实验五页面调度算法模拟实验报告.docx

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实验五页面调度算法模拟实验报告

《计算机操作系统》实验报告

实验五：

页面调度算法模拟

学校：

XXX

院系：

XXX

班级：

XXX

姓名：

XXX

学号：

XXX

指导教师：

XXX

一、实验题目3

二、实验学时3

三、指导老师4

四、实验日期4

五、实验目的4...

六、实验原理4...

6.1页面的含义4...

6.2页面置换算法的含义4..

6.3置换算法4...

6.3.1最佳置换算法（Optimal）4..

6.3.2先进先出（FIFO）页面置换算法5.

6.3.3LRU置换算法5..

七、实验步骤及结果5...

7.1验证最佳置换算法5..

7.1.1实验截图5...

7.1.2实验分析5...

7.2验证先进先出（FIFO）页面置换算法6.

7.2.1实验截图6...

7.2.2实验分析6...

7.3验证LRU置换算法7.

7.3.1实验截图7...

7.3.2实验分析8...

八、报告书写人8...

附录一最佳置换算法（Optimal）9..

附录二先进先出（FIFO）页面置换算法1..4

附录三LRU置换算法1...8

实验五：

页面调度算法模拟

、实验题目

页面调度算法模拟

、实验学时

2学时

三、指导老师

XXX

四、实验日期

2018年12月10日星期一

五、实验目的

（1）熟悉操作系统页面调度算法

（2）编写程序模拟先进先出、LRU等页面调度算法，体会页面调度算法原理

六、实验原理

6.1页面的含义

分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的片，称为页面或页。

6.2页面置换算法的含义

在进程运行过程中，若其所要访问的页面不在内存而需把它们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据，送磁盘的对换区中。

但应将哪个页面调出，须根据一定的算法来确定。

通常，把选择换出页面的算法称为页面置换算法（Page_ReplacementAlgorithms）。

6.3置换算法

一个好的页面置换算法，应具有较低的页面更换频率。

从理论上讲，应将那些以后不再会访问的页面换出，或将那些在较长时间内不会再访问的页面调出。

6.3.1最佳置换算法（Optimal）

它是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。

其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的或许是在最长（未来）时间内不再被访问的页面。

采用最佳置换算法，通常可保证获得最低的缺页率。

但由于人目前还无法预知一个进程在内存的若干个页面中，哪一个页面是未来最长时间内不再被访问的，因而该算法是

无法实现的，便可以利用此算法来评价其它算法。

632先进先出（FIFO）页面置换算法

这是最早出现的置换算法。

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，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面。

633LRU置换算法

LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。

七、实验步骤及结果

7.1验证最佳置换算法

7.1.1实验截图

7.1.2实验分析

in

7

2

7

7

1

0

4

4

0

8

0

4

b1

7

7

7

7

4

4

b2

2

2

2

2

8

b3

1

1

1

1

b4

0

0

0

out

7

2

7.2验证先进先出（FIFO）页面置换算法

7.2.1实验截图

■匸:

'Weriraler\D«lrtopV5：

科:

*1三\计算叽撓柞報\宪鲨八实暑代码\DEbug\FIfO.e^

khoFIFO

List:

103380812056

thelost

in

FIFO:

newbuf=l

in<-一1

interrupt

pewbuf=1

0

in<—0

interrnpt

newbuf=l

0

3

in<—3

iRterrupt

in<—3

successfully

newbuf=l

0

3

8

in<-一8

interrupt

in<—0

successfully

in<一8

successfully

in<—1

successfully

newbuf=2

0

3

S

in<—2

changel—>Qut

in<—0

successfully

hewbuf=2

5

3

8

in<一-5

change0—>out

newbuf=2

5

6

8

in<—6

change3—>our

intemipt.=4

rhange^3

successfully

Pressany

key1

tocontinue.

7.2.2实验分析

in

1

0

3

3

8

0

8

1

2

0

5

6

bl

1

1

1

1

2

2

2

b2

0

0

0

0

5

5

b3

3

3

3

3

6

b4

8

8

8

8

out

1

0

3

7.3验证LRU置换算法

7.3.1实验截图

'CAUsers^Adminkt诽科大三\计算fl提作系瓠莫煤八垂躺代码\Debug\LRU.Radom心电"

TheRaiitlutuLisi:

96877：

37

12670

thelostinLRU;

newmf=9

in<-

9

]nterrlipt

newbuf=96

1n<—

6

interrupt

newbuf=9SB

in<—

8

interrupt

npwbtif=96呂

7in<-

7

interrlipt

in<-

7

successfully

newbuf=368

7in<-

3

change9—>out

in<-

7

successfully

newbuf=318

7m<-

-1

change6—>out

newbuf=312

7in<_,

-2

change8—>out

newbuf=612

7in<-j

-6

change3—>cut

in<-

successfully

nettbuf-602

7in<-

-0

change1--/out

]nterrtipt=4-

chanfie=5

successfully^

Pressanykeytc

icontinue.

732实验分析

in

9

6

8

7

7

3

7

1

2

6

7

0

bl

9

9

9

9

3

3

3

6

6

b2

6

6

6

6

1

1

1

0

b3

8

8

8

8

2

2

2

b4

7

7

7

7

7

7

out

9

6

8

3

1

八、报告书写人

附录一最佳置换算法（Optimal）

#include

#include

#include

#defineN12/*随机数列的长度*/

#defineB4/*内存页面数*/intIsInBuf（intbuf[],intlist[],intnum）{

inti,j=-1;

intmax_p;

intmax_d=0;

for（i=0;i

{

//当x在buf中，返回-1

//当x不在buf中，且buf[i]为空，则把x

if（buf[i]==list[num]）return-1;

elseif（buf[i]==-1）填入buf，并返回-1

buf[i]=list[num];

return-2;

}

for（i=0;i

{

for（j=num+1;j

{

if（buf[i]==list[j]）{

if（max_d

max_d=j;//buf[i]在list[]中的最近距离

max_p=i;//list[j]在buf[]的位置

}

break;

}

的后半部分，返回

}

if（j==N）//如果buf满，并且buf[i]不在list[]

位置i

returni;

}

returnmax_p;//返回距离最远的buf[]的位置

}

intmain（）

{

intlist[N];//={4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5};

intbuf[B],i,f[N],j,m,bufuse=0,tmp;

intchange=0;//置换次数

intinterrupt=0;//中断次数

intsuccessfully=0;//访问成功次数

srand（（int）time（NULL））;

for（i=0;i

buf[i]=f[i]=-1;

printf（"\n\n"）;

printf（"TheOptimalList:

"）;

for（i=0;i

{

list[i]=（int）rand（）%10;

printf（"%2d",list[i]）;

}

printf（"\n"）;

printf（"\nthelostinOptimal:

\n"）;

for（i=0;i

j=IsInBuf（buf,list,i）;

if（j==-1）{

successfully++;

for（m=0;m<=B;m++）{

printf（""）;/*成功的打印*/

}

printf（"in<--%dsuccessfully\n",list[i]）;/*成功

的打印*/

}

elseif（j==-2）

{bufuse++;interrupt++;printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

*/

缺页中断的

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页中断次数的打印}

for（m;m

printf（""）;/*缺页中断的打印*/

}

printf（"in<--%dinterrupt\n",list[i]）;/*

打印*/

}

else

{

tmp=buf[j];buf[j]=list[i];

change++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页置换的打印*/}

for（m;m

printf（""）;/*缺页置换的打印*/

}

in<--%d

printf（"

change%d-->out\n",list[i],tmp）;/*缺页置换的打印*/

}

}

printf（"\n\n"）;

printf（"interrupt=%d\n",interrupt）;

printf（"change=%d\n",change）;

printf（"successfully=%d\n",successfully）;

return0;

}

附录二先进先出（FIFO）页面置换算法

#include

#include

#include

#defineN12/*随机数列的长度*/

#defineB4/*内存页面数*/

intIsInBuf（intbuf[],intx）

{

inti;

for（i=0;i

{if（buf[i]==x）/*当x在buf中，返回其位置*/

return-1;

elseif（buf[i]==-1）/*当x不在buf中，且buf[i]为空，则把x填入buf，并返回其位置*/

{

buf[i]=x;return-2;

}

}

return0;

}

intmain（）

{

intlist[N];//={4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5};

intbuf[B],i,f[N],j,m,bufuse=0,tmp;

intold=0;

intchange=0;//置换次数

intinterrupt=0;//中断次数

intsuccessfully=0;//访问成功次数

srand（（int）time（NULL））;for（i=0;i

buf[i]=f[i]=-1;printf（"\n\n"）;printf（"TheFIFOList:

"）;for（i=0;i

list[i]=（int）rand（）%10;printf（"%2d",list[i]）;

}

printf（"\n"）;

printf（"\nthelostinFIFO:

\n"）;

for（i=0;i

j=IsInBuf（buf,list[i]）;

if（j==-1）{

successfully++;for（m=0;m<=B;m++）{printf（""）;/*成功的打印*/

printf（"in<--%dsuccessfully\n",list[i]）;/*

成功

的打印*/

}

elseif（j==-2）

{

bufuse++;

interrupt++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页中断次数的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页中断的打印*/

}

printf（"in<--%dinterrupt\n",list[i]）;/*缺页中断的

打印*/

}

else

{

tmp=buf[old];

buf[old]=list[i];

old=（old+1）%（int）B;/*数据在buf中的储存是循环的*/

change++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页置换的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页置换的打印*/

}

in<--%d

printf（"

change%d-->out\n",list[i],tmp）;/*缺页置换的打印*/

}

}

printf（"\n\n"）;

printf（"interrupt=%d\n",interrupt）;

printf（"change=%d\n",change）;

printf（"successfully=%d\n",successfully）;

return0;

}

附录三LRU置换算法

#include

#include

#include

#defineN12/*随机数列的长度*/

#defineB4/*内存页面数*/

intIsInBuf（intbuf[],intlist[],intnum）

{

inti,j=-1;

for（i=0;i

{

if（buf[i]==list[num]）/*当x在buf中，返回其位置*/j=i;break;

}

elseif（buf[i]==-1）/*当x不在buf中，且buf[i]为空，则把x填入buf，并返回其位置*/

{

buf[i]=list[num];

j=-2;

break;

}

}

returnj;

}

intGet（intbuf[],intlist[],intnum）

{

intbuff[B];

intbuffuse=0;

inti,j,k,m;

for（m=0;m

buff[m]=-1;

for（i=num-1;i>=0;i--）

{

for（j=0;j

{

if（list[i]==buf[j]）{for（k=0;k

{

if（list[i]==buff[k]）break;

}

if（k==buffuse）

{

buff[buffuse]=list[i];buffuse++;

if（buffuse==B）

returnj;

}

break;

}

}

}

return0;

}

intmain（）

{

intlist[N];

//intlist[12]=

intbuf[B],i,f[N],j,m,bufuse=0,tmp;

intold=0;

intchange=0;

intinterrupt=0;

intsuccessfully=0;

srand（（int）time（NULL））;for（i=0;i

buf[i]=f[i]=-1;

printf（"TheRandomList:

"）;

for（i=0;i

{

list[i]=（int）rand（）%10;

printf（"%2d",list[i]）;

}

printf（"\n\n"）;

printf（"\nthelostinLRU:

\n"）;

change=0;/*中断的次数*/

for（i=0;i

{

j=IsInBuf（buf,list,i）;

if（j==-1）

{

old=Get（buf,list,i）;tmp=buf[old];buf[old]=list[i];

change++;

/*缺页置换的打印*/

printf（"newbuf="）;for（m=0;m

for（m;m

printf（""）;/*缺页置换的打印*/

}

printf（"

change%d-->out\n",list[i],tmp）;/*缺页置换的打印*/

}

elseif（j==-2）

{

bufuse++;

interrupt++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页中断次数的打印

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页中断的打印*/

}

printf（"in<--%dinterrupt\n",list[i]）;/*

打印*/

}

else{

successfully++;

for（m=0;m<=B;m++）{

printf（""）;/*成功的打印*/

}

printf（"in<--%dsuccessfully\n",list[i]）;/*

*/

in<--%d

缺页中断的

成功

的打印*/

}

printf（"\n\n"）;

printf（"interrupt=%d\n",interrupt）;

printf（"change=%d\n",change）;

printf（"successfully=%d\n",successfully）;return0;

}