操作系统课程设计页面置换算法C语言.docx
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操作系统课程设计页面置换算法C语言.docx
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操作系统课程设计页面置换算法C语言
页面置换算法
一.题目要求:
通过实现页面置换算法的和两种算法,理解进程运行时系统是怎样选择换出页面的,对于两种不同的算法各自的优缺点是哪些。
要求设计主界面以灵活选择某算法,且以下算法都要实现
1)最佳置换算法():
将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换出。
2)先进先出算法():
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。
3)最近最久未使用算法():
淘汰最近最久未被使用的页面。
4)最不经常使用算法()
二.实验目的:
1、用C语言编写、、,四种置换算法。
2、熟悉内存分页管理策略。
3、了解页面置换的算法。
4、掌握一般常用的调度算法。
5、根据方案使算法得以模拟实现。
6、锻炼知识的运用能力和实践能力。
三、设计要求
1、编写算法,实现页面置换算法、;
2、针对内存地址引用串,运行页面置换算法进行页面置换;
3、算法所需的各种参数由输入产生(手工输入或者随机数产生);
4、输出内存驻留的页面集合,页错误次数以及页错误率;
四.相关知识:
1.虚拟存储器的引入:
局部性原理:
程序在执行时在一较短时间内仅限于某个部分;相应的,它所访问的存储空间也局限于某个区域,它主要表现在以下两个方面:
时间局限性和空间局限性。
2.虚拟存储器的定义:
虚拟存储器是只具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。
3.虚拟存储器的实现方式:
分页请求系统,它是在分页系统的基础上,增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页面形式虚拟存储系统。
请求分段系统,它是在分段系统的基础上,增加了请求调段及分段置换功能后,所形成的段式虚拟存储系统。
4.页面分配:
平均分配算法,是将系统中所有可供分配的物理块,平均分配给各个进程。
按比例分配算法,根据进程的大小按比例分配物理块。
考虑优先的分配算法,把内存中可供分配的所有物理块分成两部分:
一部分按比例地分配给各进程;另一部分则根据个进程的优先权,适当的增加其相应份额后,分配给各进程。
5.页面置换算法:
常用的页面置换算法有、、、、、等。
五、设计说明
1、采用数组页面的页号
2、算法,选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰;
分配n个物理块给进程,运行时先把前n个不同页面一起装入内存,然后再从后面逐一比较,输出页面及页错误数和页错误率。
3、算法,根据页面调入内存后的使用情况进行决策;
同样分配n个物理块给进程,前n个不同页面一起装入内存,后面步骤与前一算法类似。
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:
六.设计思想:
基本思想:
是用一维数组[]存储页面号序列,[]是存储装入物理块中的页面。
数组[]记录物理块中对应页面的最后访问时间。
每当发生缺页时,就从物理块中找出最后访问时间最大的页面,调出该页,换入所缺的页面。
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[]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。
基本思想:
是用一维数组[]存储页面号序列,[]是存储装入物理块中的页面。
数组[10]标记页面的访问时间。
每当使用页面时,刷新访问时间。
发生缺页时,就从物理块中页面标记最小的一页,调出该页,换入所缺的页面。
七.流程图:
如下页所示
六.运行结果:
1.按任意键进行初始化:
2.载入数据:
3.进入置换算法选择界面:
4.运算中延迟操作:
5.三种算法演示结果:
八.结论
通过这次课程设计,不仅让我了解了页面置换算法,开始我一味的进行调试,急切的想侥幸调试出来,但由于没有进行深入的考虑,我调试了很久都没没有成功,我仔细的分析题目,分析材料,在原由的基础上我进行了改正,我最后还是调试成功了,还是经过了一翻努力,这次操作系统实习,不仅让我对操作系统这门课程有了更深入的研究、对很多重要的概念有了巩固和掌握。
通过努力,三个页面置换算法程序都已经完成,此时此刻,我心里多了些成就感。
虽然自己所做的很少也不够完善,但毕竟也是努力的结果。
主要有以下几点收获:
1.通过对上网和看书查阅相关资料,使自己对C语言的基本框架有新的了解,加深了对可视化程序的认识。
2.在使用C语言来实现功能时,不像以往用的其他语言,它比较简练,更容易理解,实用性很强。
3.先进先出页面置换和以及算法各有特点,但是实践起来却很大,使自己对页面置换算法有了新的认识。
一周半的课程设计就要结束了,不但对专业知识有了更深的理解,更使的自己认识到实践的重要性,理论、实践相结合才能达到很好的学习效果,特别是程序语言的学习。
六.源代码:
如下页所示【使用C语言】
<>
<>
/*全局变量*/
;/*物理块数*/
;/*页面号引用串个数*/
[10]={0};/*物理块中的页号*/
[100]={0};/*页面号引用串*/
[100][10]={0};/*辅助数组*/
/*置换算法函数*/
();
();
();
/*辅助函数*/
(t);
();
();
();
/*主函数*/
()
{
;
("┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓\n");
("┃请按任意键进行初始化操作...┃\n");
("┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛\n");
(">>>");
();
("");
("请输入物理块的个数(M<=10):
");
("");
("请输入页面号引用串的个数(P<=100):
");
("");
("请依次输入页面号引用串(用空格隔开):
");
(0<)
("%1d"[i]);
();
("");
{
("输入的页面号引用串为:
");
(0<=
(1)/20)
{
(20*k;(i<)(i<20*
(1)))
{
((
(1)%200)((
(1)%20)
(1)))
("\n"[i]);
(""[i]);
}
}
("***********************\n");
("*请选择页面置换算法:
\t\t\t*\n");
("**\n");
("*1.先进先出()*\n");
("*2.最近最久未使用()*\n");
("*3.最佳()*\n");
("*4.退出*\n");
("***********************\n");
("请选择操作:
[]\b\b");
("");
()
{
1:
();
;
2:
();
;
3:
();
;
4:
("");
(0);
:
("输入错误,请重新输入:
");
}
("按任意键重新选择置换算法:
>>>");
();
("");
}(4);
();
}
/*载入数据*/
()
{
i;
("╔════════════╗\n");
("║正在载入数据,请稍候!
!
!
║\n");
("╚════════════╝\n");
("...\n");
("O");
(0<51)
("\b");
(0<50)
{
(()/2);
(">");
}
("\.\n载入成功,按任意键进入置换算法选择界面:
>>>");
();
}
/*设置延迟*/
()
{
i;
(>0)
{
(0<124)
{
("\b");
}
}
}
(t)
{
;
;
(0<=
(1)/20)
{
(20*k;(i<)(i<20*
(1)))
{
((
(1)%200)((
(1)%20)
(1)))
("\n"[i]);
(""[i]);
}
(0<)
{
(20*k;(i<20*k)(i<))
{
(i>)
(""[i][j]);
("||");
}
(20*k;(i<)(i<20*
(1)))
{
(00<)
([i][l][1][l])
;
()/*页面在物理块中*/
("");
(""[i][j]);
}
/*每行显示20个*/
(200)
;
("\n");
}
}
("\n");
("缺页次数:
\t\t");
("缺页率:
\n");
("置换次数:
\t\t");
("访问命中率:
\n",(())*100);
("\n");
}
/*计算过程延迟*/
()
{
i;
("正在进行相关计算,请稍候");
(1<20)
{
(15);
(40)
("\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b\b");
("Θ");
}
(0<30("\b"));
(0<30(""));
(0<30("\b"));
}
/*先进先出页面置换算法*/
()
{
[10]={0};
[10]={0};/*记录进入物理块的时间*/
;
0;/*记录换出页*/
0;/*记录置换次数*/
/*前个数直接放入*/
(0<)
{
[i][i];
[i];
(0<)
[i][j][j];
}
(<)
{
/*判断新页面号是否在物理块中*/
(00<)
{
([j][i])
;
}
()/*如果不在物理块中*/
{
;
/*计算换出页*/
[0]<[1]?
0:
1;
(2<)
([m]<[])
;
[][i];
[];/*记录该页进入物理块的时间*/
(0<)
[i][j][j];
}
{
(0<)
[i][j][j];
}
}
();
();
}
/*最近最久未使用置换算法*/
()
{
[10]={0};
[10]={0};/*记录页面的访问时间*/
;
0;/*记录换出页*/
0;/*记录置换次数*/
/*前个数直接放入*/
(0<)
{
[i][i];
[i];
(0<)
[i][j][j];
}
(<)
{
/*判断新页面号是否在物理块中*/
(00<)
{
([j][i])
;
[j];/*刷新该页的访问时间*/
}
()/*如果不在物理块中*/
{
;
/*计算换出页*/
[0]<[1]?
0:
1;
(2<)
([m]<[])
;
[][i];
[];/*记录该页的访问时间*/
(0<)
[i][j][j];
}
{
(0<)
[i][j][j];
}
}
();
();
}
/*最佳置换算法*/
()
{
[10]={0};
[10]={0};/*记录下一次访问时间*/
;
;/*记录换出页*/
0;/*记录置换次数*/
/*前个数直接放入*/
(0<)
{
[i][i];
(0<)
[i][j][j];
}
(<)
{
/*判断新页面号是否在物理块中*/
(00<)
{
([j][i])
;
}
()/*如果不在物理块中*/
{
;
/*得到物理快中各页下一次访问时间*/
(0<)
{
(1<)
([m][l])
;
[m];
}
/*计算换出页*/
[0]>[1]?
0:
1;
(2<)
([m]>[])
;
/*下一次访问时间都为,则置换物理块中第一个*/
[][i];
(0<)
[i][j][j];
}
{
(0<)
[i][j][j];
}
}
();
();
}
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- 操作系统 课程设计 页面 置换 算法 语言