請求頁式存儲管理中常用頁面置換算法模擬

1、信息工程學院實驗報告 成 績：課程名稱：操作系統(tǒng) 指導教師（簽名）：實驗項目名稱：請求頁式存儲管理中常用頁面置換算法模擬 實驗時間： 班級 姓名： 學號： 一、實 驗 目 的: 1. 了解內(nèi)存分頁管理策略2. 掌握調(diào)頁策略3. 掌握一般常用的調(diào)度算法4. 學會各種存儲分配算法的實現(xiàn)方法。5. 了解頁面大小和內(nèi)存實際容量對命中率的影響。二、實 驗 環(huán) 境:PC機、windows2000 操作系統(tǒng)、VC+6.0三、實 驗 要 求：本實驗要求4學時完成。1. 采用頁式分配存儲方案，通過分別計算不同算法的命中率來比較算法的優(yōu)劣，同時也考慮頁面大小及內(nèi)存實際容量對命中率的影響；2. 實現(xiàn)OPT 算法 (

2、最優(yōu)置換算法) 、LRU 算法 (Least Recently) 、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模擬；3. 會使用某種編程語言。實驗前應復習實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結果。實驗后認真書寫符合規(guī)范格式的實驗報告，按時上交。四、實 驗 內(nèi) 容 和 步 驟：1. 編寫程序，實現(xiàn)請求頁式存儲管理中常用頁面置換算法LRU算法的模擬。要求屏幕顯示LRU算法的性能分析表、缺頁中斷次數(shù)以及缺頁率。2. 在上機環(huán)境中輸入程序，調(diào)試，編譯。3. 設計輸入數(shù)據(jù)，寫出程序的執(zhí)行結

3、果。4. 根據(jù)具體實驗要求，填寫好實驗報告。五、實 驗 結 果 及 分 析：實驗結果截圖如下：利用一個特殊的棧來保存當前使用的各個頁面的頁面號。當進程訪問某頁面時，便將該頁面的頁面號從棧中移出，將它壓入棧頂。因此，棧頂始終是最新被訪問頁面的編號，棧底是最近最久未被使用的頁面號。當訪問第5個數(shù)據(jù)“5”時發(fā)生了缺頁，此時1是最近最久未被訪問的頁，應將它置換出去。同理可得，調(diào)入隊列為：1 2 3 4 5 6 7 1 3 2 0 5，缺頁次數(shù)為12次，缺頁率為80%。六、實 驗 心 得：本次實驗實現(xiàn)了對請求頁式存儲管理中常用頁面置換算法LRU算法的模擬。通過實驗，我對內(nèi)存分頁管理策略有了更多的了解。最

4、近最久未使用（LRU）置換算法的替換規(guī)則：是根據(jù)頁面調(diào)入內(nèi)存后的使用情況來進行決策的。該算法賦予每個頁面一個訪問字段，用來記錄一個頁面自上次被訪問以來所經(jīng)歷的時間，當需淘汰一個頁面的時候選擇現(xiàn)有頁面中其時間值最大的進行淘汰。最佳置換算法的替換規(guī)則：其所選擇的被淘汰頁面，將是以后永不使用的或許是在最長(未來)時間內(nèi)不再被訪問的頁面。先進先出(FIFO)頁面置換算法的替換規(guī)則：該算法總是淘汰最先進入內(nèi)存的頁面，即選擇在內(nèi)存中駐留時間最久的頁面予以淘汰。該算法實現(xiàn)簡單只需把一個進程已調(diào)入內(nèi)存的頁面，按先后次序鏈接成一個隊列，并設置一個指針，稱為替換指針，使它總是指向最老的頁面。三種替換算法的命中率由

5、高到底排列OPT>LRU>FIFO。本次的程序是在網(wǎng)上查找的相關代碼然后自己進行修改，先自己仔細地研讀了這段代碼，在這過程中我對C+代碼編寫有了更深的了解?？傊敬螌嶒炇刮颐靼滓獙W會把課堂上的理論應用到實際操作中。我需要在今后熟練掌握課堂上的理論基礎，只有堅實的基礎，才能在實際操作中更得心應手。附 錄：#include "iostream.h"#include <iomanip.h>const int DataMax=100;const int BlockNum = 10;int DataShowBlockNumDataMax; / 用于存儲要顯示

6、的數(shù)組bool DataShowEnableBlockNumDataMax; / 用于存儲數(shù)組中的數(shù)據(jù)是否需要顯示int DataDataMax; / 保存數(shù)據(jù)int BlockBlockNum; / 物理塊int countBlockNum; / 計數(shù)器int N ; / 頁面?zhèn)€數(shù)int M;/最小物理塊數(shù)int ChangeTimes;void DataInput(); / 輸入數(shù)據(jù)的函數(shù)void DataOutput();void LRU(); / LRU函數(shù)/*int main(int argc, char* argv) DataInput();/ DataInput(); LRU()

7、; return 0; /*/void DataInput() cout<<"請輸入最小物理塊數(shù)：" cin>>M; while(M > BlockNum) / 大于數(shù)據(jù)個數(shù) cout<<"物理塊數(shù)超過預定值，請重新輸入：" cin>>M; cout<<"請輸入頁面的個數(shù)：" cin>>N; while(N > DataMax) / 大于數(shù)據(jù)個數(shù) cout<<"頁面?zhèn)€數(shù)超過預定值，請重新輸入：" cin>>N

8、; cout<<"請輸入頁面訪問序列："<<endl; for(int i=0;i<N;i+) cin>>Datai;void DataOutput() int i,j; for(i=0;i<N;i+) / 對所有數(shù)據(jù)操作 cout<<Datai<<” ”; cout<<"n-"<<endl; for(j=0;j<M;j+) cout<<" " for(i=0;i<N;i+) / 對所有數(shù)據(jù)操作 if( DataSh

9、owEnableji ) cout<<DataShowji<<" | " else cout<<" | " cout<<endl; cout<<"n缺頁次數(shù): "<<ChangeTimes<<endl; cout<<"缺頁率: "<<ChangeTimes*100/N<<"%"<<endl;void LRU() int i,j; bool find; int poi

10、nt; int temp; / 臨時變量 ChangeTimes = 0; for(j=0;j<M;j+) for(i=0;i<N;i+) DataShowEnableji = false; / 初始化為false，表示沒有要顯示的數(shù)據(jù) for(i=0;i<M;i+) counti = 0 ; for(i=0;i<N;i+) / 對有所數(shù)據(jù)操作 / 增加count for(j=0;j<M;j+) countj+; find = false; / 表示塊中有沒有該數(shù)據(jù) for(j=0;j<M;j+) if( Blockj = Datai ) countj =

11、0; find = true; if( find ) continue; / 塊中有該數(shù)據(jù)，判斷下一個數(shù)據(jù) / 塊中沒有該數(shù)據(jù) ChangeTimes+; / 缺頁次數(shù)+ if( (i+1) > M ) / 因為i是從0開始記，而BlockNum指的是個數(shù)，從1開始，所以i+1 /獲得要替換的塊指針 temp = 0; for(j=0;j<M;j+) if( temp < countj ) temp = countj; point = j; / 獲得離的最遠的指針 else point = i; / 替換 Blockpoint = Datai; countpoint = 0; / 保存要顯示的數(shù)據(jù) for(j=0;j<M;j+) DataS