页面置换操作系统实验报告材料Word格式.docx
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2.2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。
2.3最佳(OPT)置换算法的思路
其所选择的被淘汰的页面,是以后不使用的,或者是在未来时间内不再被访
问的页面,采用最佳算法,通常可保证获得最低的缺页率。
3、实验流程
3.1系统功能图
图3-1系统功能图
3.2算法流程图
1)先进先出(FIFO)页面置换算法流程图
图3-2先进先出页面置换算法流程图
2)最近久未使用(LRU)置换算法
图3-3最近久未使用置换算法流程图
3)最佳(OPT)置换算法
图3-4最佳置换算法流程图
4、源程序
#include<
iostream.h>
#include<
stdlib.h>
time.h>
stdio.h>
#defineL20//页面长度最大为20
intM;
//内存块
structPro//定义一个结构体
{
intnum,time;
};
Input(intm,Prop[L])//打印页面走向状态
cout<
<
"
请输入页面长度(10~20):
;
do
{
cin>
>
m;
if(m>
20||m<
10)
{cout<
endl;
cout<
页面长度必须在10~20之间"
endl<
请重新输入L:
}
elsebreak;
}while
(1);
inti,j;
j=time(NULL);
//取时钟时间
srand(j);
//以时钟时间j为种子,初始化随机数发生器
输出随机数:
"
for(i=0;
i<
i++)
p[i].num=rand()%10;
//产生0到9之间的随机数放到数组p中
p[i].time=0;
p[i].num<
}
returnm;
}
voidprint(Pro*page1)//打印当前的页面
Pro*page=newPro[M];
page=page1;
for(inti=0;
M;
page[i].num<
}
intSearch(inte,Pro*page1)//寻找内存块中与e相同的块号
i++)if(e==page[i].num)returni;
//返回i值
return-1;
intMax(Pro*page1)//寻找最近最长未使用的页面
inte=page[0].time,i=0;
while(i<
M)//找出离现在时间最长的页面
if(e<
page[i].time)e=page[i].time;
i++;
for(i=0;
i++)if(e==page[i].time)returni;
//找到离现在时间最长的页面返回其块号
intCount(Pro*page1,inti,intt,Prop[L])//记录当前内存块中页面离下次使用间隔长度
{
intcount=0;
for(intj=i;
j<
L;
j++)
if(page[t].num==p[j].num)break;
//当前页面再次被访问时循环结束
elsecount++;
//否则count+1
returncount;
//返回count的值
intmain()
intc;
intm=0,t=0;
floatn=0;
Prop[L];
m=Input(m,p);
//调用input函数,返回m值
请输入分配的物理块m(2~6):
do{
if(M>
6||M<
2)
物理块m必须在2~6之间"
请重新输入m:
for(inti=0;
i++)//初始化页面基本情况
{page[i].num=0;
page[i].time=m-1-i;
}
i=0;
1:
FIFO页面置换2:
LRU页面置换"
3:
OPT页面置换4:
退出"
请选择页面置换算法:
c;
if(c==1)//FIFO页面置换
{
n=0;
cout<
FIFO算法页面置换情况如下:
while(i<
m)
{
if(Search(p[i].num,page)>
=0)//当前页面在内存中
{
cout<
//输出当前页p[i].num
不缺页"
i++;
//i加1
}
else//当前页不在内存中
if(t==M)t=0;
else
{
n++;
//缺页次数加1
page[t].num=p[i].num;
//把当前页面放入内存中
cout<
print(page);
//打印当前页面
t++;
//下一个内存块
//指向下一个页面
}
}
缺页次数:
n<
缺页率:
n/m<
if(c==2)//LRU页面置换
LRU算法页面置换情况如下:
inta;
t=Search(p[i].num,page);
if(t>
=0)//如果已在内存块中
{page[t].time=0;
//把与它相同的内存块的时间置0
for(a=0;
a<
a++)
if(a!
=t)page[a].time++;
//其它的时间加1
else//如果不在内存块中
n++;
t=Max(page);
//返回最近最久未使用的块号赋值给t
page[t].num=p[i].num;
//进行替换
page[t].time=0;
//替换后时间置为0
print(page);
=t)page[a].time++;
//其它的时间加1
i++;
}
if(c==3)//OPT页面置换
OPT算法置换情况如下:
if(Search(p[i].num,page)>
}
else//如果不在内存块中
{
inta=0;
for(t=0;
t<
t++)
if(page[t].num==0)a++;
//记录空的内存块数
=0)//有空内存
{
intq=M;
for(t=0;
if(page[t].num==0&
&
q>
t)q=t;
//把空内存块中块号最小的找出来
page[q].num=p[i].num;
n++;
cout<
print(page);
i++;
}
else
inttemp=0,s;
for(t=0;
t++)//寻找内存块中下次使用离现在最久的页面
if(temp<
Count(page,i,t,p))
{
temp=Count(page,i,t,p);
s=t;
}//把找到的块号赋给s
page[s].num=p[i].num;
n++;
cout<
print(page);
}
if(c==4)break;
}while(c==1||c==2||c==3);
return0;
五、实验结果
5.1程序主界面
运行程序后,将会提示用户输入页面长度,长度在10到20之间。
当用户输入长度(以12为例)后,系统将会显示随机数。
系统提示用户输入分配的物理块,用户输入数据(以3为例)。
程序主界面运行图如图5-1所示。
图5-1程序主界面
5.2先进先出(FIFO)页面置换算法运行结果
选择算法1之后,进入算法1的操作。
系统会显示算法的页面置换情况。
先来先服务算法的运行图如图5-2所示。
图5-2先进先出页面置换算法运行结果图
5.3最近久未使用(LRU)置换算法运行结果
选择算法2之后,进入算法2的操作。
最近久未使用的运行图如图5-3所示。
图5-3最近久未使用置换算法运行结果图
4)最佳(OPT)置换算法运行结果
选择算法3之后,进入算法3的操作。
最近久未使用的运行图如图5-4所示。
图5-4最佳置换算法运行结果图
4、总结
通过本次实验,我对页面置换算法的了解更加的深刻。
页面置换算法主要有以下置换算法:
OPT(最佳置换算法)、FIFO(先进先出置换算法)、LRU(最近最久未使用算法)。
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。