操作系统课程设计页面置换算法C语言07010复习进程.docx

1、操作系统课程设计页面置换算法C语言07010复习进程操作系统课程设计-页面 置 换 算 法 C 语 言07010页面置换算法的演示1.题目要求：设计一个虚拟存储区和内存工作区，编程序演示下述算法的具体实现过程，并计算访问命中率：要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现1） 最佳置换算法（OPT）:将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换出。2） 先进先出算法（FIFO）: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。3） 最近最久未使用算法（LRU）:淘汰最近最久未被使用的页面。4） 最不经常使用算法（LFU）2.实验目的：1、 用C语言编写O

2、PT、FIFO、LRU，LFU四种置换算法2、 熟悉内存分页管理策略。3、 了解页面置换的算法。4、 掌握一般常用的调度算法。5、 根据方案使算法得以模拟实现。6、 锻炼知识的运用能力和实践能力。3.相关知识：1虚拟存储器的引入：局部性原理：程序在执行时在一较短时间内仅限于某个部分；相应的，它所 访问的存储空间也局限于某个区域，它主要表现在以下两个方面：时间局限性 和空间局限性。2 虚拟存储器的定义：虚拟存储器是只具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行 扩充的一种存储器系统。3虚拟存储器的实现方式：分页请求系统，它是在分页系统的基础上，增加了请求调页功能、页面置换 功能所形成的页

3、面形式虚拟存储系统。请求分段系统，它是在分段系统的基础上，增加了请求调段及分段置换功能 后，所形成的段式虚拟存储系统。4.页面分配：平均分配算法，是将系统中所有可供分配的物理块，平均分配给各个进 程。按比例分配算法，根据进程的大小按比例分配物理块。考虑优先的分配算法，把内存中可供分配的所有物理块分成两部分：一部分 按比例地分配给各进程；另一部分则根据个进程的优先权，适当的增加其相应 份额后，分配给各进程。5.页面置换算法：常用的页面置换算法有 OPT、FIFO、LRU、Clock、LFU、PBA等。4.设计思想：选择置换算法，先输入所有页面号，为系统分配物理块，依次进行置换：OPT基本思想：是

4、用一维数组pagepSIZE存储页面号序列，memerymSIZE是存储装入 物理块中的页面。数组nextmSIZE记录物理块中对应页面的最后访问时间。 每当发生缺页时，就从物理块中找出最后访问时间最大的页面，调出该页，换 入所缺的页面。【特别声明】若物理块中的页面都不再使用，则每次都置换物理块中第一个位置的页 面。FIFO基本思想：是用队列存储内存中的页面，队列的特点是先进先出，与该算法是一致 的，所以每当发生缺页时，就从队头删除一页，而从队尾加入缺页。或者借助 辅助数组timemSIZE记录物理块中对应页面的进入时间，每次需要置换时换 出进入时间最小的页面。LRU基本思想：是用一维数组pa

5、gepSIZE存储页面号序列，memerymSIZE是存储装入 物理块中的页面。数组flag10标记页面的访问时间。每当使用页面时，刷新访 问时间。发生缺页时，就从物理块中页面标记最小的一页，调出该页，换入所 缺的页面。五.流程图:如下页所示6.源代码:如下页所示【使用C语言】#i nclude #i nclude /*全局变量*/ int mSIZE; /* 物理块数 */int pSIZE; /*页面号引用串个数*/static int memery10=0; /* 物理块中的页号 */static int page100=0; /* 页面号引用串 */static int temp100

6、10=0; /* 辅助数组 */*置换算法函数*/void FIFO();void LRU();void OPT();/*辅助函数*/void print(un sig ned int t);void desig nBy();void dow nl oad();void mDelay(unsigned int Delay);/*主函数*/void mai n()int i,k,code;system(color 0A);desig nBy();printf( |请按任意键进行初始化操作 I n);n);printf( 1 printf( );getch();system(cls);system

7、(color OB);printf(请输入物理块的个数(M=10):);sca nf(%d,&mSIZE);printf(请输入页面号引用串的个数(P=100):);sca nf(%d,&pSIZE);puts(请依次输入页面号引用串(连续输入，无需隔开):);for(i=0;ivpSIZE;i+)sca nf(%1d,&pagei);dow nl oad();system(cls);system(color 0E);doputs(输入的页面号引用串为：);for(k=0;k=(pSIZE-1)/20;k+)for(i=20*k;(ipSIZE )&(i);getch();system(cls

8、);while (code!=4);getch();/*载入数据*/void dow nl oad()int i;system(color 0D);printf( i 1 n);printf( |正在载入数据，请稍候! I n);prin tf( 1 1 n);prin tf(Loadi ng.n);prin tf( O);for(i=0;i51;i+)prin tf(b);for(i=0;i);printf(nFinish.n载入成功，按任意键进入置换算法选择界面： )；getch();/*设置延迟*/void mDelay (un sig ned int Delay)un sig ned

9、int i;for(;Delay0;Delay-)for(i=0;i | n);printf(” | 1n);void print(un sig ned int t)int i,j,k,l;int flag;for(k=0;kv=(pSIZE-1)/20;k+)for(i=20*k;(ipSIZE )&(i20*(k+1);i+)if(i+1)%20=0)|(i+1)%20)&(i=pSIZE-1)prin tf(%dn,pagei);elseprin tf(%d ,pagei);for(j=0;jmSIZE;j+)for(i=20*k;(imSIZE+20*k)&(i=j)prin tf(

10、|%d|,tempij);elseprin tf( | |); for(i=mSIZE+20*k;(ipSIZE)&(i20*(k+1);i+) for(flag=0,l=0;lmSIZE;l+) if(tempil=tempi-1l) flag+;if(flag=mSIZE)/*页面在物理块中*/printf();elseprin tf( |%d|,tempij);/*每行显示20个*/if(i%20=0)con ti nue;prin tf(n);printf( n);printf(缺页次数:%dtt,t+mSIZE);printf(缺页率:%d/%dn,t+mSIZE,pSIZE);pr

11、intf(置换次数：%dtt,t);printf(访问命中率:%d%n,(pSIZE-(t+mSIZE)*100/pSIZE);printf( n);/*计算过程延迟*/void compute。int i;printf(正在进行相关计算，请稍候);for(i=1;i20;i+)mDelay(15);if(i%4=0)prin tf(bbbbbb bbbbbb);elseprintf( O);for(i=0;i+30;pri ntf(b);for(i=0;i+30;pri ntf(” );for(i=0;i+30;pri ntf(b);/*先进先出页面置换算法*/void FIFO()int

12、memery10=0;int time10=0; /*记录进入物理块的时间*/int i,j,k,m;int max=0; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*/*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;imSIZE;i+)memeryi=pagei;timei=i;for(j=0;jmSIZE;j+) tempij=memeryj;for(i=mSIZE;ipSIZE;i+)/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;jvmSIZE;j+)if(memeryj!=pagei) k+;if(k=mSIZE) /*如果不在物理块中*/coun t+;/

13、*计算换出页*/max=time0time1?0:1; for(m=2;mmSIZE;m+) if(timemtimemax) max=m;memerymax=pagei;timemax=i; /*记录该页进入物理块的时间*/for(j=0;jmSIZE;j+) tempij=memeryj;elsefor(j=0;jmSIZE;j+) tempij=memeryj;compute();prin t(co un t);/*最近最久未使用置换算法*/void LRU()int memery10=0;int flag10=0; /*记录页面的访问时间*/int i,j,k,m;int max=0;

14、 /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*/*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;imSIZE;i+)memeryi=pagei;flagi=i;for(j=0;jmSIZE;j+) tempij=memeryj;for(i=mSIZE;ipSIZE;i+)/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;jvmSIZE;j+)if(memeryj!=pagei)k+;elseflagj=i; /*刷新该页的访问时间*/if(k=mSIZE) /*如果不在物理块中*/coun t+;/*计算换出页*/max=flag0vflag1?0:1;for(m=2;

15、mmSIZE;m+) if(flagmvflagmax) max=m; memerymax=pagei;flagmax=i; /*记录该页的访问时间*/for(j=0;jvmSIZE;j+)tempij=memeryj;elsefor(j=0;jmSIZE;j+)tempij=memeryj;compute(); prin t(co un t);/*最佳置换算法*/void OPT()int memery10=0;int next10=0; /*记录下一次访问时间*/int i,j,k,l,m;int max; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*/*前mSIZE个数

16、直接放入*/for(i=0;imSIZE;i+)memeryi=pagei;for(j=0;jmSIZE;j+)tempij=memeryj;for(i=mSIZE;ipSIZE;i+)/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;jmSIZE;j+)if(memeryj!=pagei) k+;if(k=mSIZE) /*如果不在物理块中*/coun t+;/*得到物理快中各页下一次访问时间*/for(m=0;mmSIZE;m+)for(l=i+1;l=next1?0:1; for(m=2;mn extmax) max=m;/*下一次访问时间都为pSIZE,则置换物理块中第一个*/

17、 memerymax=pagei;for(j=0;jmSIZE;j+) tempij=memeryj;else for(j=0;jmSIZE;j+) tempij=memeryj;compute。；prin t(co un t);7.运行结果：Uisual G*-+【运行环境 Visual C+ 6.0】课题二：页面置按算法学号；8B19B1117堆名：邢磊请按任意犍讲行初始化操作-1.按任意键进行初始化:慣髄入物理块aHcri： 1清输入丙面号弓1用单的f数g=：L的” 20 险柴汰玩人页面耳即用載连绫输入J无需隔开X701203042303212017012.载入数据:揪入超瑾块国八邀51

18、阳：3；20无需隔开;0129304230321201761正在载入数据，请稍候Loading* 3.进入置换算法选择界面:0 17 0 1输入的页面号引用串为：7012U304*请选择页面置换算法；餐 *1先进先出 氛罐近最久未使用CLKU *3最佳 乳退出请选择操作：J4.运算中延迟操作:5.三种算法演示结果:織入的页面号引月串九r请选择页面置换算法* *17 0 17 012 0317： !(71i ：71 1 勺1 11 1 1| 1 1 H 110：! ：0! !Q：1 1 1H H 1N 11 1:!1! ：li*1.元进先出IFIF3*3最fi餐脅 杆 甘科 善豪務请选择操作：1

19、】21 ? 0 1!7!17!7!1!：0：:Q12 !：2：1!输入的页面号引用串为=7翼鱷囂 黯爲黑hB 1 2 8 3 B 4 2 a 0请选择页面置换算法；!?! !?：!?!121121：4：!4 !141 101il:!1 1!1!:i !0!0 i：0!：Q：!0：i q i i q i i i i X i：2 ：12 1!7!2011 20 4 2缺頁率：12/20 访|口）命中窣I 40X勺页面号引用串为：61203642393请选择页面置换算法： *6.请选S撫作【3】7 0 1 2 0 3；7； ：7； ：7： ：2 E ：21I ! ：0： ：01 101 10：! ：

20、 ： ： ：1： !1! !3!1011 2；2：6：0：7：10：ii：iSitSiM选择置按算i； .缺贝率：9/20 命同命中率.55x岀 *炼开开幵* w1 先迅光出WIF3 2. 3 最佳 WPT) 4.退出界面: 课题三=页面萱换算法 学号 i 091001117姓名；邢磊 谢谢使用页面置换算法演示器t 正版橙权8.参考文献：1.严蔚敏,吴伟民数据结构清华大学出版社,2005.112.谭浩强.C语言程序设计.清华大学出版社,2005.113.于帆，赵妮.程序设计基础（C语言版）.清华大学出版社,2006.114.汤小丹,梁红兵,哲凤屏,汤子瀛.计算机操作系统.西安电子科技大学出版社,2007.5