1、操作系统课程设计lru页面置换算法操作系统功能模拟设计实验 题 目: lru置换算法(C编写) 学生姓名: 计号 学号: 1104032022 专业: 网络工程 班级:11网络工程二班 实验题目LRU页面调度算法处理缺页中断一、 实验目的:了解和掌握寄存器分配和内存分配的有关技术二、 实验内容(1)首先对LRU页面调度算法原理进行深刻的理解和掌握;(2)选择一种熟悉的编程语言来实现对一组访问序列进行内部的cache更新;(3)根据LRU页面调度算法算法的要求设计相应的数据结构,如:记录访问序列的数组、模拟内存cache的数组等等;(4)显示每个访问数进入cache的操作并显示出每次访问后内存中
2、序列的状态。三、 实验环境Windows系统,c语言四、 实验主要步骤(包括使用的数据结构的说明)1、初始化及使用数据结构 开始的阶段,产生随机的访问序列,并用了结构体: struct page int pageframe10; / 表示页表 int flag; /标记是否有页面置换 int length; /用来访问序列的长度 int page_count; /页框的数目 int page_serial20; /存取随机产生的访问序列组 int count; /用来标识页框是否被装满 int k; /用于记录访问页表的指针 int pagetime10; /用来记录页框里面的数被访问的过后到
3、再一次被访问所经历的的时间p;并初始化这些量;void init() /初始化所有页表 int i; p.flag=0; for(i=0;i10;i+) p.pageframei=-1; p.pagetimei=0; for(i=0;i20;i+) p.page_seriali=-1; 2、LRU页面调度算法原理 LRU页面调度算法是对要访问cache的访问序列进行更新的,当页表还是空的时候,进来要访问的页如果页表里面有的话,就对它的访问记录加一,如果也表里面没有切页表么有填满,就像页表里面添加。如果在页表填满以后,再一次有也要访问的时候,在判断页表里面有没有要访问的页,如果没有则看页表里面的
4、的序列哪一个页是最近最长时间都没有被访问的,就将此页给替换程现在要访问的页。3、创建访问的序列和页框 void create() int i,s; printf(n请输入页框数目:n); scanf(%d,&p.page_count); printf(n请输入要随机生成访问序列的长度:n); /自定义随机生成访问序列的长度 scanf(%d,&p.length); srand(rand(); /初始化随机数队列的种子 s=(float) rand() / 32767) * 50 + p.length; / 随机产生页面序列长度 for(i=0;is;i+) /产生随机访问序列 p.page_s
5、eriali=(float) rand() / 32767) * 16 ; /随机数的大小在0-10之间 printf(nnnn); printf(:n); for(i=0;ip.length;i+) printf(%d ,p.page_seriali); printf(nnnn); printf(*); printf(nnn); 4、在cache中查找要访问的页 int findpage(int k,int count) /在这里k用于接收从lru函数传来的访问序列的数值 int m=k; int n=count; int i; int j; /用来做标记 for(i=0;i=0) p.pa
6、getimei+; if(p.pageframei=m) p.pagetimei-; j=1; else if(i=p.page_count) j=0; if(j=1) if(p.count=p.page_count-1) p.flag=-3; return -3; /在这里表示页框里有要访问的页,但是页框没有填满,不需要置换所以返回-3 else p.flag=-1; /表示在此时也表里有要访问的页,但是此时页表也满了,但是也不缺页,所以用flag来表示不缺页 return -1; else if(p.count=p.page_count-1) p.flag=0; return 0; /在这
7、里表示没有访问到页表里面的页,但是页表没有别填满,但不需要置换所以返回0 else p.flag=-2; /在这里p.flag=-2表示没有访问到页表,且页框需要被置换所以返回-2 return -2; 6、显示内存中的序列 void displayinfo() int n; printf(访问%3d : 内存,p.page_serialt); for(n=0;n=0) printf(%3d,p.pageframen); else printf( ); printf( ); if(p.flag=-2|p.flag=0) /p.flag=-1表示也表里面有访问的页,但是页框没有 满,p.flag
8、=-2表示页表里面没有要访问的页,但是页框也被填满了 printf( =缺页 ); printf(n); 7、此实验的执行程序图 无 有 否 是 否 是五、 设计不同实验数据,记录实验结果并分析。六、 实验总结及体会 通过这次的实验,我对LRU页面置换算法有了更深的了解,LRU置换算法是理想性的算法,因为使用LRU置换算法要花费很大的系统开销,所以在实际系统中并不会直接采用.通过这个LRU页面缺页调度算法的设计,我觉得对这个算法的原理理解的更加的深刻,虽然在设计的过程中也遇到了很多问题,例如怎么去判定内存cache中的每个数在访问后怎么去标记他的时间问题,还有怎样去表示开始时的内存cache中
9、的页表没有被填满的缺页和页表被填满时候的缺页状态。七、 源程序清单及注释。(打印一份源程序并附上注释。)#include#includeint t;struct page int pageframe10; / 表示页表 int vpage; int flag; /标记是否有页面置换 int length; /用来访问序列的长度 int page_count; /页框的数目 int page_serial20; /存取随机产生的访问序列组 int count; /用来标识页框是否被装满 int k; /用于记录访问页表的指针 int pagetime10; /用来记录页框里面的数被访问的过后到再
10、一次被访问所经历的的时间p;void init() /初始化所有页表 int i; p.flag=0; for(i=0;i10;i+) p.pageframei=-1; p.pagetimei=0; for(i=0;i20;i+) p.page_seriali=-1; void create() int i,s; printf(n请输入页框数目:n); scanf(%d,&p.page_count); printf(n请输入要随机生成访问序列的长度:n); /自定义随机生成访问序列的长度 scanf(%d,&p.length); srand(rand(); /初始化随机数队列的种子 s=(fl
11、oat) rand() / 32767) * 50 + p.length; / 随机产生页面序列长度 for(i=0;is;i+) /产生随机访问序列 p.page_seriali=(float) rand() / 32767) * 16 ; /随机数的大小在0-10之间 printf(nnnn); printf(:n); for(i=0;ip.length;i+) printf(%d ,p.page_seriali); printf(nnnn); printf(*); printf(nnn); int findpage(int k,int count) /在这里k用于接收从lru函数传来的访
12、问序列的数值 int m=k; int n=count; int i; int j; /用来做标记 for(i=0;i=0) p.pagetimei+; if(p.pageframei=m) p.pagetimei-; j=1; else if(i=p.page_count) j=0; if(j=1) if(p.count=p.page_count-1) p.flag=-3; return -3; /在这里表示页框里有要访问的页,但是页框没有填满,不需要置换所以返回-3 else p.flag=-1; /表示在此时也表里有要访问的页,但是此时页表也满了,但是也不缺页,所以用flag来表示不缺页
13、 return -1; else if(p.count=p.page_count-1) p.flag=0; return 0; /在这里表示没有访问到页表里面的页,但是页表没有别填满,但不需要置换所以返回0 else p.flag=-2; /在这里p.flag=-2表示没有访问到页表,且页框需要被置换所以返回-2 return -2; void displayinfo() int n; printf(访问%3d : 内存,p.page_serialt); for(n=0;n=0) printf(%3d,p.pageframen); else printf( ); printf( ); if(p
14、.flag=-2|p.flag=0) /p.flag=-1表示也表里面有访问的页,但是页框没有满,p.flag=-2表示页表里面没有要访问的页,但是页框也被填满了 printf( =缺页 ); printf(n); void lru() int i; int time=0; int m; /用于接收findpage返回的标 int count1=0; /这个只是用来记录缺页的次数 p.k=0; init(); create(); p.count=0; for(t=0;tp.length;t+) m=findpage(p.page_serialt,p.count); if(p.count=p.p
15、age_count-1) / 开始时不计算缺页 if(m=0) / 页不存在则装入页面 p.pageframep.k=p.page_serialt; /把要调入的页面放入一个空的页框里 /printf(%d,p.pageframep.k); p.k=(p.k+1) % p.page_count; p.count+; else / 正常缺页置换 if(m=-2)/ 页不存在则置换页面 for(i=0;ip.pagetimetime) time=i; p.k=time; p.pagetimep.k=0; p.pageframep.k=p.page_serialt; /p.k=(p.k+1) % p
16、.page_count; /count1+; /缺页次数加一次 displayinfo(); / 显示当前页框里面的状态 void main() char ch; printf(nnnnn); printf( *操作系统实验*nnn); printf( 姓名:计号 nn); printf( 班级:11网工二班 nn); printf( 学号:1104032022 ); lru(); 说明:1. 一定要按照实验报告给出样式书写。2. 上交纸质实验材料3. 电子档资料用附件发送到 主题格式为1网工X班+学号+姓名,压缩文件格式为:1网工X班+学号+姓名源程序代码要单独为一个文件格式X班+学号+姓名+实验名称
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