Linux环境下几种内存调度算法模拟.docx

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Linux环境下几种内存调度算法模拟

课程设计（大作业）报告

课程名称：

计算机操作系统

设计题目：

Linux环境下几种内存调度算法模拟

院系：

信息技术学院

班级：

级计算机科学与技术班

设计者：

学号：

指导教师：

段玻

设计时间：

2015年1月12日-2015年1月16日

昆明学院

昆明学院课程设计（大作业）任务书

姓名：

院（系）：

信息技术学院

专业：

计算机科学与技术学号：

任务起止日期：

2015年1月12日至2015年1月16日

课程设计题目：

Linux环境下几种内存调度算法模拟

课程设计要求及任务描述：

要求：

（1）按指定时间及地点参加课程设计。

（2）通过本次课程设计，能加深理解设计项目使用的相关原理。

（3）根据项目内容完成课程设计。

（4）在指定时间内提交设计结果及设计报告。

任务：

（1）选择其中两种算法的原理进行分析

①FIFO内存调度算法的原理

②（其他任选一个算法）内存调度算法的原理

（2）设计两种算法的流程图

①设计FIFO算法的流程图。

②其他任选一个算法设计流程图。

（3）使用Vi编写实现两种算法的程序

①FIFO内存调度算法的代码。

②（其他任选一个算法）内存调度算法的代码。

（4）结果分析

①分析设计结果是否达到预期目标。

②针对同一访问序列比较两种算法的缺页率。

工作计划及安排：

第一天上午：

教师讲解原理及课程设计要求和任务。

第一天下午：

原理学习、任务分析。

第二天：

流程图设计。

第三天：

代码编写。

第四天：

代码编写。

第五天：

提交设计结果及设计报告。

指导教师签字

年月日

课程设计（大作业）成绩

学号：

姓名：

指导教师：

段玻

课程设计题目：

Linux环境下几种内存调度算法模拟

完成情况总结：

在为期一周的实训中，在FIFO算法、以及RLU算法的编程方面出现了很大的困难，在选择语言方面，JAVA，C#,C语言之间，我最终选择了C语言来帮助我完成我接下来的试验，刚开始上手的时候，觉得只要懂得了原理，再加上自己C语言的功底应该可以应付的，但是，事实远远没有想象的那么简单，先是在写代码方面就出了问题，由于对原理的理解不是非常的深入，在编写代码时，总是停滞不前，彷徨时也曾想过放弃，但是逃避是没有用的，最终在同学的帮助下，我完成了代码的编程，在反复调试，改正之后算法终于验证成功了。

每一次的试验都是对自己所学知识的强化，都是一次难得的动手机会，在实验的每一个步骤的执行中，都要认真反复的去做，因为没一个小小的错误都会导致实验结果发生巨大的变化。

完成一次成功的实训，会让自己学会很多很多的东西，并且能够很清楚的看到自己的不足，从而查缺补漏，更加充实自己。

指导教师评语：

成绩：

填表时间：

指导教师签名：

课程设计（大作业）报告

一、题目分析（原理说明）

设计原理

在进程运行过程中，若其访问的页面不在内存而需要将其调入，但内存已无空闲空间时，需要从内存中调出（淘汰）一页程序或数据，送入磁盘的对换区。

用来选择淘汰哪一页的算法叫做置换算法，也称为淘汰算法。

淘汰算法是否适合某一序列直接影响系统的性能。

一个好的置换算法应具有较低的页面置换频率，置换时应将以后不再会访问，或是在较长时间内不再访问的页面淘汰。

1、先进先出算法（FIFO算法）基本思想

先进先出算法选择在内存中驻留时间最长的页面予以淘汰，即先进入内存的页面先淘汰。

其优点是算法实现简单，只须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，使该指针总是指向最先进入内存的页面。

缺点是算法与进程的实际运行规律不相适应，因为进程中的某些页面经常被访问，但先进先出置换算法不能保证这些页面不被淘汰。

2、最近最久未使用算法（LRU算法）基本思想

最近最久未使用算法选择未被访问的页中时间最长的页予以淘汰。

该算法思想中，如果某个页面被访问，则它可能马上还要被访问，即某页面长时间未被访问，则页面在最近一段时间也不会被访问，所以选择未被访问页中时间最长的予以淘汰能降低页面置换频率。

该算法的优点是性能较好，降低置换频率。

缺点是实现复杂，需要硬件辅助，增加系统负担。

二、程序设计

1.流程图

2数据结构说明

#defineMaxWindow4//最大窗口数

#defineMaxN10//最多输入值个数

//定义全局变量

intWindow=0;//实际窗口大小

intN=0;//实际输入值个数

intChoice=0;//算法选择号

intA[MaxN];//输入值数组

intb[MaxWindow+1];//窗口数组

intnum=0;//缺页数

floatans=0.0;//缺页率

voidLRU（intwin,intn,inta[]）;//LRU算法函数声明

voidFIFO（intwin,intn,inta[]）;//FIFO算法函数声明

voidInitFunctionA（）;//初始化输入值变量函数

voidInitFunctionb（）;//初始化其余变量

3.代码

#include

#defineMaxWindow4

#defineMaxN10

intWindow=0;

intN=0;

intChoice=0;

intA[MaxN];

intb[MaxWindow+1];

intnum=0;

floatans=0.0;

voidLRU（intwin,intn,inta[]）;

voidFIFO（intwin,intn,inta[]）;

voidInitFunctionA（）;

voidInitFunctionb（）;

voidInitFunctionA（）

{

for（inti=0;i

{A[i]=0;}

}

voidInitFunctionb（）

{

for（intj=0;j

{b[j]=0;}

ans=0.0;

num=0;

}

//LRU算法描述

voidLRU（intwin,intn,inta[]）

{

InitFunctionb（）;

cout<<"LRU算法开始：

"<

inttemp=0,flag=0;

for（inti=0;i

{

flag=0;

cout<<"当前窗口中的值为：

"<

for（intx=1;x

{cout<<"\t"<

cout<

cout<<"下一个进入窗口的值：

"<

temp=a[i];

b[0]=temp;

for（intj=1;j

{

if（temp==b[j]）

{

for（intp=j;p>0;p--）

{b[p]=b[p-1];}

flag=1;

cout<<"此页不缺失，重新调整窗口值顺序"<

cout<

break;

}

}

if（flag==0）

{

num++;

cout<<"此页缺失，缺页数加一，当前缺页总数为：

"<

cout<

for（intq=win;q>0;q--）

{b[q]=b[q-1];}

}

}

cout<

ans=（float）num/n;

cout<<"采用LRU算法的缺页总数为：

"<

num/n="<

"<

intflag=0;

inttemp=0;

for（inti=0;i

{

flag=0;

cout<<"当前窗口中的值为：

"<

for（intx=1;x

{cout<<"\t"<

cout<

cout<<"当前进入窗口的值：

"<

temp=a[i];

b[0]=temp;

for（intj=1;j

{

if（temp==b[j]）

{flag=1;

cout<<"此页不缺失"<

cout<

break;

}

}

if（flag==0）

{

for（intq=win;q>0;q--）

{b[q]=b[q-1];}

num++;

cout<<"此页缺失，缺页数加一，当前缺页数目为：

"<

cout<

}

}

cout<

ans=（float）num/n;

cout<<"使用FIFO算法的缺页数为：

"<

num/n="<

（1—4）"<

cin>>Window;

if（Window!

=1&&Window!

=2&&Window!

=3&&Window!

=4）

{cout<<"输入错误，请输入1到4中一个整数！

"<

}while（Window!

=1&&Window!

=2&&Window!

=3&&Window!

=4）;

do

{cout<<"请输入数值个数：

（4—10）"<

cin>>N;

if（N!

=4&&N!

=5&&N!

=6&&N!

=7&&N!

=8&&N!

=9&&N!

=10）

{cout<<"输入错误，请输入4到10的整数"<

}while（N!

=4&&N!

=5&&N!

=6&&N!

=7&&N!

=8&&N!

=9&&N!

=10）;

InitFunctionA（）;

InitFunctionb（）;

cout<<"请依次输入数值：

（非0）"<

for（inti=0;i

{do

{cin>>A[i];

if（A[i]==0）

{cout<<"输入值不为0，请重新输入此值"<

}while（A[i]==0）;

}

cout<<"输入的值依次为：

";

for（intj=0;j

{cout<<""<

cout<

while（true）

{

cout<

（1）使用LRU算法计算缺页率"<

cout<<"

（2）使用FIFO算法计算缺页率"<

cout<<"请输入选择的算法序号（1/2）"<

do

{cin>>Choice;

if（Choice!

=1&&Choice!

=2）

{cout<<"输入错误，请重新选择"<

}while（Choice!

=1&&Choice!

=2）;

switch（Choice）

{

case1:

{LRU（Window,N,A）;

break;}

case2:

{FIFO（Window,N,A）;

break;}

}

}

}

三、结果分析

四、实验总结及心得体会

在为期一周的实训中，在FIFO算法、以及RLU算法的编程方面出现了很大的困难，在选择语言方面，JAVA，C#,C语言之间，我最终选择了C语言来帮助我完成我接下来的试验，刚开始上手的时候，觉得只要懂得了原理，再加上自己C语言的功底应该可以应付的，但是，事实远远没有想象的那么简单，先是在写代码方面就出了问题，由于对原理的理解不是非常的深入，在编写代码时，总是停滞不前，彷徨时也曾想过放弃，但是逃避是没有用的，最终在同学的帮助下，我完成了代码的编程，在反复调试，改正之后算法终于验证成功了。

每一次的试验都是对自己所学知识的强化，都是一次难得的动手机会，在实验的每一个步骤的执行中，都要认真反复的去做，因为没一个小小的错误都会导致实验结果发生巨大的变化。

完成一次成功的实训，会让自己学会很多很多的东西，并且能够很清楚的看到自己的不足，从而查缺补漏，更加充实自己。