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
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