操作系统FIFO算法简化版文档格式.docx
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2.要求:
在WindowsXP、Windows2000、Win7、Linux等操作系统下,使用的VC、VB、java或C等编程语言,实现请求分页存储管理的一种页面置换算法。
3.环境:
1.硬件设备:
PC机一台
2.软件环境:
安装Windows操作系统或者Linux操作系统,并安装相关的程序开发环境,如C\C++\Java等编程语言环境。
二、相关背景知识
关于操作系统的内存管理,如何节省利用容量不大的内存为最多的进程提供资源,一直是研究的重要方向。
而内存的虚拟存储管理,是现在最通用,最成功的方式——在内存有限的情况下,扩展一部分外存作为虚拟内存,真正的内存只存储当前运行时所用得到信息。
这无疑极大地扩充了内存的功能,极大地提高了计算机的并发度。
虚拟页式存储管理,则是将进程所需空间划分为多个页面,内存中只存放当前所需页面,其余页面放入外存的管理方式。
常用的页面置换算法有OPT、FIFO、LRU、Clock、LFU、PBA等。
这里重点介绍FIFO、OPT、LRU
(1)先进先出页面置换算法(FIFO)
FIFO算法这是最早出现的置换算法,该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻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。
但该算法与进程实际运行的规律不相适应,因为在进程中,有些页面经常被访问,比如,含有全局变量、常用函数、例程等的页面,FIFO算法并不能保证这些页面不被淘汰。
(2)最佳置换算法(OPT)
它是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。
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。
采用最佳置换算法,通常可保证获得最低的缺页率。
但由于人目前还无法预知一个进程在内存的若干个页面中,哪一个页面是未来最长时间内不再被访问的,因而该算法是无法实现的,但可以利用此算法来评价其它算法。
(3)最近最久未使用置换算法(LRU)
最近最久未使用(LRU)置换算法,是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的。
由于无法预测各页面将来的使用情况,只能利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似,因此,LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。
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t,,当须淘汰一个页面时,选择现有页面中其t值最大的,即最近最久未使用的页面予以淘汰。
三、实验设计说明
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:
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time[mSIZE]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。
物理块数:
mSize页面引用个数:
pSize,全局静态变量物理块中的页号,页面引用串和辅助数组并进行相关的初始化。
打印函数print(),核心函数FIFO()。
缺页率=访问缺页次数/访问总次数。
四、实验设计的流程图
实验流程图:
Y
N
FIFO模块流程图:
四、程序代码
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
/*全局变量*/
intmSIZE;
/*物理块数*/
intpSIZE;
/*页面号引用串个数*/
staticintmemery[10]={0};
/*物理块中的页号*/
staticintpage[100]={0};
/*页面号引用串*/
staticinttemp[100][10]={0};
voidFIFO();
/*置换算法函数*/
voidprint(unsignedintt);
voiddesignBy();
/*主函数*/
voidmain()
{
inti,k,code;
system("
color0A"
);
designBy();
printf("
欢迎使用,请按任意键进行初始化操作...\n"
//printf("
>
>
"
getchar();
cls"
请输入物理块的个数(M<
=10):
scanf_s("
%d"
&
mSIZE);
请输入页面号引用串的个数(P<
=100):
pSIZE);
puts("
请依次输入页面号引用串:
for(i=0;
i<
pSIZE;
i++)
%1d"
page[i]);
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)&
&
20*(k+1));
{
if(((i+1)%20==0)||(((i+1)%20)&
(i==pSIZE-1)))
printf("
%d\n"
page[i]);
else
%d"
}
}
printf("
***********************\n"
*1.演示(FIFO)算法2.退出(EXIT)*\n"
请选择操作:
[]\b\b"
code);
switch(code)
{
case1:
FIFO();
getchar();
break;
case2:
\n退出完成\n"
getchar();
break;
default:
printf("
输入错误,请重新输入:
}
按任意键继续:
system("
}while(code!
=2);
}
//显示设计者信息
voiddesignBy()
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓\n"
┃实验:
页面置换算法┃\n"
┃班级:
信安12┃\n"
┃姓名:
┃\n"
┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫\n"
voidprint(unsignedintt)
inti,j,k,l;
intflag;
for(k=0;
for(i=20*k;
if(((i+1)%20==0)||(((i+1)%20)&
printf("
else
for(j=0;
j<
mSIZE;
j++)
mSIZE+20*k)&
if(i>
=j)
|%d|"
temp[i][j]);
|0|"
for(i=mSIZE+20*k;
for(flag=0,l=0;
l<
l++)
if(temp[i][l]==temp[i-1][l])
flag++;
if(flag==mSIZE)/*页面在物理块中*/
||"
/*每行显示20个*/
if(i%20==0)
continue;
\n"
----------------------------------------\n"
缺页次数:
%d\t\t"
t+mSIZE);
缺页率:
%d/%d\n"
t+mSIZE,pSIZE);
置换次数:
t);
\n---------------------------------------\n"
/*先进先出页面置换算法*/
voidFIFO()
intmemery[10]={0};
inttime[10]={0};
/*记录进入物理块的时间*/
inti,j,k,m;
intmax=0;
/*记录换出页*/
intcount=0;
/*记录置换次数*/
i++)/*前mSIZE个数直接放入*/
memery[i]=page[i];
time[i]=i;
for(j=0;
temp[i][j]=memery[j];
for(i=mSIZE;
/*判断新页面号是否在物理块中*/
for(j=0,k=0;
if(memery[j]!
=page[i])
k++;
if(k==mSIZE)/*如果不在物理块中*/
count++;
/*计算换出页*/
max=time[0]<
time[1]?
0:
1;
for(m=2;
m<
m++)
if(time[m]<
time[max])
max=m;
memery[max]=page[i];
time[max]=i;
/*记录该页进入物理块的时间*/
temp[i][j]=memery[j];
else
temp[i][j]=memery[j];
}
print(count);
五、编译过程截图
实验中使用visualstudio2013
六、测试用例
1.演示示例:
算法名
内存块数
访问顺序
FIFO
4
123456785341
六、实验结果
1、FIFO
四个内存块,十二个引用串个数:
进行FIFO运算:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 操作系统 FIFO 算法 简化