操作系統(tǒng)實驗5虛擬存儲器管理

1、實驗報告班級： 系統(tǒng)本111 學(xué)號： 2011415108 姓名： 張國鋒日期： 2013.6.27 實驗題目模擬分頁式虛擬存儲管理實驗。2實驗要求編寫一段程序來模擬頁面置換算法。要求能分別顯示最佳(optimal)置換算法、先進(jìn)先出(fifo)頁面置換算法和最近最久未使用(lru)置換算法的置換過程。3. 實驗?zāi)康耐ㄟ^本實驗幫助學(xué)生理解虛擬存儲器的工作方法。了解分頁式存儲管理里中各頁面置換算法是怎樣實現(xiàn)的，各算法有怎樣的優(yōu)缺點(diǎn)。 實驗原理分析頁面置換算法是在分頁存儲管理方式中為了合理的將進(jìn)程運(yùn)行所需的頁面調(diào)入內(nèi)存而產(chǎn)生的算法。一個好的頁面轉(zhuǎn)換算法，應(yīng)具有較低的頁面更換頻率。最常見的頁面置換算

2、法有最佳(optimal)置換算法、先進(jìn)先出(fifo)頁面置換算法和最近最久未使用(lru)置換算法。算法的說明最佳置換算法：選擇以后永不使用或是在最長時間內(nèi)不再被訪問的頁面作為被淘汰的頁面。這種算法通?？杀ＷC獲得最低的缺頁率，但因為內(nèi)存中哪個頁面是以后永不使用的是無法預(yù)知的，所以該算法是無法實現(xiàn)的。先進(jìn)先出頁面置換算法：選擇內(nèi)存中駐留時間最長的頁面作為被淘汰的頁面。該算法實現(xiàn)簡單，只需將調(diào)入內(nèi)存中的頁面鏈成一個隊列，并設(shè)置一個指針指向最老的頁面即可。最近最久未使用置換算法：選擇最近最久未使用的頁面作為被淘汰的頁面。該算法需要為每個頁面設(shè)置一個訪問字段用來記錄頁面上次被訪問的時間，通過這個時

3、間來決定淘汰哪一個頁面。主要變量及函數(shù)說明如表1所示表1 主要變量及函數(shù)說明表pra(void)初始化int findspace(void)查找是否有空閑內(nèi)存int findexist(int curpage)查找內(nèi)存中是否有該頁面int findreplace(void)查找應(yīng)予置換的頁面void display(void)顯示void fifo(void)fifo算法void lru(void)lru算法void optimal(void)optimal算法void blockclear(void)block恢復(fù)struct pageinfor * block物理塊struct pagei

4、nfor * page頁面號串5. 實驗代碼清單#include #include #include #define bsize 3#define psize 20struct pageinfor int content;/*頁面號*/ int timer;/*被訪問標(biāo)記*/;void pra();/*初始化*/int findspace();/*查找是否有空閑內(nèi)存*/int findexist(int curpage);/*查找內(nèi)存中是否有該頁面*/int findreplace();/*查找應(yīng)予置換的頁面*/void display();/*顯示*/void fifo();/*fifo算法

5、*/void lru();/*lru算法*/void optimal();/*optimal算法*/void blockclear();/*block恢復(fù)*/struct pageinfor * block;/*物理塊*/struct pageinfor * page;/*頁面號串*/int qstring20;void pra() int i,n;printf(請輸入頁面號引用串:n);for(i=0;i20;i+)scanf(%d,&qstringi);printf(您輸入頁面號引用串為:n);printf(=n);for(i=0;i20;i+)printf(%dt,qstringi);p

6、rintf(=n);block=(struct pageinfor *)malloc(sizeof(struct pageinfor);for(i=0; ibsize; i+) blocki.content = -1;blocki.timer = 0;page = (struct pageinfor *)malloc(sizeof(struct pageinfor)*psize);for(i=0; ipsize; i+) pagei.content = qstringi;pagei.timer = 0;int findspace()int i=0;for(i=0; ibsize; i+)if(

7、blocki.content = -1)return i;/*找到空閑內(nèi)存，返回block中位置*/return -1;int findexist(int curpage)int i=0;for(i=0; ibsize; i+)if(blocki.content = pagecurpage.content)return i;/*找到內(nèi)存中有該頁面，返回block中位置*/return -1;int findreplace()int pos = 0,i;for(i=0; i= blockpos.timer)pos = i;/*找到應(yīng)予置換頁面，返回block中位置*/return pos;voi

8、d display()int i=0;for(i=0; ibsize; i+)if(blocki.content != -1)printf(%dt,blocki.content);printf(n);void optimal()int exist,space,position,i,k,j ;for(i=0; ipsize; i+) exist = findexist(i);if(exist != -1) printf(不缺頁n);else space = findspace();if(space != -1) blockspace = pagei;display();else for(k=0;

9、 kbsize; k+)for(j=i; jpsize; j+) if(blockk.content != pagej.content) blockk.timer = 1000;else blockk.timer = j;break;position = findreplace();blockposition = pagei;display();getch();system(cls);void lru()int exist,space,position,i,k,j ;for(i=0; ipsize; i+) exist = findexist(i);if(exist != -1) printf

10、(不缺頁n);blockexist.timer = -1; else space = findspace();if(space != -1) blockspace = pagei;display();else position = findreplace();blockposition = pagei;display();for(j=0; jbsize; j+)blockj.timer+;getch();system(cls);void fifo()int exist,space,position,i,k,j ;for(i=0; ipsize; i+) exist = findexist(i)

11、;if(exist != -1) printf(不缺頁n);else space = findspace();if(space != -1) blockspace = pagei;display();else position = findreplace();blockposition = pagei;display();for(j=0; jbsize; j+)blockj.timer+;/*block中所有頁面timer+*/getch();system(cls);void blockclear()/清空頁面信息int i;for(i=0; ibsize; i+) blocki.conten

12、t = -1;blocki.timer = 0;void main() pra();system(color 2); int select=1;while(select) printf(系統(tǒng)本111項靜怡小組頁面置換算法程序n);printf(請按以下菜單選擇：n);printf(1toptimalt算法n);printf(2tfifot算法n);printf(3tlrut算法n);printf(0t退出n);scanf(%d,&select);switch(select) case 0:break;case 1:printf(optimal算法結(jié)果如下:n);optimal();break;

13、case 2:printf(fifo算法結(jié)果如下:n);fifo();break;case 3:printf(lru算法結(jié)果如下:n);lru();break;default:printf(菜選項輸入錯誤，請輸入(1,2,3,0)n);break;blockclear();6. 實現(xiàn)輸入課本中例題數(shù)據(jù)，創(chuàng)建3個物理模塊，頁面引用串為7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1運(yùn)行界面如圖1所示圖1 輸入用最佳置換算法，運(yùn)行后如圖2所示圖2 optinal算法用fifo先進(jìn)先出算法運(yùn)行后如圖3所示圖3 fifo算法用lru最久未使用算法，運(yùn)行后如圖4所示圖4 l

14、ru算法袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄

15、螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆