操作系统课程设计LRU算法完整版内含代码.docx
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操作系统课程设计LRU算法完整版内含代码
操作系统课程设计
LRU页面调度算法
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专业:
班级:
指导老师:
日期:
一实验题目
LRU页面调度算法
二课程设计的目的
操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节,它为学生提供了一个既
动手又动脑,将课本上的理论知识和实际有机的结合一起,独立分析和解
决实际问题的机会。
1.进一步巩固和复习操作系统的基础知识。
2.培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。
3.提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。
4.提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。
三设计内容
程序应模拟实现LRU算法思想,对n个页面实现模拟调度。
四设计要求
1.不同的功能使用不同的函数实现(模块化),对每个函数的功能和调用接口要注释清楚。
对程序其它部分也进行必要的注释。
2.对系统进行功能模块分析、画出总流程图和各模块流程图。
3.用户界面要求使用方便、简洁明了、美观大方、格式统一。
所有功能可以反复使用,最好使用菜单。
4.通过命令行相应选项能直接进入某个相应菜单选项的功能模块。
5.所有程序需调试通过。
五设计思想
最近最久未使用(LRU)页调度算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。
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,当所要访问的页面在内存块中时,就不淘汰页面,否则,淘汰页面中时间最长的,即淘汰最近最久未使用的页面。
y
n
算法流程图
六主要数据结构及其说明
程序执行是稳定的,高效的。
在LRU算法中,要找出最近最久未使用的页面的话,就必须设置有关的访问记录项,且每一次访问这些记录项,叶面都必须更新这些记录项。
这个记录项在此程序中为:
typedefstructpage
{
intnum;/*记录页面号*/
inttime;/*记录调入内存时间*/
}Page;//页面逻辑结构,结构为方便算法实现设计
如此,显然要花费较大的系统开销(包括时间和空间上的),这也是实际系统中不采用LRU算法的直接原因,但由于其页面置换的优越性,实际系统中常使用LRU的近似算法。
七硬件支持
为了了解一个进程在内存中的各个页面各有多少时间未被进程访问,以及如何快速的知道哪一页是最近最久未使用的页面,须有两类硬件之一的支持:
寄存器或栈。
寄存器:
为了记录某进程在内存中各页的使用情况,须为每个在内存中的页面配置一个移位寄存器。
栈:
可利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。
每当进程访问某页面时,便将该页面的页面号从战中移出,将它压入栈顶。
因此,栈顶始终是最新被访问页面的编号,而栈底则是最近最久未使用页面的页面号。
八源程序文件
#include
#include
#include
#defineM3//物理块数
#defineN10//页面数
#defineMyprintf1
printf("\t************************\t\t\n\n");//表格控制
#defineMyprintf2
printf("******************************\n\n");//表格控制
typedefstructpage
{
intnum;/*记录页面号*/
inttime;/*记录调入内存时间*/
}Page;//页面逻辑结构,结构为方便算法实现设计
Pageb[M];//内存单元数
intc[M][N];//暂保存内存当前的状态:
缓冲区
intqueue[100];//记录调入队列
intK;//调入队列计数变量
//初始化内存单元、缓冲区
voidInit(Page*b,intc[M][N])
{
inti,j;
for(i=0;i { b[i].num=-1; b[i].time=N-i-1; } for(i=0;i for(j=0;j c[i][j]=-1; } //取得在内存中停留最久的页面,默认状态下为最早调入的页面 intGetMax(Page*b) { inti; intmax=-1; inttag=0; for(i=0;i { if(b[i].time>max) { max=b[i].time; tag=i; } } returntag; } //判断页面是否已在内存中 intEquation(intfold,Page*b) { inti; for(i=0;i { if(fold==b[i].num) returni; } return-1; } //LRU核心部分 voidLru(intfold,Page*b) { inti; intval; val=Equation(fold,b); if(val>=0) { b[val].time=0; for(i=0;i if(i! =val) b[i].time++; } else { queue[++K]=fold;//记录调入页面 val=GetMax(b); b[val].num=fold; b[val].time=0; for(i=0;i if(i! =val) b[i].time++; } } //主程序 voidmain() { start: K=-1; inti,j; inta[N]; Myprintf1; printf("\n\t\t\t欢迎使用LRU页面调度算法\n\n"); Myprintf1; printf("请输入所要访问的各个页面号: \n"); for(i=0;i scanf("%d",&a[i]); Init(b,c);//调用 for(i=0;i { Lru(a[i],b); c[0][i]=a[i]; //记录当前的内存单元中的页面 for(j=0;j c[j][i]=b[j].num; } //结果输出 printf("内存状态为: \n"); Myprintf2; for(j=0;j printf("|%2d",a[j]); printf("|\n"); Myprintf2; for(i=0;i { for(j=0;j { if(c[i][j]==-1) printf("|%2c",32); else printf("|%2d",c[i][j]); } printf("|\n"); } Myprintf2; printf("\n调入队列为: "); for(i=0;i printf("%3d",queue[i]); printf("\n缺页次数为: %6d\n缺页率: %16.6f",K+1,(float)(K+1)/N); printf("\n是否继续! \ty? "); chary; if(getch()=='y') { system("cls"); printf("\n"); gotostart; } else printf("\n"); printf("程序结束\n"); } 九程序运行结果 十实验体会 通过本次课程设计,对LRU页面调度算法有了更深入的理解和掌握,进一步的巩固和复习了操作系统中关于LRU页面调度算法的知识,进一步的了解了结构化、模块化程序设计的方法,提高了编写和调试程序的技巧,谢谢老师的细心指导。
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