操作系统实验(四)实验报告虚拟内存

1、 操作系统实验（四） 虚拟内存1、 实验题目 页面置换算法模拟OPT、FIFO和LRU算法 2、 实验目的 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，如最佳（Optimal）置换算法、先进先出（Fisrt In First Out）置换算法和最近最久未使用（Least Recently Used）置换算法3、 实验内容 1）OPT算法：需要发生页面置换时，算法总是选择在将来最不可能访问的页面进行置换。 2）FIFO算法：算法总是选择在队列中等待时间最长的页面进行置换。 3）LRU算法：如果某一个页面被访问了，它很可能还要被访问；相反，如果它长时间不被访问，那么，在最近未来是不

2、大可能被访问的。4、 程序代码#include<iostream>#include <cstdlib>#include <time.h>#include <cstdio>#define L 30/页面走向长度最大为30using namespace std;int M=4; /内存块struct P/定义一个结构体 int num,time;p30;int Input(int m,P pL)/打印页面走向状态 m=30; int i,j; j=time(NULL);/取时钟时间 srand(j);/以时钟时间x为种子，初始化随机数发生器 cout

3、<<"页面走向: " for(i=0; i<m; i+) pi.num=rand( )%10;/产生1到10之间的随即数放到数组p中 pi.time=0; cout<<pi.num<<" " cout<<endl; return m;void print(P *page1)/打印当前的页面 P *page=new PM; page=page1; for(int i=0; i<M; i+) cout<<pagei.num<<" " cout<<

4、;endl;int Search(int e,P *page1 )/寻找内存块中与e相同的块号 P *page=new PM; page=page1; for(int i=0; i<M; i+)if(e=pagei.num)return i; /返回i值 return -1;int Max(P *page1)/寻找最近最长未使用的页面 用于OPT算法 P *page=new PM; page=page1; int e=page0.time,i=0; while(i<M) /找出离现在时间最长的页面 if(e<pagei.time) e=pagei.time; i+; for(

5、 i=0; i<M; i+)if(e=pagei.time)return i; /找到离现在时间最长的页面返回其块号 return -1;int Count(P *page1,int i,int t,P pL)/记录当前内存块中页面离下次使用间隔长度 用于OPT算法 P *page=new PM; page=page1; int count=0; for(int j=i; j<L; j+) if(paget.num=pj.num )break;/当前页面再次被访问时循环结束 else count+;/否则count+1 return count;/返回count的值int main

6、() int c=1; int m=0,t=0; float n=0;/缺页次数 m=Input(m,p);/调用input函数，返回m值 M=4; P *page=new PM; /do while(c=1|c=2|c=3) int i=0; for(i=0; i<M; i+) /初试化页面基本情况 pagei.num=0; pagei.time=m-1-i; cout<<"1:FIFO页面置换"<<endl; cout<<"2:LRU页面置换"<<endl; cout<<"3

7、:OPT页面置换"<<endl; cout<<"按其它键结束程序；"<<endl; cin>>c; if(c=1)/FIFO页面置换 /FIFO(); n=0; cout<<" FIFO算法页面置换情况如下: "<<endl; cout<<endl; while(i<m) if(Search(pi.num,page)>=0) /当前页面在内存中 cout<<pi.num<<" " /输出当前页pi.num

8、cout<<" "<<endl; i+; /i加1 else /当前页不在内存中 if(t=M)t=0; else n+; /缺页次数加1 paget.num=pi.num; /把当前页面放入内存中 cout<<pi.num<<" " print(page); /打印当前页面 t+; /下一个内存块 i+; /指向下一个页面 cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n<<"/"

9、;<<m<<" = "<<n/m<<endl; if(c=2)/LRU页面置换,最近最久未使用 n=0; cout<<" LRU算法页面置换情况如下: "<<endl; cout<<endl; while(i<m) int a; t=Search(pi.num,page); if(t>=0)/如果已在内存块中 paget.time=0;/把与它相同的内存块的时间置0 for(a=0; a<M; a+) if(a!=t)pagea.time+;/其它的时间

10、加1 cout<<pi.num<<" " cout<<"不缺页"<<endl; else /如果不在内存块中 n+; /缺页次数加1 t=Max(page); /返回最近最久未使用的块号赋值给t paget.num=pi.num; /进行替换 paget.time=0; /替换后时间置为0 cout<<pi.num<<" " print(page); for(a=0; a<M; a+) if(a!=t)pagea.time+; /其它的时间加1 i+; co

11、ut<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n<<"/"<<m<<" = "<<n/m<<endl; if(c=3)/OPT页面置换 n=0; cout<<" OPT算法置换情况如下:"<<endl; cout<<endl; while(i<m) if(Search(pi.num,page)>=0)/如果已在内存块中 cout<&

12、lt;pi.num<<" " cout<<" "<<endl; i+; else/如果不在内存块中 int a=0; for(t=0; t<M; t+) if(paget.num=0)a+;/记录空的内存块数 if(a!=0) /有空内存块 int q=M; for(t=0; t<M; t+) if(paget.num=0&&q>t)q=t;/把空内存块中块号最小的找出来 pageq.num=pi.num;/把缺页换过来 n+; /缺页次数加一 cout<<pi.num<<" " print(page); i+; else int temp=0,s; for(t=0; t<M; t+) /寻找内存块中下次使用离现在最久的页面 if(temp<Count(page,i,t,p) temp=Count(page,i,t,p); s=t; /把找到的块号赋给s pages.num=pi.num; n+; cout<<pi.num<<" " print(page); i+; cout<<"缺页次数："