Linux操作系统课程设计.docx

操作系统原理课程设计报告Linux操作系统课程设计一、设计题目页面置换算法模拟二、设计目的通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，实现OPT,LRU,FIFO三种算法的对比分析了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。三、设计要求1.实现OPT,LRU,FIFO三种算法并进行对比分析；2.界面简单易懂，且关键代码有注释说明；3.编程语言采用java，运用eclipse开发软件。四、设计思想说明五、系统结构的说明（1）界面类main，调用执行算法的类pageChange，是程序运行的入口；（2）执行算法类pageChange，包含了三种算法的具体执行过程，用不同功能的按钮实现算法，算法结果通过调用显示结果的类display展示出来；（3）显示算法结果类display，将算法运行的结果显示在组件上，包括缺页数、缺页率、置换次数、置换率等。（4）生成随机的页面号引用串数组类randomNumber。六、数据结构的说明m： 物理块数（int）n ：置换页面数（int）length：页表长度（int）myt ：置换页面数组。程序首选根据用户输入的置换页面数n，生成n个随机数放到该数组中；mym ：物理块数组。程序首选根据用户输入的物理块数m，初始化一个m大小的数组。程序运行时，若物理块数还没用完就直接往数组存数，若物理块已用完就根据特定算法把特定页面置换出来，再把新进来的页面存进数组；myb ：计数器数组。运用于LRU算法中，数组大小和mym相等，对应mym下标存放每个物理块最近未使用的次数。当要置换一个新的页面进入mym中，根据myb的数值，将mym最近最久未使用的页面置换出来，再把新页面的位置存放到被置换页面的位置；myb： 记录器数组。运用于OPT算法中，数组大小和mym相等，记录mym中数据在myt后续页面出现的下标值，若没有在后续页面出现，就把该下标值设为myt数组长度。当要置换一个新的页面进入mym中，根据myb的数值，将mym中在最长(未来)时间内不再被访问的页面置换出来，再把新页面的位置存放到被置换页面的位置。m_absent： 缺页数（int）m_absentf： 缺页率（double）m_absent/nm_changef： 页面置换率 (as - m) / n;m_change ：置换次数，页面从数组中置换出来的次数（int）m_change=as - mas 置换页面数，as和m_absent数值相等，as-m等于m_change；x： 是否需要置换（boolean） true为需要置换 false为不需要置换；m1 ：计算物理块剩余的中间变量 （int）m_list： 要显示到窗口上的内容。迭代myt数组，将mym中排序信息保存到m_list，后面的显示。七、程序清单（1）界面类main.javapackage page2;import java.awt.BorderLayout;import java.awt.event.MouseAdapter;import java.awt.event.MouseEvent;import javax.swing.*;public class main public static void main(String args) tryUIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName();/设置界面风格catch(Exception e)e.printStackTrace();JFrame myframe = new JFrame();myframe.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);/设置关闭方式pageChange pc = new pageChange();/实例化算法对象pageChangeJTabbedPane tab = new JTabbedPane();/存放pageChange对象的面板JMenuBar mb = new JMenuBar();/菜单条JMenu mi = new JMenu(关于我们);mi.addMouseListener(new MouseAdapter() /当点击了菜单条中关于我们的按钮以后触发的事件public void mousePressed(MouseEvent e) JOptionPane.showMessageDialog(null,Copy Right By ,information, JOptionPane.DEFAULT_OPTION););mb.add(mi);/菜单条添加菜单tab.add(页面置换算法, pc);/存放pageChange对象的面板的名字myframe.setLayout(new BorderLayout();/采用边框布局myframe.add(BorderLayout.NORTH, mb);/窗体北部添加菜单条myframe.add(BorderLayout.CENTER, tab);/窗体中间添加存放pageChange对象的面板myframe.setTitle(页面置换算法的比较);/窗体的标题myframe.setSize(950, 700);/设定大小myframe.setVisible(true);/设置窗体可见（2）显示算法结果的面板display.javapackage page2;import java.awt.*;import javax.swing.*;public class displayView extends JPanel JTextField text1, text2, text3, text4;/放缺页数、缺页率、置换次数、置换率的文本域JPanel pan;/缺页数、缺页率、置换次数、置换率放在p1-p4四个小面板中，再放在pan大面板中JTextArea textarea;/显示三个算法结果的文本域public displayView() text1 = new JTextField(30);/缺页数、缺页率、置换次数、置换率的文本域的长度都为30，且不可编辑text2 = new JTextField(30);text3 = new JTextField(30);text4 = new JTextField(30);text1.setEditable(false);text2.setEditable(false);text3.setEditable(false);text4.setEditable(false);pan = new JPanel();pan.setLayout(new GridLayout(4, 1);FlowLayout f=new FlowLayout();/流布局f的对齐方式为居中f.setAlignment(FlowLayout.CENTER);/放缺页数、缺页率、置换次数、置换率的面板p1-p4都采用了流布局fJPanel p1=new JPanel();JPanel p2=new JPanel();JPanel p3=new JPanel();JPanel p4=new JPanel();p1.setLayout(f);p2.setLayout(f);p3.setLayout(f);p4.setLayout(f);p1.add(new JLabel( 缺页数 );/各个小面板存放的组件都是label和textp1.add(text1);p2.add(new JLabel( 缺页率 );p2.add(text2);p3.add(new JLabel( 置换次数 );p3.add(text3);p4.add(new JLabel( 置换率 );p4.add(text4);pan.add(p1);pan.add(p2);pan.add(p3);pan.add(p4);/将四个小面板添加到大面板中textarea = new JTextArea();textarea.setEditable(false);JScrollPane jp=new JScrollPane(textarea);/将显示三个算法结果的文本域放在滚动面板中this.setLayout(new BorderLayout();this.add(BorderLayout.CENTER, jp);/滚动面板放在布局中间this.add(BorderLayout.SOUTH, pan);/显示缺页数、缺页率、置换次数、置换率的大面板放在底部(3)执行算法的面板pageChange.java（关于具体的算法代码在这里没有粘贴进来，主要是界面相关的代码而已）/* * p1-p4分别是物理块数、置换页面数、页表长度、页面号引用串小面板 * pan1是放p1-p4的大面板 * pan2是显示算法结果的面板 * pan4是功能按钮面板，比如清除、生成随机页面号引用串 */JPanel pan1, pan2, pan3, pan4,p1,p2,p3,p4;JButton button1, button2, button3, clearButton, randomButton;/FIFO、LRU、Optimal算法按钮；清除、生成随机页面号引用串按钮JTextField text1, text2, text3, text4;/物理块数、置换页面数、页表长度、页面号引用串文本域String m_random = ;/ 页面序列int m, n, length;int myt;randomNumber RN;/随机数对象displayView FIFOTA, LRUTA, OptTA;/算法对象public void misInPut() try String str1, str2;str1 = ;str2 = ;m = Integer.parseInt(text1.getText();/物理块数n = Integer.parseInt(text2.getText();/置换页面数length = Integer.parseInt(text3.getText();/页表长度if (m = 0 | n = 0 | length = 0) JOptionPane.showMessageDialog(this, 请输入数字字符, 提示!,JOptionPane.ERROR_MESSAGE);if (m n & length != 0) JOptionPane.showMessageDialog(this, 输入的物理块数大于页面数或页表长度为0,警告!, JOptionPane.WARNING_MESSAGE);text1.setText(0);text2.setText(0);text3.setText(0);text4.setText(); else myt = new intn;RN = new randomNumber();myt = RN.rand(n, length);/(置换页面数,页表长度)for (int i = 0; i n; i+) str2 = String.valueOf(myti);str1 = str1 + + str2;m_random = str1;/ 产生随即页面序列text4.setText( + m_random); catch (NumberFormatException ee) JOptionPane.showMessageDialog(this, 输入数字字符！, 警告!,JOptionPane.WARNING_MESSAGE);text1.setText(0);text2.setText(0);text3.setText(0);text4.setText();FIFOTA.text1.setText(0);FIFOTA.text2.setText(0);FIFOTA.text3.setText(0);FIFOTA.text4.setText(0);FIFOTA.textarea.setText(null);LRUTA.text1.setText(0);LRUTA.text2.setText(0);LRUTA.text3.setText(0);LRUTA.text4.setText();LRUTA.textarea.setText(null);OptTA.text1.setText(0);OptTA.text2.setText(0);OptTA.text3.setTex