操作系统FIFO算法简化版.docx
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操作系统FIFO算法简化版.docx
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操作系统FIFO算法简化版
操作系统(2014年秋季学期)
序号:
实验报告
系别:
计算机学院
班级:
姓名:
学号:
实验名称:
存储管理
总成绩:
评语:
日期:
《操作系统》实验报告
实验名称
存储管理
实验序号
2
实验日期
2014.12.25
实验人
一、实验目的、要求与环境
1.目的:
(1)通过编写程序实现请求分页存储管理的Optimal、FIFO、LRU等页面置换算法中的一种,掌握虚拟存储管理中有关缺页处理方法等内容,巩固有关虚拟存储管理的教学内容。
(2)理解内存分配原理,特别是以页面为单位的虚拟内存分配方法
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:
Y
N
N
Y
四、程序代码
#include
#include
/*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();
system("cls");
system("color0A");
printf("请输入物理块的个数(M<=10):
");
scanf_s("%d",&mSIZE);
printf("请输入页面号引用串的个数(P<=100):
");
scanf_s("%d",&pSIZE);
puts("请依次输入页面号引用串:
");
for(i=0;i scanf_s("%1d",&page[i]); system("cls"); system("color0A"); 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 { if(((i+1)%20==0)||(((i+1)%20)&&(i==pSIZE-1))) printf("%d\n",page[i]); else printf("%d",page[i]); } } printf("***********************\n"); printf("*1.演示(FIFO)算法2.退出(EXIT)*\n"); printf("***********************\n"); printf("请选择操作: []\b\b"); scanf_s("%d",&code); switch(code) { case1: FIFO(); getchar(); break; case2: printf("\n退出完成\n"); getchar(); break; default: printf("输入错误,请重新输入: "); getchar(); } printf("按任意键继续: >>>"); getchar(); system("cls"); }while(code! =2); getchar(); } //显示设计者信息 voiddesignBy() { printf("┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓\n"); printf("┃实验: 页面置换算法┃\n"); printf("┃班级: 信安12┃\n"); printf("┃姓名: ┃\n"); printf("┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫\n"); } voidprint(unsignedintt) { inti,j,k,l; intflag; for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k++) { for(i=20*k;(i { if(((i+1)%20==0)||(((i+1)%20)&&(i==pSIZE-1))) printf("%d\n",page[i]); else printf("%d",page[i]); } for(j=0;j { for(i=20*k;(i { if(i>=j) printf("|%d|",temp[i][j]); else printf("|0|"); } for(i=mSIZE+20*k;(i { for(flag=0,l=0;l if(temp[i][l]==temp[i-1][l]) flag++; if(flag==mSIZE)/*页面在物理块中*/ printf("||"); else printf("|%d|",temp[i][j]); } /*每行显示20个*/ if(i%20==0) continue; printf("\n"); } } printf("----------------------------------------\n"); printf("缺页次数: %d\t\t",t+mSIZE); printf("缺页率: %d/%d\n",t+mSIZE,pSIZE); printf("置换次数: %d\t\t",t); printf("\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*/ for(i=0;i { memery[i]=page[i]; time[i]=i; for(j=0;j temp[i][j]=memery[j]; } for(i=mSIZE;i { /*判断新页面号是否在物理块中*/ for(j=0,k=0;j { 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]
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- 关 键 词:
- 操作系统 FIFO 算法 简化