使用最近未使用页淘汰NRU算法模拟实现页淘汰进程Word格式文档下载.docx

1、这种清除过程类似于时针在时钟面上的运行故NRU算法又称为时钟（clock）算法。1.2 简要介绍设计环境、设计工具利用VC+6.0/TC3.0在Dos/Windows平台使用最近未使用页淘汰（NRU）算法模拟实现页淘汰进程二设计思路和总体流程图2.1 基本思路 以命令行方式运行程序，调用read（）函数读入页面请求队列，按照页面请求队列的先后顺序逐个处理请求页面。调用nru（）函数通过nru算法选择要淘汰的页面，将其淘汰，调入申请页面，输出相关结果的信息。2.2数据文件格式说明第一行为工作集大小（wnum）第二行为申请页面的总数 （pnum）；第三行为页号（pagenum）,修改位（mbit）

2、中间用|符号隔开；其余为一个页面请求队列，各行两数分别表示页面申请页号和修改位，程序按请求的先后顺序处理申请页。用户可根据需要任意修改工作集大小，申请页面的总数，页面请求队列。文件样例如下：wnum:3pnum:10pagenum|mbit1 12 03 15 13 06 14 02 17 12.3数据结构定义定义页面请求队列Pagetypedef struct int pagenum; /页面号 int mbit; /修改位 Page;定义工作集Wspace int pageno; /页面号 int rbit; /访问位 /修改位 int status; /该页的标志位，表示是否被占用Wsp

3、ace;其他int pnum; /申请页面的总数 int wnum; /工作集大小 int b4; /标志位数组，四个数组元素分别表示工作集内是否存在访问位、修改位分别为00，01，10，11的页面，初始值为0，当存在时置12.4总体流程图图1.程序总体流程图2.5根据总体流程图进行模块分割、模块功能说明本程序共分成2个模块：文件读入模块：主要用于读入文件信息，并将文件的内容全部输出，检验读入是否正确。此模块通过调用read（）函数实现。主体函数模块：实现nru算法，这是本课程设计的主体模块，通过调用nru（） 函数实现。调入每个申请页，当工作集满时运用nru算法选择要淘汰的页面，将其淘汰。n

4、ru（）函数中包括两个子函数print（）,callin（）print（）函数：信息输出，主要用于输出相关的结果信息，包括申请页面的页面号、修改位，工作集中的各页页面号、访问位、修改位。在程序处理完一页后调用此函数，使用户能清楚的了解处理完一个申请页面后工作集的内容。callin（）函数：调入申请页，主要完成四个操作：申请页面调入；访问位置1，表示被访问；根据请求页面的修改位修改工作集页面的修改位；状态位置1，表示该页已经被占用。该函数在三种情形下可调用工作集存在空闲页，调入申请页时；申请页已在工作集中，修改访问位和修改位时；工作集满时，需淘汰工作集内的页面，调入申请页时。三算法的实现 3.1

5、 模块流程图及算法实现1文件读入模块通过read（）函数实现。read（） 函数流程图如下：图2.read（ ）函数流程图具体的程序代码如下：void read（int argc,char * argv,Page *page,int *pnum,int *wnum,Wspace *wspace） FILE *file; char temp80; int i; if（argc!=2） exit（0）; if（file=fopen（argv1,r）=NULL） printf（read file failedn）; exit（0）; fscanf（file,%5s %d,temp,wnum）;,te

6、mp,pnum）;%s,temp）; *wspace=（Wspace*）malloc（sizeof（Wspace）*wnum）; *page=（Page*）malloc（sizeof（Page）*pnum）; for（i=0;ipagenum,&mbit）;%d %dn,（*page）+i）-pagenum,（*page）+i）- fclose（file）;2主体函数模块,通过nru（）函数实现，该函数可分为三部分图3 nru（）函数流程图（1）第一步，查找申请页面是否已在工作集内，若是则将该页的访问位置1，修改修改位，输出相关信息，处理下一页。（2）若申请页不在工作集，则进入第二步：查找工作

7、集是否存在空闲页，若是则调入该申请页，访问位置1，修改修改位，输出相关信息，处理下一页。（3）若工作集不存在空页，则进入第三步：运用NRU算法选择需要淘汰的页面，将其淘汰，调入申请页，具体的做法是：定义数组b4,每个数组元素表示一个标志位，初始值均为0。遍历工作集，如果存在访问位、修改位为00，01，10，11的页面，对应地分别将数组的b0 、b1 、b2 、b3置1。此时，因为申请页面不在工作集，工作集也不存在空闲页面，因此，b数组肯定有一个元素为1。如果b0为1，查找第一个访问位、修改位分别为00的页面，将其淘汰，调入申请页，访问位置1，遍历工作集各页，将各页的访问位置0，转第步；若b0为

8、0，则判断：如果b1为1，查找第一个访问位、修改位分别为01的页面，将其淘汰，调入申请页，访问位置1，遍历工作集各页，将各页的访问位置0，转第步；若b1为0，则判断：如果b2为1，查找第一个访问位、修改位分别为10的页面，将其淘汰，调入申请页，访问位置1，遍历工作集各页，将各页的访问位置0，转第步；若b2也为0，证明b3一定为1，此时工作集内各页访问位、修改位均为11，可任意淘汰一页，将其淘汰。现选择淘汰第0页，调入申请页，遍历工作集各页，将各页的访问位置0，转第步。每处理完一页即调用print（）函数，将申请页面的页面号、修改位，工作集中的各页面号、访问位、修改位输出，处理下一个申请页。 （

9、4）所有的页面申请页都处理完毕，函数结束，返回。void nru（Page *page,Wspace *wspace,int pnum,int wnum,int b4）int i,j,m,n,k; for（j=0;jpnum;j+） /j表示申请页面的序号，处理完一次，j自动加1，直至申请页面全部处理完毕 for（m=0;mpagenum） break;/查找申请页是否在工作集 if（mwnum） callin（page,wspace,m,j）; print（page,wspace,j,wnum）;/若在工作集，则将该页调入至此，访问位置1，并输出相关信息 else for（k=0;kk+）

10、if（wspacek.status=0） break;/查找工作集是否存在空闲页 if（kwnum） callin（page,wspace,k,j）; print（page,wspace,j,wnum）; /若存在空闲页，则将该页调入至此，访问位置1，并输出相关信息 else4;i+） bi=0;/b数组各元素赋初始值为0 if（wspacem.rbit=0&wspacem.mbit=0） b0=1;/工作集存在访问位、修改位分别为00的页面时，b0置1 if（wspacem.rbit=0&wspacem.mbit=1） b1=1;/工作集存在访问位、修改位分别为01的页面时，b1置1 if（

11、wspacem.rbit=1&wspacem.mbit=0） b2=1;/工作集存在访问位、修改位分别为10的页面时，b2置1 wspacem.mbit=1） b3=1;/工作集存在访问位、修改位分别为11的页面时，b3置1 if（b0=1） for（n=0;nn+） if（wspacen.rbit=0&wspacen.mbit=0） break; callin（page,wspace,n,j）;/如果b0=1,查找第一个访问位和修改位为00的页面，调入申请页至此 for（n=0;n+） wspacen.rbit=0;/遍历工作集，将各页访问位置0/输出相关信息 else if（b1=1）ws

12、pacen.mbit=1） break;/如果b1=1,查找第一个访问位和修改位为01的页面，调入申请页至此 print（page,wspace,j,wnum）; else if（b2=1） for（n=0; if（wspacen.rbit=1&/如果b2=1,查找第一个访问位和修改位为10的页面，调入申请页至此 callin（page,wspace,0,j）;/调入申请页至工作集的第0页n3.2 程序编译及使用说明编译说明：程序在 c+或c语言环境下编译实现。使用说明：在Dos环境下实现结果的显示。开始程序MS-DOS方式输入程序名（及其所在路径）与参数来启动程序，例如程序hnru.cpp和

13、数据文件hnru.txt存放在F：1中，编译完成后可在F：1debug产生可执行文件hnru.exe,进入MS-DOS方式后可输入F:1debughnru.exe f:1hnru.txt，回车即可运行程序，显示运行结果。四结论本设计使用最近未使用页淘汰（NRU）算法模拟实现页淘汰进程，基本达到老师的要求，程序可处理任一页面请求对列，初始化工作集，并在工作集满的时候使用NRU算法选择淘汰的页面，调入新的申请页，输出结果信息。用户可根据自己的需求，在数据文件内任意修改工作集大小，页面请求队列，运行程序，清楚的了解工作集的内容，包括页面号、访问位、修改位，加深对NRU算法的理解。但本算法存在一定的缺

14、陷，比如，未能处理好当若干个页面的访问位和修改位相同时，算法淘汰哪个页面更为合理的问题。这个问题曾经考虑过，但因某种原因未能实现。在设计过程中，因为挺久未使用C语言编程，运用起来有点生疏，导致代码的质量不高，可读性降低。刚开始设计时，对老师的要求没有明确，耽误了一段较长的时间，又花了相当长的时间写文档。通过课程设计，感觉到理论和实践的差距，理论上学得再好，都不如动手参与实践，想和做是截然不同的。以后要加强理论的实践，多动手做点东西。通过设计文档的编写，感觉到做事的严谨性和自己表达能力的不足，做的出来却并不一定能准确地表达出来。大学只剩下短短的一年，这次的课程设计给我挺多感触，一个简简单单的程序却做了那么久，以后要珍惜时间，学好课内的知识，多学些课外的知识。五参考资料1孟静，操作系统教程，高等教育出版社2潭浩强，C程序设计语言，清华大学出版社