东北大学 操作系统实验五报告.docx
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东北大学操作系统实验五报告
操作系统实验报告
班级
物联网1302班
学号
姓名
实验5页面置换算法
1、实验题目：
页面置换算法（请求分页）
2、实验目的：
进一步理解父子进程之间的关系。
1）理解内存页面调度的机理。
2）掌握页面置换算法的实现方法。
3）通过实验比较不同调度算法的优劣。
4）培养综合运用所学知识的能力。
页面置换算法是虚拟存储管理实现的关键，通过本次试验理解内存页面调度的机制，在模拟实现FIFO、LRU等经典页面置换算法的基础上，比较各种置换算法的效率及优缺点，从而了解虚拟存储实现的过程。
将不同的置换算法放在不同的子进程中加以模拟，培养综合运用所学知识的能力。
3、实验内容及要求
这是一个综合型实验，要求在掌握父子进程并发执行机制和内存页面置换算法的基础上，能综合运用这两方面的知识，自行编制程序。
程序涉及一个父进程和两个子进程。
父进程使用rand（）函数随机产生若干随机数，经过处理后，存于一数组Acess_Series[]中，作为内存页面访问的序列。
两个子进程根据这个访问序列，分别采用FIFO和LRU两种不同的页面置换算法对内存页面进行调度。
要求：
1）每个子进程应能反映出页面置换的过程，并统计页面置换算法的命中或缺页情况。
设缺页的次数为diseffect。
总的页面访问次数为total_instruction。
缺页率=disaffect/total_instruction
命中率=1-disaffect/total_instruction
2）将为进程分配的内存页面数mframe作为程序的参数，通过多次运行程序，说明FIFO算法存在的Belady现象。
四、程序流程图
5、程序源代码、文档注释及文字说明
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#definetotal_instruction12
voidmain（）
{
intn,m;
voidLRU（intAcess_series[]）;
voidFIFO（intAcess_series[]）;
srand（（int）time（NULL））;
intAcess_series[total_instruction]/*={4,1,1,2,4,4,3,4,2,5,2,1}*/;
for（inti=0;iAcess_series[i]=（int）（rand（）/3276.7）%5+1;
printf（"therandnumber:
\n"）;
for（inti=0;iprintf（"%d",Acess_series[i]）;
printf（"\n"）;
//LRU（Acess_series）;
//FIFO（Acess_series）;
intx,y,fd[2];
if（（x=fork（））==0）
{
if（（y=fork（））==0）LRU（Acess_series）;
elseFIFO（Acess_series）;
}
else;
}
voidLRU（intAcess_series[]）{
intM_Frame[3];
intM[3],diseffect=0,top=0;
for（inti=0;i<3;i++）{M_Frame[i]=0;M[i]=0;}
printf（"\nusingLRU:
\n"）;
for（inti=0;i{
if（top==0）{M_Frame[0]=Acess_series[i];diseffect++;top++;}
elseif（top==1）{
if（M_Frame[0]==Acess_series[i]）M[0]=-1;
else{M_Frame[1]=Acess_series[i];diseffect++;top++;}
}
elseif（top==2）{
if（M_Frame[0]==Acess_series[i]）
{
M_Frame[0]=M_Frame[1];M_Frame[1]=Acess_series[i];M[0]=-1;
}
elseif（M_Frame[1]==Acess_series[i]）M[1]=-1;
else{M_Frame[2]=Acess_series[i];diseffect++;top++;}
}
else{
if（M_Frame[0]==Acess_series[i]）
{
M_Frame[0]=M_Frame[1];M_Frame[1]=M_Frame[2];M_Frame[2]=Acess_series[i];
M[0]=-1;
}
elseif（M_Frame[1]==Acess_series[i]）
{
M_Frame[1]=M_Frame[2];M_Frame[2]=Acess_series[i];
M[1]=-1;
}
elseif（M_Frame[2]==Acess_series[i]）M[2]=-1;
else
{
M_Frame[0]=M_Frame[1];M_Frame[1]=M_Frame[2];M_Frame[2]=Acess_series[i];
diseffect++;
}
}
for（intj=0;j<3;j++）
{
printf（"%d",M_Frame[j]）;
M[j]++;
}
if（M[0]&&M[1]&&M[2]）printf（"notarget"）;
elseprintf（"target"）;
printf（"\n"）;
}
printf（"thenumberoftarget:
%d",total_instruction-diseffect）;
}
voidFIFO（intAcess_series[]）{
intM_Frame[3];
intM=0,diseffect=0,top=0;
for（inti=0;i<3;i++）M_Frame[i]=0;
printf（"\nusingFIFO:
\n"）;
for（inti=0;i{
if（top==0）{M_Frame[0]=Acess_series[i];diseffect++;top++;}
elseif（top==1）{
if（M_Frame[0]!
=Acess_series[i]）{M_Frame[1]=Acess_series[i];diseffect++;top++;}
elseM=1;
}
elseif（top==2）{
if（M_Frame[0]==Acess_series[i]||M_Frame[1]==Acess_series[i]）M=1;
else{M_Frame[2]=Acess_series[i];diseffect++;top++;}
}
else{
if（M_Frame[0]==Acess_series[i]||M_Frame[1]==Acess_series[i]||M_Frame[2]==Acess_series[i]）M=1;
else{
M_Frame[0]=M_Frame[1];M_Frame[1]=M_Frame[2];M_Frame[2]=Acess_series[i];
diseffect++;
}
}
for（intj=0;j<3;j++）
printf（"%d",M_Frame[j]）;
if（M==1）{
printf（"target"）;M=0;
}
elseprintf（"notarget"）;
printf（"\n"）;
}
printf（"thenumberoftarget:
%d",total_instruction-diseffect）;
}
6、运行结果及其说明
七、回答以下问题：
①父进程、子进程之间的并发执行的过程
父子进程之间的调度基于调度算法调度到CPU中运行，从宏观上来看就是并发执行
②通过完成实验，根据你的体会，阐述虚拟存储器的原理。
为解决内存小而作业大、作业多的矛盾，以及执行过程中只是把当前运行需要的那部分程序和数据装入内存。
所以，操作系统把各级存储器统一管理起来。
就是说，应该把一个程序当前正在使用的部分放在内存，而其余部分放在磁盘上，就启动执行它。
操作系统根据程序执行时的要求和内存的实际使用情况，随机地对每个程序进行换入/换出。
③写出FIFO算法中出现Belady现象的内存页面访问序列。
当内存块大小分别为3和4时，访问顺序为1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5时会出现Belady现象。
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