操作系统实验5 页面置换算法.docx
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操作系统实验5 页面置换算法.docx
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操作系统实验5页面置换算法
操作系统实验报告
计算机0703班
200729
实验5页面置换算法
1、实验题目:
页面置换算法(请求分页)
2、实验目的:
进一步理解父子进程之间的关系。
1)理解内存页面调度的机理。
2)掌握页面置换算法的实现方法。
3)通过实验比较不同调度算法的优劣。
4)培养综合运用所学知识的能力。
页面置换算法是虚拟存储管理实现的关键,通过本次试验理解内存页面调度的机制,在模拟实现FIFO、LRU等经典页面置换算法的基础上,比较各种置换算法的效率及优缺点,从而了解虚拟存储实现的过程。
将不同的置换算法放在不同的子进程中加以模拟,培养综合运用所学知识的能力。
3、实验内容及要求
这是一个综合型实验,要求在掌握父子进程并发执行机制和内存页面置换算法的基础上,能综合运用这两方面的知识,自行编制程序。
程序涉及一个父进程和两个子进程。
父进程使用rand()函数随机产生若干随机数,经过处理后,存于一数组Acess_Series[]中,作为内存页面访问的序列。
两个子进程根据这个访问序列,分别采用FIFO和LRU两种不同的页面置换算法对内存页面进行调度。
要求:
1)每个子进程应能反映出页面置换的过程,并统计页面置换算法的命中或缺页情况。
设缺页的次数为diseffect。
总的页面访问次数为total_instruction。
缺页率=disaffect/total_instruction
命中率=1-disaffect/total_instruction
2)将为进程分配的内存页面数mframe作为程序的参数,通过多次运行程序,说明FIFO算法存在的Belady现象。
四、程序流程图
5、程序源代码、文档注释及文字说明
#include
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main()
{
intp1,p2;inti,j,k,t,m,kk,r1,r2;inttemp1,temp2,temp3;
intdiseffect1=0;intdiseffect2=0;
intk1=0;intk2=0;intf1=0;intf2=0;floatf;
intAccess_series[8];
structone_frame{
intpage_no;
charflag;
};
intmframe=5;
structone_frameM_Frame[5];
for(i=0;i printf("yemian: "); for(i=0;i<8;i++)//产生随机数 {Access_series[i]=rand()%8+1; printf("%d",Access_series[i]);}printf("\n");} while((p1=fork())==-1); if(p1==0) { for(j=0;j<8;j++) {r1=Access_series[j];//读入一个逻辑页面 for(k=0;k {if(r1! =M_Frame[k].page_no)continue; else {printf("havefound! \n");for(i=0;i printf("%d",M_Frame[i]);printf("\n");f1=1;break;}} if(f1==0) {diseffect1++;//若不存在,发生缺页,则失效率加1 if(k1 { M_Frame[k1].page_no=r1;//分配一个空的物理页面 M_Frame[k1].flag='Y'; k1++; for(i=0;i<8;i++)printf("%d",Access_series[i]);printf("\n"); printf("diseffect! ");printf("%d\n",diseffect1); for(i=0;i printf("%d",M_Frame[i]);printf("\n"); } else {temp1=M_Frame[0].page_no;//物理页面表已满 for(i=1;i<5;i++) M_Frame[i-1]=M_Frame[i];M_Frame[4].page_no=r1;//淘汰最早进入的M_Frame[0] //并将所读的逻辑页面调入 for(i=0;i<8;i++)printf("%d",Access_series[i]);printf("\n"); printf("diseffect! %d\n",diseffect1); printf("lose%d\n",temp1); for(i=0;i printf("%d",M_Frame[i]);printf("\n"); } } f1=0; } f=diseffect1/8.0;//统计缺页率 printf("diseffectrateofFIFO%f\n",f); exit(0); } wait(0); for(i=0;i while((p2=fork())==-1);//创建子进程2 if(p2==0) { for(m=0;m<8;m++) { r2=Access_series[m];//读入逻辑页 for(kk=0;kk { if(r2! =M_Frame[kk].page_no)//首先在物理页面中查找 continue; else{ printf("havefound! \n");//找到 for(t=kk+1;t M_Frame[t-1].page_no=M_Frame[t].page_no; M_Frame[t-1].page_no=r2; for(i=0;i printf("%d",M_Frame[i].page_no);printf("\n"); f2=1; break;} } if(f2==0)//没有找到,发生缺页 { diseffect2++;//缺页率加1 if(k2 { M_Frame[k2].page_no=r2;//选择空页面分配 M_Frame[k2].flag='Y';k2++; for(i=0;i<8;i++)printf("%d",Access_series[i]);printf("\n"); printf("diseffect! %d\n",diseffect2); for(i=0;i printf("%d",M_Frame[i]);printf("\n"); } else{//淘汰最近最久未访问的M_Frame[0] temp3=M_Frame[0].page_no; for(i=1;i M_Frame[i-1].page_no=M_Frame[i].page_no; M_Frame[mframe-1].page_no=r2;//将当前页调入 for(i=0;i<8;i++)printf("%d",Access_series[i]);printf("\n"); printf("diseffect%d\n",diseffect2);; printf("lose%d\n",temp3); for(i=0;i printf("%d",M_Frame[i]);printf("\n"); } } f2=0; } f=diseffect2/8.0;//统计失效率 printf("diseffectrateofLRU%f\n",f);exit(0); } } 6、运行结果及其说明 FIFO: 8,7,2,4缺页调入,2,8命中,3缺页调入,5缺页淘汰8,调入5; LRU: 8,7,2,4缺页调入,访问2,把2移到数组尾,访问8,把8移到数组尾,3缺页调入,5缺页,淘汰7,调入5。 七、回答以下问题: 父进程、子进程之间的并发执行的过程 通过完成实验,根据你的体会,阐述虚拟存储器的原理。 写出FIFO算法中出现Belady现象的内存页面访问序列。
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