操作系统课程设计

发布 2022-10-05 11:47:28 阅读 5560

枣庄学院。信息科学与工程学院。

课程设计任务书。

题目: 页面置换算法

学号。姓名:

专业。课程。

指导教师: 职称。

完成时间: 2024年5月---2024年6月。

枣庄学院信息科学与工程学院制。

课程设计任务书及成绩评定。

摘要。在地址映射过程中,若在页面中发现所要访问的页面不再内存中,则产生缺页中断。当发生缺页中断时操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存,以便为即将调入的页面让出空间。

而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。

在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在内存需把它们调入内存,但内存已无空闲空间时,为了保证该进程能正常运行,系统必须从内存中调出一页程序或数据,送磁盘的对换区中。但应将哪个页面调出,所以需要根据一定的算法来确定。

常用的算法有先进先出置换算法(fifo), 最近最久未使用置换算法(lru)和最佳置换算法(opt),该设计是在vc++6.0环境下分别用lru和fifo来实现页面置换算法的模拟程序,并测试。

关键词:操作系统; 页面置换算法模拟; 进程调度; fifo; lru

目录。第1章课题背景 1

1.1 关于页面置换算法 1

1.1.1页面置换算法及其分类 1

1.1.2关于页面置换算法模拟程序问题的产生 1

1.2.相关知识 2

1.2.1虚拟存储器的引入 2

1.2.2虚拟存储器的定义 2

1.2.3虚拟存储器的实现方式 2

1.2.4页面分配 2

第2章设计简介及设计方案论述 3

2.1程序运行平台 3

2.2.设计思想 3

2.3总体实验流程图 4

第3章实验程序 5

3.1 fifo算法 5

3.2 lru算法 6

第4章实验结果 8

4.1 fifo(四内存块) 8

4.2 lru(五内存块) 8

总结 9参考文献 10

在地址映射过程中,若在页面中发现所要访问的页面不再内存中,则产生缺页中断。当发生缺页中断时操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存,以便为即将调入的页面让出空间。而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。

常见的置换算法有:

1.最佳置换算法(opt)(理想置换算法)

2.先进现出置换算法(fifo):

3.最近最久未使用(lru)算法

4.clock置换算法(lru算法的近似实现)

5.最少使用(lfu)置换算法

6.页面缓冲置换算法。

在各种存储器管理方式中,有一个共同的特点,即它们都要求将一个作业全部装入内存方能运行,但是有两种情况:(1) 有的作业很大,不能全部装入内存,致使作业无法运行;(2) 有大量作业要求运行,但内存容量不足以容纳所有这些作业。而虚拟内存技术正式从逻辑上扩充内存容量,将会解决以上两个问题。

从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中,通常,把选择换出的页面的算法称为页面置换算法(page-replacement algorithms)。进而页面置换算法模拟程序能客观的将其工作原理展现在我们面前。

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。

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。

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。

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。

vc++6.0

具体操作如下:在vc++6.0的环境下准备用时钟函数调用库函数(#include <>取时钟时间并存入t调用库函数(t=time(null))、用时间t初始化随机数发生器调用库函数(srand(t)返回一个1~10之间的随机数(x=rand( )10+1) 。

编写三种算法。

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:是用一维数组page[psize]存储页面号序列,memery[msize]是存储装入物理块中的页面。数组next[msize]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time[msize]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page[psize]存储页面号序列,memery[msize]是存储装入物理块中的页面。数组flag[10]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。

如图2-1所示:

图2-1程序流程图。

#include ""

#define n 20

#define m 4

void main()

int ym[n],i,j,q,mem[m]=,table[m][n];

char flag,f[n];

printf("请输入页面访问序列");

for(i=0;i scanf("%d",&ym[i]);

printf("");

for(i=0;i {

q=0;while((ym[i]!=mem[q])&q!=m)) q++;

if(q==m) flag缺页,则置标志flag为‘*’

else flag='

if(flag=='

for(j=m-1;j>0;j淘汰最先调入的页面调入当前访问的。

mem[j]=mem[j-1];

mem[0]=ym[i];

for(j=0;j

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