请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟

1、信息工程学院实验报告 成 绩：课程名称：操作系统 指导教师（签名）：实验项目名称：请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟 实验时间： 班级 姓名： 学号： 一、实 验 目 的: 1. 了解内存分页管理策略2. 掌握调页策略3. 掌握一般常用的调度算法4. 学会各种存储分配算法的实现方法。5. 了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。二、实 验 环 境:PC机、windows2000 操作系统、VC+6.0三、实 验 要 求：本实验要求4学时完成。1. 采用页式分配存储方案，通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣，同时也考虑页面大小及内存实际容量对命中率的影响；2. 实现OPT 算法 (

2、最优置换算法) 、LRU 算法 (Least Recently) 、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模拟；3. 会使用某种编程语言。实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告，按时上交。四、实 验 内 容 和 步 骤：1. 编写程序，实现请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。要求屏幕显示LRU算法的性能分析表、缺页中断次数以及缺页率。2. 在上机环境中输入程序，调试，编译。3. 设计输入数据，写出程序的执行结

3、果。4. 根据具体实验要求，填写好实验报告。五、实 验 结 果 及 分 析：实验结果截图如下：利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中移出，将它压入栈顶。因此，栈顶始终是最新被访问页面的编号，栈底是最近最久未被使用的页面号。当访问第5个数据“5”时发生了缺页，此时1是最近最久未被访问的页，应将它置换出去。同理可得，调入队列为：1 2 3 4 5 6 7 1 3 2 0 5，缺页次数为12次，缺页率为80%。六、实 验 心 得：本次实验实现了对请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。通过实验，我对内存分页管理策略有了更多的了解。最

4、近最久未使用（LRU）置换算法的替换规则：是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间，当需淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进行淘汰。最佳置换算法的替换规则：其所选择的被淘汰页面，将是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。先进先出(FIFO)页面置换算法的替换规则：该算法总是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。该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面。三种替换算法的命中率由

5、高到底排列OPT>LRU>FIFO。本次的程序是在网上查找的相关代码然后自己进行修改，先自己仔细地研读了这段代码，在这过程中我对C+代码编写有了更深的了解。总之，本次实验使我明白要学会把课堂上的理论应用到实际操作中。我需要在今后熟练掌握课堂上的理论基础，只有坚实的基础，才能在实际操作中更得心应手。附 录：#include "iostream.h"#include <iomanip.h>const int DataMax=100;const int BlockNum = 10;int DataShowBlockNumDataMax; / 用于存储要显示

6、的数组bool DataShowEnableBlockNumDataMax; / 用于存储数组中的数据是否需要显示int DataDataMax; / 保存数据int BlockBlockNum; / 物理块int countBlockNum; / 计数器int N ; / 页面个数int M;/最小物理块数int ChangeTimes;void DataInput(); / 输入数据的函数void DataOutput();void LRU(); / LRU函数/*int main(int argc, char* argv) DataInput();/ DataInput(); LRU()

7、; return 0; /*/void DataInput() cout<<"请输入最小物理块数：" cin>>M; while(M > BlockNum) / 大于数据个数 cout<<"物理块数超过预定值，请重新输入：" cin>>M; cout<<"请输入页面的个数：" cin>>N; while(N > DataMax) / 大于数据个数 cout<<"页面个数超过预定值，请重新输入：" cin>>N

8、; cout<<"请输入页面访问序列："<<endl; for(int i=0;i<N;i+) cin>>Datai;void DataOutput() int i,j; for(i=0;i<N;i+) / 对所有数据操作 cout<<Datai<<” ”; cout<<"n-"<<endl; for(j=0;j<M;j+) cout<<" " for(i=0;i<N;i+) / 对所有数据操作 if( DataSh

9、owEnableji ) cout<<DataShowji<<" | " else cout<<" | " cout<<endl; cout<<"n缺页次数: "<<ChangeTimes<<endl; cout<<"缺页率: "<<ChangeTimes*100/N<<"%"<<endl;void LRU() int i,j; bool find; int poi

10、nt; int temp; / 临时变量 ChangeTimes = 0; for(j=0;j<M;j+) for(i=0;i<N;i+) DataShowEnableji = false; / 初始化为false，表示没有要显示的数据 for(i=0;i<M;i+) counti = 0 ; for(i=0;i<N;i+) / 对有所数据操作 / 增加count for(j=0;j<M;j+) countj+; find = false; / 表示块中有没有该数据 for(j=0;j<M;j+) if( Blockj = Datai ) countj =

11、0; find = true; if( find ) continue; / 块中有该数据，判断下一个数据 / 块中没有该数据 ChangeTimes+; / 缺页次数+ if( (i+1) > M ) / 因为i是从0开始记，而BlockNum指的是个数，从1开始，所以i+1 /获得要替换的块指针 temp = 0; for(j=0;j<M;j+) if( temp < countj ) temp = countj; point = j; / 获得离的最远的指针 else point = i; / 替换 Blockpoint = Datai; countpoint = 0; / 保存要显示的数据 for(j=0;j<M;j+) DataS