操作系统课程设计页面置换算法C语言

1、页面置换算法的演示一题目要求：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)二实验目的：1、用c语言编写opt、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

2、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。三相关知识：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：

3、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。四设计思想： 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

4、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pagepsize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

5、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：如下页所示将页号放入物理块中，编号加1引用串编号大于物理块数?载入页号序列，从第0个得到页号开始页号在物理块中?根据选择的置换算法完成置换页号序列载完?结束是否是是是是六源代码：如下页所示【使用c语言】#include #include /*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 temp10010=0; /*辅助数

6、组*/*置换算法函数*/void fifo();void lru();void opt();/*辅助函数*/void print(unsigned int t);void designby();void download();void mdelay(unsigned int delay);/*主函数*/void main() int i,k,code;system(color 0a);designby();printf(请按任意键进行初始化操作. n);printf(n);printf( );getch();system(cls);system(color 0b);printf(请输入物理块的

7、个数(m=10)：);scanf(%d,&msize);printf(请输入页面号引用串的个数(p=100)：);scanf(%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;ipsize;i+) scanf(%1d,&pagei);download();system(cls);system(color 0e); do puts(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); while (code!=4);getch();/*

8、载入数据*/void download()int i;system(color 0d);printf(n);printf(正在载入数据，请稍候 !n);printf(n);printf(loading.n);printf( o);for(i=0;i51;i+)printf(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(unsigned int delay) unsigned int i; for(;delay0;delay-) for(i=0;i124;i+) printf( b)

9、; /*显示设计者信息*/ void designby()printf(n);printf( 课题三：页面置换算法 n);printf( 学号：081001117 n);printf( 姓名：邢磊 n);printf(n);void print(unsigned int t)int i,j,k,l;int flag;for(k=0;k=(psize-1)/20;k+)for(i=20*k;(ipsize)&(i20*(k+1);i+)if(i+1)%20=0)|(i+1)%20)&(i=psize-1)printf(%dn,pagei);elseprintf(%d ,pagei);for(j=

10、0;jmsize;j+)for(i=20*k;(imsize+20*k)&(i=j)printf( |%d|,tempij);elseprintf( | |);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( );elseprintf( |%d|,tempij);/*每行显示20个*/if(i%20=0)continue;printf(n);printf(-n);printf(缺页次数：%dtt,t+

11、msize);printf(缺页率：%d/%dn,t+msize,psize);printf(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)printf(bbbbbb bbbbbb);elseprintf();for(i=0;i+30;printf(b);for(i=0;i+30;printf( );for(i=0;i+30;pri

12、ntf(b);/*先进先出页面置换算法*/void fifo() int 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;jmsize;j+) if(memer

13、yj!=pagei) k+; if(k=msize) /*如果不在物理块中*/ count+;/*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; else for(j=0;jmsize;j+)tempij=memeryj; compute();print(count);/*最近最久未使用置换算法*/void lru() int memery10=0;

14、int flag10=0; /*记录页面的访问时间*/ 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; 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;jmsize;j+) if(memeryj!=pagei) k+; else flagj=i; /*刷新该页的访问时间*/ if(k=ms

15、ize) /*如果不在物理块中*/ count+;/*计算换出页*/ max=flag0flag1?0:1;for(m=2;mmsize;m+)if(flagmflagmax)max=m; memerymax=pagei; flagmax=i; /*记录该页的访问时间*/ for(j=0;jmsize;j+)tempij=memeryj; else for(j=0;jmsize;j+)tempij=memeryj; compute();print(count);/*最佳置换算法*/void opt() int memery10=0; int next10=0; /*记录下一次访问时间*/ in

16、t 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*/ count+;/*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;mnextmax)max=m;/*下一次访问时间都为psize,则置换物理块中第一个*/memerymax=pagei;for(j=0;jmsize;j+)tempij=memeryj; else for(j=0;jmsize;j+)tempij=memeryj; compute();print(count