操作系统课程设计-页面置换算法C语言(共14页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上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

2、。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。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

3、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。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nextmSIZ

4、E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

5、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 <stdio.h>#include <stdlib.h>/*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 page10

6、0=0; /*页面号引用串*/static int temp10010=0; /*辅助数组*/*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");pri

7、ntf("n");printf(" >>>");getch();system("cls");system("color 0B");printf("请输入物理块的个数(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)：

8、");for(i=0;i<pSIZE;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;(i<pSIZE)&&(i<20*(k+1);i+)if(i+1)%20=0)|(i+1)%20)&&(i=pSIZE-1)printf("

9、;%dn",pagei);elseprintf("%d ",pagei);printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *n"); printf("* 请选择页面置换算法：ttt *n");printf("* - *n"); printf("* 1.先进先出(FIFO) 2.最近最久未使用(LRU) *n");printf("* 3.最佳(OPT) 4.退出 *n");printf("* * * *

10、 * * * * * * * * * * * * * * * * * * *n"); printf("请选择操作： bb"); scanf("%d",&code); switch(code) case 1: FIFO(); break; case 2: LRU(); break; case 3: OPT(); break; case 4:system("cls");system("color 0A");designBy(); /*显示设计者信息后退出*/printf("谢谢使用页面置换算

11、法演示器! 正版授权 n");printf("n"); exit(0);default:printf("输入错误，请重新输入："); printf("按任意键重新选择置换算法：>>>");getch();system("cls"); while (code!=4);getch();/*载入数据*/void download()int i;system("color 0D");printf("n");printf("正在载入数据，请稍候 !

12、n");printf("n");printf("Loading.n");printf(" O");for(i=0;i<51;i+)printf("b");for(i=0;i<50;i+)mDelay(pSIZE+mSIZE)/2);printf(">");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

13、) unsigned int i; for(;Delay>0;Delay-) for(i=0;i<124;i+) printf(" b"); /*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： n");printf(" 姓名：邢磊 <Visual C+ 6.0>n");printf("n");void print(unsigned int t)int i

14、,j,k,l;int flag;for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k+)for(i=20*k;(i<pSIZE)&&(i<20*(k+1);i+)if(i+1)%20=0)|(i+1)%20)&&(i=pSIZE-1)printf("%dn",pagei);elseprintf("%d ",pagei);for(j=0;j<mSIZE;j+)for(i=20*k;(i<mSIZE+20*k)&&(i<pSIZE);i+)if(i>=j)printf(&

15、quot; |%d|",tempij);elseprintf(" | |");for(i=mSIZE+20*k;(i<pSIZE)&&(i<20*(k+1);i+)for(flag=0,l=0;l<mSIZE;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")

16、;printf("-n");printf("缺页次数：%dtt",t+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;i<20;i

17、+)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;printf("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

18、*/ int count=0; /*记录置换次数*/*前mSIZE个数直接放入*/ for(i=0;i<mSIZE;i+) memeryi=pagei; timei=i; for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj; for(i=mSIZE;i<pSIZE;i+) /*判断新页面号是否在物理块中*/ for(j=0,k=0;j<mSIZE;j+) if(memeryj!=pagei) k+; if(k=mSIZE) /*如果不在物理块中*/ count+;/*计算换出页*/ max=time0<time1?0:1;for(m=2;m<

19、mSIZE;m+)if(timem<timemax)max=m; memerymax=pagei; timemax=i; /*记录该页进入物理块的时间*/ for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj; else for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj; compute();print(count);/*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; /*记录换出页*/ int count=0

20、; /*记录置换次数*/*前mSIZE个数直接放入*/ for(i=0;i<mSIZE;i+) memeryi=pagei; flagi=i; for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj; for(i=mSIZE;i<pSIZE;i+) /*判断新页面号是否在物理块中*/ for(j=0,k=0;j<mSIZE;j+) if(memeryj!=pagei) k+; else flagj=i; /*刷新该页的访问时间*/ if(k=mSIZE) /*如果不在物理块中*/ count+;/*计算换出页*/ max=flag0<flag1?0:1

21、;for(m=2;m<mSIZE;m+)if(flagm<flagmax)max=m; memerymax=pagei; flagmax=i; /*记录该页的访问时间*/ for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj; else for(j=0;j<mSIZE;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*/ int i,j,k,l,m; int max; /*记录换出页*/ int count=0; /*记录置换次数*/*前mSIZE个数直接放入*/ for(i=0;i<mSIZE;i+) memeryi=pagei; for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj; for