实验3页面调度算法.docx
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实验3页面调度算法
实验报告
院〔系〕：
专业班级：
学号:
姓名:
实验地点:
实验日期:
课程名称
实验项目名称
实验学时
实验类型
计算机操作系统
页面调度算法
2
验证型
一、实验目的与要求
通过本实验可以加深理解有关虚拟存储器的工作原理，进一步体会和了解页面替换算法的具体实现方法。
二、实验环境
三、实验内容
1实现三种算法：
先进先出；OPT；LRU
2页面序列从指定的文本文件〔TXT文件〕中取出
3输出：
第一行：
每次淘汰的页面号，第二行：
显示缺页的总次数
四、实验步骤
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如此，是根据页面调入内存后的使用情况来进展决策的。
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。
3.最优〔OPT〕置换算法的思路
其所选择的被淘汰的页面，将是以后不使用的，或者是在未来时间内不再被访问的页面，采用最优算法，通常可保证获得最低的缺页率。
4、流程图如如下图所示：
五、调试过程
程序结构分析：
程序共有以下九个局部：
intfindSpace（void）;//查找是否有空闲内存
intfindExist（intcurpage）;//查找内存中是否有该页面
intfindReplace（void）;//查找应予置换的页面
voiddisplay（void）;//显示
voidFIFO（void）;//FIFO算法
voidLRU（void）;//LRU算法
voidOPT（void）;//OPT算法；
voidBlockClear（void）;//BLOCK清空，以便用另一种方法重新演示
intmain（）//主程序
六、实验结果与分析
程序源代码：
#include
#defineBsize3
#definePsize20
structpageInfor
{
intcontent;//页面号
inttimer;//被访问标记
};
classPRA
{
public:
PRA（void）;
intfindSpace（void）;//查找是否有空闲内存
intfindExist（intcurpage）;//查找内存中是否有该页面
intfindReplace（void）;//查找应予置换的页面
voiddisplay（void）;//显示
voidFIFO（void）;//FIFO算法
voidLRU（void）;//LRU算法
voidOptimal（void）;//OPTIMAL算法
voidBlockClear（void）;//BLOCK恢复
pageInfor*block;//物理块
pageInfor*page;//页面号串
private:
};
PRA:
:
PRA（void）
{
intQString[20]={7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1};
block=newpageInfor[Bsize];
for（inti=0;i{
block[i].content=-1;
block[i].timer=0;
}
page=newpageInfor[Psize];
for（i=0;i{
page[i].content=QString[i];
page[i].timer=0;
}
}
intPRA:
:
findSpace（void）
{
for（inti=0;iif（block[i].content==-1）
returni;//找到空闲内存，返回BLOCK中位置
return-1;
}
intPRA:
:
findExist（intcurpage）
{
for（inti=0;iif（block[i].content==page[curpage].content）
returni;//找到内存中有该页面，返回BLOCK中位置
return-1;
}
intPRA:
:
findReplace（void）
{
intpos=0;
for（inti=0;iif（block[i].timer>=block[pos].timer）
pos=i;//找到应予置换页面，返回BLOCK中位置
returnpos;
}
voidPRA:
:
display（void）
{
for（inti=0;iif（block[i].content!
=-1）
cout<cout<}
voidPRA:
:
Optimal（void）
{
intexist,space,position;
for（inti=0;i{
exist=findExist（i）;
if（exist!
=-1）
{cout<<"不缺页"<else
{
space=findSpace（）;
if（space!
=-1）
{
block[space]=page[i];
display（）;
}
else
{
for（intk=0;kfor（intj=i;j{
if（block[k].content!
=page[j].content）
{block[k].timer=1000;}//将来不会用，设置TIMER为一个很大数
else
{
block[k].timer=j;
break;
}
}
position=findReplace（）;
block[position]=page[i];
display（）;
}
}
}
}
voidPRA:
:
LRU（void）
{
intexist,space,position;
for（inti=0;i{
exist=findExist（i）;
if（exist!
=-1）
{
cout<<"不缺页"<block[exist].timer=-1;//恢复存在的并刚访问过的BLOCK中页面TIMER为-1
}
else
{
space=findSpace（）;
if（space!
=-1）
{
block[space]=page[i];
display（）;
}
else
{
position=findReplace（）;
block[position]=page[i];
display（）;
}
}
for（intj=0;jblock[j].timer++;
}
}
voidPRA:
:
FIFO（void）
{
intexist,space,position;
for（inti=0;i{
exist=findExist（i）;
if（exist!
=-1）
{cout<<"不缺页"<else
{
space=findSpace（）;
if（space!
=-1）
{
block[space]=page[i];
display（）;
}
else
{
position=findReplace（）;
block[position]=page[i];
display（）;
}
}
for（intj=0;jblock[j].timer++;//BLOCK中所有页面TIMER++
}
}
voidPRA:
:
BlockClear（void）
{
for（inti=0;i{
block[i].content=-1;
block[i].timer=0;
}
}
voidmain（void）
{
cout<<"|----------页面置换算法----------|"<cout<<"|---powerbykangyan（1318064008）---|"<cout<<"|-------------------------------------|"<cout<<"页面号引用串:
7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1"<cout<<"----------------------------------------------------"<cout<<"选择<1>应用Optimal算法"<cout<<"选择<2>应用FIFO算法"<cout<<"选择<3>应用LRU算法"<cout<<"选择<0>退出"<intselect;
PRAtest;
while（select）
{
cin>>select;
switch（select）
{
case0:
break;
case1:
cout<<"Optimal算法结果如下:
"<test.Optimal（）;
test.BlockClear（）;
cout<<"----------------------"<break;
case2:
cout<<"FIFO算法结果如下:
"<test.FIFO（）;
test.BlockClear（）;
cout<<"----------------------"<break;
case3:
cout<<"LRU算法结果如下:
"<test.LRU（）;
test.BlockClear（）;
cout<<"----------------------"<break;
default:
cout<<"请输入正确功能号"<break;
}
}
}
实验截图如如下图所示：
<—键入1选择运行LRU算法的置换
<—初始化信息：
3个页块，20个页面号引用串
<—存入前三个页，有空闲内存，无需置换
<—3，4页已经在内存中无需再写入
<—因为3是最久的页面所以将其置换
下面原理一样
<—所有命中的页面数
<—
七、总结
页面置换算法的思想可以说比拟简单，易懂，但是在实现的时候，也遇到了很多的问题，比如说在找空闲物理块的时候，起初我是比拟物理块是否等于0，假如为0，如此直接把页面放入，后来发现不论什么时候都是把0替换出去，才恍然大悟，既然页面标号有0，就不能用0来表示空闲物理块，后来就换成用-1来表示物理块空闲了。
通过编写本实验，不仅理解了OS中页面置换算法，也锻炼编程能力，编程过程中会遇到些小问题，可以通过各种途径解决，另外，编程之前要做好整体规划，最好写出来，把各个模块的功能和主要变量都写成文档，这样效率很高。
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