請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中常用頁(yè)面置換算法模擬

1、信息工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告 成 績(jī)：課程名稱：操作系統(tǒng) 指導(dǎo)教師（簽名）：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中常用頁(yè)面置換算法模擬 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 班級(jí) 姓名： 學(xué)號(hào)： 一、實(shí) 驗(yàn) 目 的: 1. 了解內(nèi)存分頁(yè)管理策略2. 掌握調(diào)頁(yè)策略3. 掌握一般常用的調(diào)度算法4. 學(xué)會(huì)各種存儲(chǔ)分配算法的實(shí)現(xiàn)方法。5. 了解頁(yè)面大小和內(nèi)存實(shí)際容量對(duì)命中率的影響。二、實(shí) 驗(yàn) 環(huán) 境:PC機(jī)、windows2000 操作系統(tǒng)、VC+6.0三、實(shí) 驗(yàn) 要 求：本實(shí)驗(yàn)要求4學(xué)時(shí)完成。1. 采用頁(yè)式分配存儲(chǔ)方案，通過(guò)分別計(jì)算不同算法的命中率來(lái)比較算法的優(yōu)劣，同時(shí)也考慮頁(yè)面大小及內(nèi)存實(shí)際容量對(duì)命中率的影響；2. 實(shí)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(huì)使用某種編程語(yǔ)言。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中所涉及的理論知識(shí)和算法，針對(duì)實(shí)驗(yàn)要求完成基本代碼編寫、實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真調(diào)試所編代碼并進(jìn)行必要的測(cè)試、記錄并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真書寫符合規(guī)范格式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按時(shí)上交。四、實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容 和 步 驟：1. 編寫程序，實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中常用頁(yè)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(yè)中斷次數(shù)以及缺頁(yè)率。2. 在上機(jī)環(huán)境中輸入程序，調(diào)試，編譯。3. 設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)，寫出程序的執(zhí)行結(jié)

3、果。4. 根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)要求，填寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五、實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 及 分 析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果截圖如下：利用一個(gè)特殊的棧來(lái)保存當(dāng)前使用的各個(gè)頁(yè)面的頁(yè)面號(hào)。當(dāng)進(jìn)程訪問(wèn)某頁(yè)面時(shí)，便將該頁(yè)面的頁(yè)面號(hào)從棧中移出，將它壓入棧頂。因此，棧頂始終是最新被訪問(wèn)頁(yè)面的編號(hào)，棧底是最近最久未被使用的頁(yè)面號(hào)。當(dāng)訪問(wèn)第5個(gè)數(shù)據(jù)“5”時(shí)發(fā)生了缺頁(yè)，此時(shí)1是最近最久未被訪問(wèn)的頁(yè)，應(yīng)將它置換出去。同理可得，調(diào)入隊(duì)列為：1 2 3 4 5 6 7 1 3 2 0 5，缺頁(yè)次數(shù)為12次，缺頁(yè)率為80%。六、實(shí) 驗(yàn) 心 得：本次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中常用頁(yè)面置換算法LRU算法的模擬。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我對(duì)內(nèi)存分頁(yè)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(yè)面調(diào)入內(nèi)存后的使用情況來(lái)進(jìn)行決策的。該算法賦予每個(gè)頁(yè)面一個(gè)訪問(wèn)字段，用來(lái)記錄一個(gè)頁(yè)面自上次被訪問(wèn)以來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間，當(dāng)需淘汰一個(gè)頁(yè)面的時(shí)候選擇現(xiàn)有頁(yè)面中其時(shí)間值最大的進(jìn)行淘汰。最佳置換算法的替換規(guī)則：其所選擇的被淘汰頁(yè)面，將是以后永不使用的或許是在最長(zhǎng)(未來(lái))時(shí)間內(nèi)不再被訪問(wèn)的頁(yè)面。先進(jìn)先出(FIFO)頁(yè)面置換算法的替換規(guī)則：該算法總是淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面，即選擇在內(nèi)存中駐留時(shí)間最久的頁(yè)面予以淘汰。該算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單只需把一個(gè)進(jìn)程已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面，按先后次序鏈接成一個(gè)隊(duì)列，并設(shè)置一個(gè)指針，稱為替換指針，使它總是指向最老的頁(yè)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(guān)代碼然后自己進(jìn)行修改，先自己仔細(xì)地研讀了這段代碼，在這過(guò)程中我對(duì)C+代碼編寫有了更深的了解。總之，本次實(shí)驗(yàn)使我明白要學(xué)會(huì)把課堂上的理論應(yīng)用到實(shí)際操作中。我需要在今后熟練掌握課堂上的理論基礎(chǔ)，只有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，才能在實(shí)際操作中更得心應(yīng)手。附 錄：#include "iostream.h"#include <iomanip.h>const int DataMax=100;const int BlockNum = 10;int DataShowBlockNumDataMax; / 用于存儲(chǔ)要顯示

6、的數(shù)組bool DataShowEnableBlockNumDataMax; / 用于存儲(chǔ)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(jì)數(shù)器int N ; / 頁(yè)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(qǐng)輸入最小物理塊數(shù)：" cin>>M; while(M > BlockNum) / 大于數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) cout<<"物理塊數(shù)超過(guò)預(yù)定值，請(qǐng)重新輸入：" cin>>M; cout<<"請(qǐng)輸入頁(yè)面的個(gè)數(shù)：" cin>>N; while(N > DataMax) / 大于數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) cout<<"頁(yè)面?zhèn)€數(shù)超過(guò)預(yù)定值，請(qǐng)重新輸入：" cin>>N

8、; cout<<"請(qǐng)輸入頁(yè)面訪問(wèn)序列："<<endl; for(int i=0;i<N;i+) cin>>Datai;void DataOutput() int i,j; for(i=0;i<N;i+) / 對(duì)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(duì)所有數(shù)據(jù)操作 if( DataSh

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

10、nt; int temp; / 臨時(shí)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(duì)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(gè)數(shù)據(jù) / 塊中沒有該數(shù)據(jù) ChangeTimes+; / 缺頁(yè)次數(shù)+ if( (i+1) > M ) / 因?yàn)閕是從0開始記，而BlockNum指的是個(gè)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(yuǎn)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