拟内存页面置换算法

1、 实验目的

通过这次实验，加深对虚拟内存页面置换概念的理解，进一步掌握先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。 2、 试验内容 问题描述：

设计程序模拟先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用

LRU页面置换算法的工作过程。假设内存中分配给每个进程的最小物理块数为m，在进程运行过程中要访问的页面个数为n，页面访问序列为P1, … ,Pn，分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列，给出页面访问序列的置换过程，计算每种算法缺页次数和缺页率。

3、 程序要求：

1）利用先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU

三种页面置换算法模拟页面访问过程。

2）模拟三种算法的页面置换过程，给出每个页面访问时的内存

分配情况。

3）输入：最小物理块数m，页面个数n，页面访问序列P1, … ,Pn，

算法选择1-FIFO，2-OPI，3-LRU。 4）输出：每种算法的缺页次数和缺页率。 4、 需求分析

(1) 输入的形式和输入值的范围 算法选择 物理块数 页面个数

页面访问序列P1, … ,Pn (2) 输出的形式

每种算法的缺页次数和缺页率 (3)

os模拟页面置换算法

Ó?CÓ??ō»?C++Ó??ō¶ō?³??Ö?»»??·Ø´???Ä£ÄāLFU NUR

??ēó£?´Óīĵ?Ö??ä??´?³?µÄnøö·?ī?????£¬?ōµ°·ÖÅäø?´?³?µÄī????³????m£¬?ä³öø?·?ī?????µÄ?±?³ā?q £

//*****LRU*********************:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define mSIZE 3//·

一、 实验目的

通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法，了解虚拟存储技术的特点，掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程，并比较它们的效率。

二、 实验内容

基于一个虚拟存储区和内存工作区，设计下述算法并计算访问命中率。 1、最佳淘汰算法（OPT） 2、先进先出的算法（FIFO） 3、最近最久未使用算法（LRU） 4、简单时钟(钟表)算法（CLOCK）

命中率＝１－页面失效次数／页地址流(序列)长度

三、 实验原理

UNIX中，为了提高内存利用率，提供了内外存进程对换机制；内存空间的分配和回收均以页为单位进行；一个进程只需将其一部分（段或页）调入内存便可运行；还支持请求调页的存储管理方式。

当进程在运行中需要访问某部分程序和数据时，发现其所在页面不在内存，就立即提出请求（向CPU发出缺中断），由系统将其所需页面调入内存。这种页面调入方式叫请求调页。 为实现请求调页，核心配置了四种数据结构：页表、页帧（框）号、访问位、修改位、有效位、保护位等。

当CPU接收到缺页中断信号，中断处理程序先保存现场，分析中断原因，转入缺页中断处理程序。该程序通过查找页表，得到该页所在外存的物理块号。

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

18

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：

枣 庄 学 院 信息科学与工程学院 课程设计任务书

题目：

学 号： 0315 0307 姓 名： 王宇 刘志伟

专 业： 网络技术 课 程： 操作系统 指导教师： 燕孝飞 职称： 讲师

完成时间： 2013年 12 月----2014 年 1 月

枣庄学院信息科学与工程学院制

年 月 日

课程设计任务书及成绩评定

成绩：

指导教师签字：

日期：

硬件：win-7 系统笔记本 软件：win-tc

课程设计进度计划起至日期 工作内容 备注

2

13 年 12 月上旬 13 年 12 月中旬 13 年 12 月下旬

收集素材 制定计划方案 设计制作

参考文献、资料索引 序号 文献、资料名称 编著者 出版单位

《计算机操作系统》(第 3 版) 汤子瀛 西安电子科技大学 《计算机操作系统》 林果园 清华大学出版社 《计算机操作系统》 汤小丹 西安电子科技大学出版社

3

一、实验目的

1．通过模拟

实验三 内存页面置换算法的设计

实习内容

设计一个虚拟存储区和内存工作区，并使用下述算法来模拟实现页面的置换： 1. 先进先出的算法（FIFO）

2. 最近最久未使用算法（LRU） 3. 最佳置换算法（OPT）

实习目的

本实习要求学生通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的技术特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。

LINUX中，为了提高内存利用率，提供了内外存进程对换机制，内存空间的分配和回收均以页为单位进行，一个进程只需将其一部分（段或页）调入内存便可运行，还支持请求调页的存储管理方式。

当进程在运行中需要访问某部分程序和数据时，发现其所在页面不在内存，就立即提出请求（向CPU发出缺中断），由系统将其所需页面调入内存。这种页面调入方式叫请求调页。

当CPU接收到缺页中断信号，中断处理程序先保存现场，分析中断原因，转入缺页中断处理程序。该程序通过查找页表，得到该页所在外存的物理块号。如果此时内存未满，能容纳新页，则启动磁盘I/O将所缺之页调入内存，然后修改页表。如果内存已满，则须按某种置换算法从内存中选出一页准备换出，是否重新写盘由页表的修改位决定，然后将缺页调入，修改页表。利用修改