实验五页面调度算法模拟实验报告.docx

实验五页面调度算法模拟实验报告.docx

《实验五页面调度算法模拟实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验五页面调度算法模拟实验报告.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验五页面调度算法模拟实验报告

《计算机操作系统》实验报告

实验五：

页面调度算法模拟

学校：

╳╳╳

院系：

╳╳╳

班级：

╳╳╳

姓名：

╳╳╳

学号：

╳╳╳

指导教师：

╳╳╳

实验五：

页面调度算法模拟

一、实验题目

页面调度算法模拟

二、实验学时

2学时

三、指导老师

╳╳╳

四、实验日期

2018年12月10日星期一

五、实验目的

（1）熟悉操作系统页面调度算法

（2）编写程序模拟先进先出、LRU等页面调度算法，体会页面调度算法原理

六、实验原理

6.1页面的含义

分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的片，称为页面或页。

6.2页面置换算法的含义

在进程运行过程中，若其所要访问的页面不在内存而需把它们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据，送磁盘的对换区中。

但应将哪个页面调出，须根据一定的算法来确定。

通常，把选择换出页面的算法称为页面置换算法（Page_ReplacementAlgorithms）。

6.3置换算法

一个好的页面置换算法，应具有较低的页面更换频率。

从理论上讲，应将那些以后不再会访问的页面换出，或将那些在较长时间内不会再访问的页面调出。

6.3.1最佳置换算法（Optimal）

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，便可以利用此算法来评价其它算法。

6.3.2先进先出（FIFO）页面置换算法

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。

6.3.3LRU置换算法

LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。

七、实验步骤及结果

7.1验证最佳置换算法

7.1.1实验截图

7.1.2实验分析

in

7

2

7

7

1

0

4

4

0

8

0

4

b1

7

7

7

7

4

4

b2

2

2

2

2

8

b3

1

1

1

1

b4

0

0

0

out

7

2

7.2验证先进先出（FIFO）页面置换算法

7.2.1实验截图

7.2.2实验分析

in

1

0

3

3

8

0

8

1

2

0

5

6

b1

1

1

1

1

2

2

2

b2

0

0

0

0

5

5

b3

3

3

3

3

6

b4

8

8

8

8

out

1

0

3

7.3验证LRU置换算法

7.3.1实验截图

7.3.2实验分析

in

9

6

8

7

7

3

7

1

2

6

7

0

b1

9

9

9

9

3

3

3

6

6

b2

6

6

6

6

1

1

1

0

b3

8

8

8

8

2

2

2

b4

7

7

7

7

7

7

out

9

6

8

3

1

八、报告书写人

╳╳╳

附录一最佳置换算法（Optimal）

#include

#include

#include

#defineN12/*随机数列的长度*/

#defineB4/*内存页面数*/

intIsInBuf（intbuf[],intlist[],intnum）

{

inti,j=-1;

intmax_p;

intmax_d=0;

for（i=0;i

{

if（buf[i]==list[num]）//当x在buf中，返回-1

return-1;

elseif（buf[i]==-1）//当x不在buf中，且buf[i]为空，则把x填入buf，并返回-1

{

buf[i]=list[num];

return-2;

}

}

for（i=0;i

{

for（j=num+1;j

{

if（buf[i]==list[j]）{

if（max_d

max_d=j;//buf[i]在list[]中的最近距离

max_p=i;//list[j]在buf[]的位置

}

break;

}

}

if（j==N）//如果buf满，并且buf[i]不在list[]的后半部分，返回位置i

returni;

}

returnmax_p;//返回距离最远的buf[]的位置

}

intmain（）

{

intlist[N];//={4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5};

intbuf[B],i,f[N],j,m,bufuse=0,tmp;

intchange=0;//置换次数

intinterrupt=0;//中断次数

intsuccessfully=0;//访问成功次数

srand（（int）time（NULL））;

for（i=0;i

buf[i]=f[i]=-1;

printf（"\n\n"）;

printf（"TheOptimalList:

"）;

for（i=0;i

{

list[i]=（int）rand（）%10;

printf（"%2d",list[i]）;

}

printf（"\n"）;

printf（"\nthelostinOptimal:

\n"）;

for（i=0;i

{

j=IsInBuf（buf,list,i）;

if（j==-1）{

successfully++;

for（m=0;m<=B;m++）{

printf（""）;/*成功的打印*/

}

printf（"in<--%dsuccessfully\n",list[i]）;/*成功的打印*/

}

elseif（j==-2）

{

bufuse++;

interrupt++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页中断次数的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页中断的打印*/

}

printf（"in<--%dinterrupt\n",list[i]）;/*缺页中断的打印*/

}

else

{

tmp=buf[j];

buf[j]=list[i];

change++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页置换的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页置换的打印*/

}

printf（"in<--%dchange%d-->out\n",list[i],tmp）;/*缺页置换的打印*/

}

}

printf（"\n\n"）;

printf（"interrupt=%d\n",interrupt）;

printf（"change=%d\n",change）;

printf（"successfully=%d\n",successfully）;

return0;

}

附录二先进先出（FIFO）页面置换算法

#include

#include

#include

#defineN12/*随机数列的长度*/

#defineB4/*内存页面数*/

intIsInBuf（intbuf[],intx）

{

inti;

for（i=0;i

{

if（buf[i]==x）/*当x在buf中，返回其位置*/

return-1;

elseif（buf[i]==-1）/*当x不在buf中，且buf[i]为空，则把x填入buf，并返回其位置*/

{

buf[i]=x;

return-2;

}

}

return0;

}

intmain（）

{

intlist[N];//={4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5};

intbuf[B],i,f[N],j,m,bufuse=0,tmp;

intold=0;

intchange=0;//置换次数

intinterrupt=0;//中断次数

intsuccessfully=0;//访问成功次数

srand（（int）time（NULL））;

for（i=0;i

buf[i]=f[i]=-1;

printf（"\n\n"）;

printf（"TheFIFOList:

"）;

for（i=0;i

{

list[i]=（int）rand（）%10;

printf（"%2d",list[i]）;

}

printf（"\n"）;

printf（"\nthelostinFIFO:

\n"）;

for（i=0;i

{

j=IsInBuf（buf,list[i]）;

if（j==-1）{

successfully++;

for（m=0;m<=B;m++）{

printf（""）;/*成功的打印*/

}

printf（"in<--%dsuccessfully\n",list[i]）;/*成功的打印*/

}

elseif（j==-2）

{

bufuse++;

interrupt++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页中断次数的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页中断的打印*/

}

printf（"in<--%dinterrupt\n",list[i]）;/*缺页中断的打印*/

}

else

{

tmp=buf[old];

buf[old]=list[i];

old=（old+1）%（int）B;/*数据在ｂｕｆ中的储存是循环的*/

change++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页置换的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页置换的打印*/

}

printf（"in<--%dchange%d-->out\n",list[i],tmp）;/*缺页置换的打印*/

}

}

printf（"\n\n"）;

printf（"interrupt=%d\n",interrupt）;

printf（"change=%d\n",change）;

printf（"successfully=%d\n",successfully）;

return0;

}

附录三LRU置换算法

#include

#include

#include

#defineN12/*随机数列的长度*/

#defineB4/*内存页面数*/

intIsInBuf（intbuf[],intlist[],intnum）

{

inti,j=-1;

for（i=0;i

{

if（buf[i]==list[num]）/*当x在buf中，返回其位置*/

{

j=i;

break;

}

elseif（buf[i]==-1）/*当x不在buf中，且buf[i]为空，则把x填入buf，并返回其位置*/

{

buf[i]=list[num];

j=-2;

break;

}

}

returnj;

}

intGet（intbuf[],intlist[],intnum）

{

intbuff[B];

intbuffuse=0;

inti,j,k,m;

for（m=0;m

buff[m]=-1;

for（i=num-1;i>=0;i--）

{

for（j=0;j

{

if（list[i]==buf[j]）{

for（k=0;k

{

if（list[i]==buff[k]）

break;

}

if（k==buffuse）

{

buff[buffuse]=list[i];

buffuse++;

if（buffuse==B）

returnj;

}

break;

}

}

}

return0;

}

intmain（）

{

intlist[N];

//intlist[12]=

intbuf[B],i,f[N],j,m,bufuse=0,tmp;

intold=0;

intchange=0;

intinterrupt=0;

intsuccessfully=0;

srand（（int）time（NULL））;

for（i=0;i

buf[i]=f[i]=-1;

printf（"TheRandomList:

"）;

for（i=0;i

{

list[i]=（int）rand（）%10;

printf（"%2d",list[i]）;

}

printf（"\n\n"）;

printf（"\nthelostinLRU:

\n"）;

change=0;/*中断的次数*/

for（i=0;i

{

j=IsInBuf（buf,list,i）;

if（j==-1）

{

old=Get（buf,list,i）;

tmp=buf[old];

buf[old]=list[i];

change++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页置换的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页置换的打印*/

}

printf（"in<--%dchange%d-->out\n",list[i],tmp）;/*缺页置换的打印*/

}

elseif（j==-2）

{

bufuse++;

interrupt++;

printf（"newbuf="）;

for（m=0;m

printf（"%d",buf[m]）;/*缺页中断次数的打印*/

}

for（m;m

printf（""）;/*缺页中断的打印*/

}

printf（"in<--%dinterrupt\n",list[i]）;/*缺页中断的打印*/

}

else{

successfully++;

for（m=0;m<=B;m++）{

printf（""）;/*成功的打印*/

}

printf（"in<--%dsuccessfully\n",list[i]）;/*成功的打印*/

}

}

printf（"\n\n"）;

printf（"interrupt=%d\n",interrupt）;

printf（"change=%d\n",change）;

printf（"successfully=%d\n",successfully）;

return0;

}