精品資料（2021-2022年收藏的）計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)三存儲(chǔ)器管理

1、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱 操作系統(tǒng)原理 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)二-進(jìn)程調(diào)度實(shí)驗(yàn)講義 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 成 績(jī) 日 期 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）掌握先進(jìn)先出頁(yè)面置換算法； （2）掌握隨機(jī)替換頁(yè)面置換算法； （3）掌握OPT頁(yè)面置換算法； （4）掌握最近最少使用頁(yè)面置換算法； （5）熟悉抖動(dòng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生原理； （6）熟悉C/C+編程。 2、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí) 3、實(shí)驗(yàn)要求 （1）進(jìn)程正常運(yùn)行占用內(nèi)存空間共320K，頁(yè)面大小是1K/2K/4K/8K； （2）隨機(jī)生成256個(gè)頁(yè)面置換次序； （3）用于分配頁(yè)面大小的內(nèi)存總空間是32K； （4）給出四種頁(yè)面置換算法的換頁(yè)過(guò)

2、程，并計(jì)算各自的缺頁(yè)率。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 編寫(xiě)程序，使用四種不同的頁(yè)面替換策略算法進(jìn)行頁(yè)面替換。分別是先進(jìn)先出，隨機(jī)替換，時(shí)鐘頁(yè)面替換，最近最久未使用頁(yè)面替換，并計(jì)算缺頁(yè)率。三、實(shí)驗(yàn)原理在地址映射過(guò)程中，若在頁(yè)面中發(fā)現(xiàn)所要訪問(wèn)的頁(yè)面不再內(nèi)存中，則產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。當(dāng)發(fā)生缺頁(yè)中斷時(shí)操作系統(tǒng)必須在內(nèi)存選擇一個(gè)頁(yè)面將其移出內(nèi)存，以便為即將調(diào)入的頁(yè)面讓出空間。而用來(lái)選擇淘汰哪一頁(yè)的規(guī)則叫做頁(yè)面置換算法。常用算法有：1最佳置換算法（OPT）（理想置換算法）；2先進(jìn)先出置換算法（FIFO）：3最近最久未使用（LRU）算法；4Clock置換算法（LRU算法的近似實(shí)現(xiàn)；5最少使用（LFU）置換算法。抖動(dòng)(Thras

3、hing)就是指當(dāng)內(nèi)存中已無(wú)空閑空間而又發(fā)生缺頁(yè)中斷時(shí)，需要從內(nèi)存中調(diào)出一頁(yè)程序或數(shù)據(jù)送磁盤(pán)的對(duì)換區(qū)中，如果算法不適當(dāng)，剛被換出的頁(yè)很快被訪問(wèn)，需重新調(diào)入，因此需再選一頁(yè)調(diào)出，而此時(shí)被換出的頁(yè)很快又要被訪問(wèn)，因而又需將它調(diào)入，如此頻繁更換頁(yè)面，以致花費(fèi)大量的時(shí)間，我們稱這種現(xiàn)象為"抖動(dòng)"產(chǎn)生抖動(dòng)的原因是由于CPU的利用率和多道程序度的對(duì)立統(tǒng)一矛盾關(guān)系引起的，為了提高CPU利用率，可提高多道程序度，但單純提高多道程序度又會(huì)造成缺頁(yè)率的急劇上升，導(dǎo)致CPU的利用率下降，而系統(tǒng)的調(diào)度程序又會(huì)為了提高CPU利用率而繼續(xù)提高多道程序度，形成惡性循環(huán)，我們稱這時(shí)的進(jìn)程是處于"

4、抖動(dòng)"狀態(tài).請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：頁(yè)面大小是越大越好？還是越小越好？如何解釋這個(gè)現(xiàn)象？例子：進(jìn)程A占用內(nèi)存空間共64k。1）頁(yè)面大小是1K時(shí) 分成64頁(yè)；給各頁(yè)面編號(hào)：0-63 隨機(jī)生成15個(gè)替換頁(yè)面：1,1，4,6,12,48，4,8,16,6，57,28,47,26,172）頁(yè)面大小是2K時(shí) 分成32頁(yè)；給各頁(yè)面編號(hào)：0-31 隨機(jī)生成15個(gè)替換頁(yè)面：1,1，4,6,12,28，4,8,16,6，17,28,14,26,173）頁(yè)面大小是4K時(shí) 分成16頁(yè)；給各頁(yè)面編號(hào)：0-15 隨機(jī)生成15個(gè)替換頁(yè)面：1,1，4,6,12,8，4,8,1,6，7,8,7,6,74）頁(yè)面大小是

5、8K時(shí) 分成8頁(yè)；給各頁(yè)面編號(hào)：0-7 隨機(jī)生成15個(gè)替換頁(yè)面：1,1，4,6,12,48，4,8,16,6，57,28,47,26,17針對(duì)以上四種情況，采用四種不同的置換算法。四、實(shí)驗(yàn)步驟1輸入進(jìn)程置換頁(yè)數(shù)；2輸入內(nèi)存的空間大??；3輸入進(jìn)程的空間大?。?輸入頁(yè)面大?。?K/2K/4K/8K/16K/32K）；5選擇相應(yīng)的算法，計(jì)算缺頁(yè)率；6實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及討論。五、程序源代碼及注釋六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 1、運(yùn)行結(jié)果如下： 2、 結(jié)果分析及體會(huì) (1)先進(jìn)先出FIFO算法 缺頁(yè)6次 缺頁(yè)率=60.000002%1364146620011111111221x3333333302xx666666663

6、xxx4444444 (2) 最佳算法 OPT算法 缺頁(yè)6次 缺頁(yè)率=60.000002%1364146620011111111201x3333333332xx666666663xxx4444444 (3) 最近最少使用算法 缺頁(yè)6次 缺頁(yè)率=60.000002%1364146620011111111101x3333333222xx666666663xxx4444444 (4)隨機(jī)置換頁(yè)面算法 缺頁(yè)6次 缺頁(yè)率=60.000002%1364146620011111111111x3333333202xx666666663xxx4444444 頁(yè)面大小算法1K2K4K8K16K32K先進(jìn)先出90.

7、625000%90.234375%90.625000%89.843750%88.281250%89.062500%OPT74.609375%69.140625%70.312500%72.265635%76.953125%89.062500%最近最少使用90.625000%91.406250%90.625000%90.23437587.109375%89.062500%隨機(jī)替換90.625000%91.406250%89.843750%90.453125%85.937500%89.062500%抖動(dòng)現(xiàn)象解釋：根據(jù)上述結(jié)果可知，采用不同的算法抖動(dòng)現(xiàn)象是不同的。(1)采用FIFO時(shí)，當(dāng)頁(yè)面大小越大時(shí)，缺頁(yè)率越來(lái)越?。?2)采用OPT時(shí)，當(dāng)頁(yè)面大小越大時(shí)，缺頁(yè)率越來(lái)越大，而且幅度上升很高；(3)采用最近最少使用時(shí)，當(dāng)頁(yè)面大小變化時(shí)，缺頁(yè)率沒(méi)有一點(diǎn)的規(guī)律；(4)采用隨機(jī)頁(yè)面置換時(shí)，當(dāng)頁(yè)面大小變化時(shí)，缺頁(yè)率沒(méi)有一點(diǎn)的規(guī)律。最后得出的結(jié)論是：抖動(dòng)