操作系统大作业含课程设计.docx
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操作系统大作业含课程设计
“计算机操作系统”课程设计大作业
一、题目:
页面置换算法模拟实验
二、目的
分别采用最佳（Optimal）置换算法、先进先出（FIFO）页面置换算法和最近最少使用（LRU）置换算法对用户输入的页面号请求序列进行淘汰和置换，从而加深对页面置换算法的理解。
三、内容和要求
请用C/C++语言编一个页面置换算法模拟程序。
用户通过键盘输入分配的物理内存总块数，再输入用户逻辑页面号请求序列，然后分别采用最佳（Optimal）置换算法、先进先出（FIFO）页面置换算法和最近最少使用（LRU）置换算法三种算法对页面请求序列进行转换，最后按照课本P150页图4-26的置换图格式输出每次页面请求后各物理块内存放的虚页号，并算出每种算法的缺页次数。
最后评价三种页面置换算法的优缺点。
三种页面置换算法的思想可参考教材P149-P152页。
假设页面号请求序列为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给某进程的物理块数分别为3块和4块时，试用自己编写的模拟程序进行页面转换并输出置换图和缺页次数。
四、提交内容
本大作业每个人必须单独完成，大作业以WORD附件形式提交。
最后需提交的内容包括：
算法算法思路及流程图、数据结构说明、源程序（关键代码需要注释说明）、运行结果截图、心得体会及总结。
大作业严禁抄袭。
发现抄袭一律以不及格论。
请大家严格按照大作业题目来编写程序，不要上交以前布置的大作业。
如果提交的大作业题目与本文档要求不符，成绩一律为不及格。
请大家按时在网院网上系统里提交大作业，过了规定时间将无法再补交大作业。
答：
一、思路
页面置换算法：
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。
熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令，练习并掌握UNIX提供的vi编辑器来编译C程序，学会利用gcc、gdb编译、调试C程序，学会如何把学到的知识用于解决实际问题，培养学生！
二、各模块的伪码算法
（1）先进先出算法伪码算法
voidfifo（）//先进先出算法
{
inti=2,m,j;
queye=1;
a[1][0]=a[0][0];
for（j=1;j<20;j++）
{
if（i>3）i=1;
if（find（j）=='F'）//调用查找函数
{
a[i][j]=a[0][j];
for（m=1;m<4;m++）
{
if（m!
=i）a[m][j]=a[m][j-1];}
queye=queye+1;
i=i+1;
}
else
{
a[1][j]=a[1][j-1];
a[2][j]=a[2][j-1];
a[3][j]=a[3][j-1];
return（'F'）;
}
（2）OPT置换算法伪码算法
voidopt（）//OPT置换算法
{
inti,j,m,t;
a[1][0]=a[0][0];
for（j=1;j<3;j++）
{
for（i=1;i{
if（（i-j）==1）
a[i][j]=a[0][j];
else
a[i][j]=a[i][j-1];
}
}
intfindo（intj）//查找OPT的函数
{
if（a[1][j-1]==a[0][m]）x=m;
if（a[2][j-1]==a[0][m]）y=m;
if（a[3][j-1]==a[0][m]）z=m;
}
//max=x;
t=1;
if（y>x&&y>z）t=2;
if（z>x&&z>y）t=3;
return（t）;
}
（3）LRu置换算法伪码算法
voidlru（）//LRu置换算法
{
intu,j,i;
intk;
a[1][0]=a[0][0];
//a[1][1]=a[0][0];
for（j=1;j<3;j++）
{
for（i=1;i{
if（（i-j）==1）
a[i][j]=a[0][j];
else
a[i][j]=a[i][j-1];
}
}
queye=3;
for（j=3;j<20;j++）
{
if（find（j）=='T'）//调用查找函数
{
}
a[3][j]=a[0][j];
intl（intj）//查找要替换的位置
{
if（a[0][j]==a[1][j-1]）return
（1）;
if（a[0][j]==a[2][j-1]）return
（2）;
if（a[0][j]==a[3][j-1]）return（3）;
}
3、函数的调用关系图
Voidfifo（）函数流程图：
Char find（）函数流程图：
Void opt（）流程图：
int findo（）流程图：
Void lru（）流程图：
Int l（）流程图：
4、测试
请求页式存储管理中常用页面置换算法运行结果
部分源程序代码：
#include"stdio.h"
charfind（intj）;
intfindo（intj）;
intl（intj）;
intqueye;
doublequeyelu;
charz='%';
chara[4][20]={'7','0','1','2','0','3','0','4','2','3','0','3','2','1','2','0','1','7','0','1'};
//chara[][];
voidfifo（）//先进先出算法
{
inti=2,m,j;
queye=1;
a[1][0]=a[0][0];
for（j=1;j<20;j++）
{
if（i>3）i=1;
if（find（j）=='F'）//调用查找函数
{
a[i][j]=a[0][j];
for（m=1;m<4;m++）
{
if（m!
=i）a[m][j]=a[m][j-1];}
queye=queye+1;
i=i+1;
}
else
{
a[1][j]=a[1][j-1];
a[2][j]=a[2][j-1];
a[3][j]=a[3][j-1];
}
}
for（i=0;i<4;i++）//输出序列
{
for（j=0;j<20;j++）
体会与自我评价
这次操作系统课程设计，让我们对操作系统有了更深的认识，首先操作系统是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统内核与基石。
在进程运行过程中，若其访问的页面不在内存而需把它们调入内存，但内存以无空闲空间时，为了保证该进程能正常的运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据送磁盘的兑换区中，但应将哪个页面调出，需根据一定的算法来确定。
通常，把选择换成页面的算法称为页面置换算法。
。
最后，还非常感谢辛苦的操作系统老师，让我们对操作系统有了一定的了解，为这次课程设计奠定了良好的基础，课程设计给了我们这次总体运用自己能力的机会，我们坚信：
只要功夫深，铁杵磨成针。
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