1、虚拟内存页面置换算法实验报告虚拟内存页面置换算法实验报告软 件 学 院上 机 实 验 报 告课程名称: 操作系统原理 实验项目: 虚拟内存页面置换算法 实 验 室: 地狱018 姓 名: 死神 学 号: 专业班级: 实验时间: 2015/12/13 实验成绩评阅教师一、实验目的及要求通过这次实验,加深对虚拟内存页面置换概念的理解,进一步掌握先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。结合Linux的内层的分析方法查看内存的分配过程及linux kernel的内存管理机制二、实验性质设计性三、实验学时 4学时四、实验环境实验环境1.实验环境: C与C+程序设计学
2、习与实验系统2.知识准备:(1)使用Linux的基本命令;(2)了解Linux vmstat、free、top等命令查看linux系统的内存分配情况;(3) 掌握虚拟内存页面置换算法FIFO等基本算法理论。五、实验内容及步骤假设有n个进程分别在T1, ,Tn时刻到达系统,它们需要的服务时间分别为S1, ,Sn。分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法进行调度,计算每个进程的完成时间、周转时间和带权周转时间,并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。步骤通过已知最小物理块数、页面个数、页面访问序列、及采用置换方式可以得出页面置换的缺页次数和缺页率,及每次缺页时物理块中存储
3、。1输入的形式 int PageOrderMaxNumber;输出的形式double LackPageRate/缺页率缺页个数每次缺页时物理块中存储 程序所能达到的功能模拟先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的工作过程。假设内存中分配给每个进程的最小物理块数为m,在进程运行过程中要访问的页面个数为n,页面访问序列为P1, ,Pn,分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列,给出页面访问序列的置换过程,计算每种算法缺页次数和缺页率。测试数据,包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之
4、间的层次(调用)关系。int PageOrderMaxNumber;/页面序列int PageCountMaxNumber=0;/计算内存内数据离下一次出现的距离int PageNum,LackNum=0,BlockNum;/页面个数,缺页次数,最小物理块数double LackPageRate=0;bool found=false;六、实验数据及结果分析运行截图: 图图图七、实验总结这次试验,让我加深了对虚拟内存页面置换算法的理解,进一步掌握先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。熟悉Linux需要经过大量的实验、改进与思考,在编写代码的过程中遇到了一些
5、问题要积极面对并通过讨论上网或者问老师解决。通过这次试验我了解了虚拟内存置换算法的一些知识,是我对于所学习的专业知识得到了更好的巩固和提升。附录 源程序清单#include using namespace std;#define MaxNumber 100void OPI(int PageOrderMaxNumber,int PageCountMaxNumber, int PageNum,int LackNum,int BlockNum, double LackPageRate,bool found) int moduleMaxNumber; int sum=0; int i,j,k,m; f
6、or(i=0;iBlockNum;i+)/将内存填满 modulei=PageOrderi; sum+; for(j=0;j=i;j+) coutmodulej ; coutendl; LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;iPageNum;i+) found=false; for(j=0;jBlockNum;j+ )/遍历已存储,判断是否缺页 if(modulej=PageOrderi) found=true; break; if(found=false)/缺页,选择替换 for(j=0;jBlockNum;j+) /计算内存内数据离下一次出现的距离 PageCo
7、untj=0; for(k=i+1;kPageNum;k+) if(modulej!=PageOrderk) PageCountj+; else break; int max=PageCount0; int kind=0; for(j=0;jmax) max=PageCountj; kind=j; modulekind=PageOrderi; LackNum+; for(m=0; m3;m+) coutmodulem ; coutendl; LackPageRate=(LackNum*/PageNum; cout该算法缺页次数为:LackNumendl; cout该算法缺页率为:LackPag
8、eRate*100%endl;/*先进先出置换算法*/void FIFO(int PageOrderMaxNumber,int PageCountMaxNumber, int PageNum,int LackNum,int BlockNum, double LackPageRate,bool found) int moduleMaxNumber; int sum=0; int i,j,m; for(i=0;iBlockNum;i+)/将内存填满 modulei=PageOrderi; sum+; PageCounti=3-i; for(j=0;j=i;j+) coutmodulej ; cou
9、tendl; LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;iPageNum;i+) found=false; for(j=0;jBlockNum;j+ )/遍历已存储,判断是否缺页 if(modulej=PageOrderi) found=true; break; if(found=false)/缺页,选择替换 int max=PageCount0; int kind=0; for(j=0;jmax) max=PageCountj; kind=j; for(int k=0;kBlockNum;k+)/不是最大值,则要+1 if(k!=kind) PageCountk+;
10、modulekind=PageOrderi; PageCountkind=0;/ 替换之后已经查询的次数改为0 LackNum+; for(m=0; m3;m+) coutmodulem ; coutendl; LackPageRate=(LackNum*/PageNum; cout该算法缺页次数为:LackNumendl; cout该算法缺页率为:LackPageRate*100%endl;/*最近最久未使用置换算法*/void LRU(int PageOrderMaxNumber,int PageCountMaxNumber, int PageNum,int LackNum,int Blo
11、ckNum, double LackPageRate,bool found) int moduleMaxNumber; int sum=0; int i,j,m; for(i=0;iBlockNum;i+)/将内存填满 modulei=PageOrderi; sum+; PageCounti=3-i; for(j=0;j=i;j+) coutmodulej ; coutendl; LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;iPageNum;i+) found=false; for(j=0;jBlockNum;j+)/遍历已存储,判断是否缺页 if(modulej=Pag
12、eOrderi) found=true; PageCountj=0;/查询后,更改次数 for(int k=0;kBlockNum;k+) if(k!=j) PageCountk+; break; if(found=false)/缺页,选择替换 int max=PageCount0; int kind=0; for(j=0;jmax) max=PageCountj; kind=j; for(int k=0;kBlockNum;k+) if(k!=kind) PageCountk+; modulekind=PageOrderi; PageCountkind=0;/ 替换之后未查询的次数改为0 L
13、ackNum+; for(m=0; m3;m+) coutmodulem ; coutendl; LackPageRate=(LackNum*/PageNum; cout该算法缺页次数为:LackNumendl; cout该算法缺页率为:LackPageRate*100%endl;int main () int PageOrderMaxNumber;/页面序列 int PageCountMaxNumber=0;/计算内存内数据离下一次出现的距离 int PageNum,LackNum=0,BlockNum;/页面个数,缺页次数,最小物理块数 double LackPageRate=0; boo
14、l found=false; int chioce1=0,chioce2,chioce3; int i=0; while(chioce1=0) coutchioce2; if(chioce2=1) cout PageNum; coutBlockNum; cout请输入页面序列:endl; for(i=0;iPageOrderi; coutchioce3; if(chioce3=1) FIFO(PageOrder,PageCount,PageNum,LackNum, BlockNum, LackPageRate, found); else if(chioce3=2) OPI(PageOrder,PageCount,PageNum,LackNum, BlockNum, LackPageRate, found); else LRU(PageOrder,PageCount,PageNum,LackNum, BlockNum, LackPageRate, found); cout*endl; coutchioce1;
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