操作系统轮转调算法

操作系统轮转调算法
操作系统轮转调算法

学号专业计算机科学与技术姓名

实验日期2017.11.2 教师签字成绩

实验报告

【实验名称】轮转调度算法

【实验目的】

1、掌握轮转调度算法。

2、进一步认识如何实现处理器调度。

3、通过对进程调度算法的设计,深入理解进程调度的原理

【实验原理】

在分时系统中,最常用的是基于时间片的轮转算法调度算法。该算法采用了非常公平的处理机分配方式,即让就绪队列上的每个进程每次运行一个时间片。【实验内容】

程序流程图:

通过分配时间片的方式让进程获得处理机,若一个时间片未用完,正在运行的程序就已经完成,便将其从就绪队列删除,再调用队首进程,并分配时间片;在一

个时间片未用完时,中断程序就会启动,将进程送至就绪队列的尾部。程序:

#include

#include

#define MAX 100

using namespace std;

struct PCD //定义结构体

{

char name;//进程名

inta_time;//到达时间

ints_time;//服务时间

int s_time2;

intf_time;//完成时间

float t_time;//周转时间

float wt_time;//带权周转时间

int state;//当前进程的状态

};

intCurrenttime=0;

int turnover(PCD &n)//求周转时间

{

returnn.t_time=n.f_time-n.a_time;

}

float wturnover(PCD &n)//求带权周转时间

{

returnn.wt_time=n.t_time/n.s_time;

}

int main()

{

int t;

queue q;

q=queue();

PCD s[5];

s[0].name='A';//初始化结构体数组

s[1].name='B';

s[2].name='C';

s[3].name='D';

s[4].name='E';

cout<<"请输入五个进程的到达时间:\n";

for(int i=0; i<=4; i++)

{

cout<

cin>>s[i].a_time;

s[i].state=i;

}

cout<<"请输入五个进程的服务时间:\n";

for(int i=0; i<=4; i++)

{

cout<

cin>>s[i].s_time;

s[i] .s_time2=s[i].s_time;

}

cout<<"请输入时间片的大小:\n";

cin>>t;

for(int i=0; i<5-1; i++) //将ABCDE的到达时间升序排列

for(int j=0; j<5-1; j++)

if(s[j].a_time>s[j+1].a_time)

swap(s[j],s[j+1]);

q.push(s[0]);//将第一个进程入队列

for(int i=1; i<5; i++) //5个都入队列

{

while(s[i].a_time>Currenttime+t)//当进程到达时间大于当前时间,执行队列中的进程

{

if(q.empty()==true) //到当前时间

Currenttime++;//队列中无进程

if(q.empty()!=true) //队列前面有进程

{

if(q.front().s_time-t<=0)

{

Currenttime=Currenttime+q.front().s_time;

for(int j=0; j<5; j++)

if(s[j].state==q.front().state)

s[j].f_time= Currenttime;

q.pop(); //队列中删除

}

else

{

Currenttime=Currenttime+t;

q.front().s_time-=t;

q.push(q.front());//队头放入队尾

q.pop();

}

}

}

q.push(s[i]);

if(q.front().s_time<=t) //如果有进程提前结束 {

Currenttime=Currenttime+q.front().s_time;//结束进程

for(int j=0; j<5; j++)

if(s[j].state==q.front().state) //设置进程的序号,如果在队列中与进程控制块中匹配

s[j].f_time= Currenttime; //终止时间

q.pop();

}

else

{

Currenttime=Currenttime+t; //继续执行

q.front().s_time-=t;

q.push(q.front()); //入队后队头放入队尾

q.pop();

}

}

while(q.empty()!=true) //所有进程全部入队

{

if(q.front().s_time<=t)

{

Currenttime=Currenttime+q.front().s_time;

for(int i=0; i<5; i++)

if(s[i].state==q.front().state) //去进程控制块

中寻找,改变结束时间

s[i].f_time= Currenttime;

q.pop();

}

else

{

Currenttime=Currenttime+t;

q.front().s_time-=t;

q.push(q.front());

q.pop();

}

}

cout<<" "<<"到达时间 "<<"服务时间 "<<"完成时间 "<<"周转时间

"<<"带权周转时间"<

for(int i=0; i<=4; i++)

{

cout<

"<

double sum = 0;

for(int i = 0; i<5; i++)

{

sum+=s[i].wt_time;

}

cout<<"此算法平均带权周转时间为"<

return 0;

}

【小结或讨论】

1、当时间片的过大的时候,轮转调度算法便会退化为先来先服务算法。

2、就绪队列是先插入到来的队列,再将未完成的队列送至队尾。

3、一开始在写程序是,为考虑到进程到达时间与当前时间的关系,即进程到

达时间大于当前时间时,要继续执行队列中的进程,最终加上了。

操作系统处理器调度算法C++程序

一、先来先服务算法 1.程序简介 先来先服务算法按照作业进入系统后备作业队列的先后次序挑选作业,先进入系统的作业将优先被挑选进入主存,创建用户进程,分配所需资源,然后,移入就绪队列.这是一种非剥夺式调度算法,易于实现,但效率不高.只顾及作业的等候时间,未考虑作业要求服务时间的长短,不利于短作业而优待长作业,不利于I/O繁忙型作业而有利于CPU繁忙型作业.有时为了等待场作业执行结束,短作业的周转时间和带全周转时间将变得很大,从而若干作业的平均周转时间和平均带权周转时间也变得很大。 2.分析 1.先定义一个数组代表各作业运行的时间,再定义一个数组代表各作业到达系统的时间,注意到达系统的时间以第一个作业为0基础(注意:若各程序都同时到达系统,则到达系统时间都为0)。 2.输入作业数。 3.然后运用循环结构累积作业周转时间和带权周转时间。 4.最后,作业周转时间和带权周转时间分别除以作业数即可得到平均作业周转时间和平均带权周转时间。 3.详细设计 源程序如下: #include #include using namespace std; int main() { int n,a[100],b[100]; double s[100],m[100],T=0,W=0; cout<<"请输入作业数:"<>n; cout<<"请分别输入各作业到达系统的时间:"<>b[i]; } cout<<"请分别输入各作业所运行的时间:"<>a[i];s[0]=0; s[i+1]=s[i]+a[i]; m[i+1]=(s[i+1]-b[i])/a[i]; T=T+s[i+1]-b[i]; W=W+m[i+1]; }

操作系统课程设计-页面置换算法C语言

操作系统课程设计-页面置换算法C语言

5、根据方案使算法得以模拟实现。 6、锻炼知识的运用能力和实践能力。 三、设计要求 1、编写算法,实现页面置换算法FIFO、LRU; 2、针对内存地址引用串,运行页面置换算法进行页面置换; 3、算法所需的各种参数由输入产生(手工输入或者随机数产生); 4、输出内存驻留的页面集合,页错误次数以及页错误率; 四.相关知识: 1.虚拟存储器的引入: 局部性原理:程序在执行时在一较短时间内仅限于某个部分;相应的,它所访问的存储空间也局限于某个区域,它主要表现在以下两个方面:时间局限性和空间局限性。 2.虚拟存储器的定义: 虚拟存储器是只具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。 3.虚拟存储器的实现方式: 分页请求系统,它是在分页系统的基础上,增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页面形式虚拟存储系统。

请求分段系统,它是在分段系统的基础上,增加了请求调段及分段置换功能后,所形成的段式虚拟存储系统。 4.页面分配: 平均分配算法,是将系统中所有可供分配的物理块,平均分配给各个进程。 按比例分配算法,根据进程的大小按比例分配物理块。 考虑优先的分配算法,把内存中可供分配的所有物理块分成两部分:一部分按比例地分配给各进程;另一部分则根据个进程的优先权,适当的增加其相应份额后,分配给各进程。 5.页面置换算法: 常用的页面置换算法有OPT、FIFO、LRU、Clock、LFU、PBA等。 五、设计说明 1、采用数组页面的页号 2、FIFO算法,选择在内存中驻留时间最久的页 面予以淘汰; 分配n个物理块给进程,运行时先把前n个不同页面一起装入内存,然后再从后面逐一比较,输出页面及页错误数和页错误率。3、LRU算法,根据页面调入内存后的使用情况 进行决策; 同样分配n个物理块给进程,前n个不同页面一起装入内存,后面步骤与前一算法类似。 选择置换算法,先输入所有页面号,为系统分

第三版操作系统第3章习题

操作系统第三章总复习题 一、单选题 1、进程调度又称低级调度,其主要功能是( D )。 A.选择一个作业调入内存B.选择一个主存中的进程调出到外存 C.选择一个外存中的进程调入到主存D.将一个就绪的进程投入到运行 2、若进程P 一旦被唤醒就能够投入运行,系统可能为( D )。 A.分时系统,进程P 的优先级最高 B.抢占调度方式,就绪队列上的所有进程的优先级皆比P 的低 C.就绪队列为空队列 D.抢占调度方式,P 的优先级高于当期运行的进程。 3、一个进程P 被唤醒后,( D )。 A.P 就占有了CPU。B.P 的PCB 被移到就绪队列的队首。 C.P 的优先级肯定最高D.P 的状态变成就绪 4、若当前运行进程()后,系统将会执行进程调度原语。 A 执行了一个转移指令 B 要求增加主存空间,经系统调用银行家算法进行测算认为是安全的。 C 执行了一条I/O 指令要求输入数据。 D 执行程序期间发生了I/O 完成中断。 5、当系统中()时,系统将不会执行进程调度原语。 A.一个新进程被创建B.当前进程执行了P 操作。C.在非抢占调度中,进程A 正在运行而进程B 恰好被唤醒。D.分时系统中时间片用完。 6、在分时系统中,若当期运行的进程连续获得了两个时间片,原因可能是()。 A 该进程的优先级最高 B 就绪队列为空 C 该进程最早进入就绪队列 D 该进程是一个短进程 7、实时系统中采用的调度算法可以有如下几种: 1、非抢占优先权调度算法 2、立即抢占优先权调度算法 3、时间片轮转调度算法 4、基于时钟中断抢占的优先权调度算法 按实时要求的严格程度由低到高的顺序()。 A 1-3-2-4 B 3-1-4-2 C 3-1-2-4 D 1-3-4-2 8、三种主要类型的OS 中都必须配置的调度()。 A 作业调度 B 中级调度 C 低级调度 D I/O 调度 9、设系统中n 个进程并发,共同竞争资源X,且每个进程都需要m 个X 资源,为使该系统不会发生死锁,资源X 最少要有( C )个。 A m*n+1 B n*m+n C n*m+1-n D 无法预计 10、死锁的预防方法中,不太可能的一种方法使()。

操作系统实验报告(进程调度算法)

操作系统实验报告(进程调度算法)

实验1 进程调度算法 一、实验内容 按优先数调度算法实现处理器调度。 二、实验目的 在采用多道程序设计的系统中,往往有若干个进程同时处于就绪状态。当就绪进程个数大于处理器数时,就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度,帮助学生加深了解处理器调度的工作。 三、实验原理 设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序。 (1) 假定系统有五个进程,每一个进程用一个进程控制块PCB来代表,进程控制块的格式为: 进程名 指针 要求运行时 间 优先数

状态 其中,进程名——作为进程的标识,假设五个进程的进程名分别为P1,P2,P3,P4,P5。 指针——按优先数的大小把五个进程连成队列,用指针指出下一个进程的进程控制块的首地址,最后一个进程中的指针为“0”。 要求运行时间——假设进程需要运行的单位时间数。 优先数——赋予进程的优先数,调度时总是选取优先数大的进程先执行。 状态——可假设有两种状态,“就绪”状态和“结束”状态。五个进程的初始状态都为“就绪”,用“R”表示,当一个进程运行结束后,它的状态为“结束”,用“E”表示。 (2) 在每次运行你所设计的处理器调度程序之前,为每个进程任意确定它的“优先数”和“要求运行时间”。 (3) 为了调度方便,把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列。用一单元指出队首进程,用指针指出队列的连接情况。例: 队首标志 K2

1P1 K 2 P2 K 3 P3 K 4 P4 K 5 P5 0 K4K5K3K1 2 3 1 2 4 1 5 3 4 2 R R R R R PC B1 PC B2 PC B3 PC B4 PC B5 (4) 处理器调度总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法,进程每运行一次优先数就减“1”。由于本实验是模拟处理器调度,所以,对被选中的进程并不实际的启动运行,而是执行: 优先数-1 要求运行时间-1 来模拟进程的一次运行。 提醒注意的是:在实际的系统中,当一个进程被选中运行时,必须恢复进程的现场,让它占有处理器运行,直到出现等待事件或运行结束。在这里省去了这些工作。

操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习题答案

操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习 题答案 集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

1. 有三个批处理作业,第一个作业 10:00 到达,需要执行 2 小时;第二个作业在10:10到达,需要执行 1 小时;第三个作业在 10:25 到达,需要执行 25 分钟。分别采用先来先服 务,短作业优先和最高响应比优先三种调度算法,各自的平均周转时间是多少?解: 先来先服务: (结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间 周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间) 按到达先后,执行顺序:1->2->3 短作业优先: 1)初始只有作业1,所以先执行作业1,结束时间是12:00,此时有作业2和3; 2)作业3需要时间短,所以先执行; 3)最后执行作业2 最高响应比优先:

高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间,综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达,所以先执行作业1; 2)12:00时有作业2和3, 作业2:等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8; 作业3:等待时间=12:00-10:25=95m,响应比=1+95/25=4.8; 所以先执行作业3 3)执行作业2 2. 在一单道批处理系统中,一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算一下三种 作业调度算法的平均周转时间 T 和平均带权周转时间 W。 ( 1)先来先服务;( 2)短作业优先( 3)高响应比优先 解: 先来先服务: 作业顺序:1,2,3,4 短作业优先: 作业顺序:

(流程图)页面置换算法课程设计

操作系统课程设计报告题目:页面置换算法模拟程序 学院名称: 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 成绩:

目录 一、设计目的 (3) 二、设计题目 (3) 2.1设计内容 (3) 2.2设计要求 (3) 三、设计过程 (4) 3.1 FIFO(先进先出) (4) 3.2 LRU(最近最久未使用) (5) 3.3 OPT(最佳置换算法) (6) 3.4 随机数发生器 (7) 四、完整代码 (7) 五、运行结果演示 (13) 六、设计心得 (16) 七、参考文献 (16)

操作系统是计算机教学中最重要的环节之一,也是计算机专业学生的一门重要的专业课程。操作系统质量的好坏,直接影响整个计算机系统的性能和用户对计算机的使用。一个精心设计的操作系统能极大地扩充计算机系统的功能,充分发挥系统中各种设备的使用效率,提高系统工作的可靠性。由于操作系统涉及计算机系统中各种软硬件资源的管理,内容比较繁琐,具有很强的实践性。要学好这门课程,必须把理论与实践紧密结合,才能取得较好的学习效果。 本课程设计是学生学习完《计算机操作系统》课程后,进行的一次全面的综合训练,通过课程设计,让学生更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解,加强学生的动手能力。 熟悉页面置换算法及其实现,引入计算机系统性能评价方法的概念。 二、设计题目:页面置换算法模拟程序 2.1设计内容 编制页面置换算法的模拟程序。 2.2设计要求 1).用随机数方法产生页面走向,页面走向长度为L(15<=L<=20),L由控制台输入。 2).根据页面走向,分别采用Optinal、FIFO、LRU算法进行页面置换,统计缺页率。 3).假定可用内存块为m(3<=m<=5),m由控制台输入,初始时,作业页面都不在内存。 4).要求写出一份详细的设计报告。课程设计报告内容包括:设计目的、设计内容、设计原理、算法实现、流程图、源程序、运行示例及结果分析、心得体会、参考资料等。

《操作系统》实验五页面置换算法模拟

实验五. 请求页式存储管理的模拟 [实验内容]: 熟悉虚拟存储管理的各种页面置换算法,并编写模拟程序实现请求页式存储管理的页面置换算法----最近最久未使用算法(LRU),要求在每次产生置换时显示页面分配状态和缺页率。 [实验要求]: 1、运行给出的实验程序,查看执行情况,进而分析算法的执行过程,在理解FIFO页面置换算法和最近最久未使 用算法(LRU)置换算法后,给出最佳置换算法的模拟程序实现,并集成到参考程序中。 2、执行2个页面置换模拟程序,分析缺页率的情况。最好页框数和访问序列长度可调节,在使用同一组访问序 列数据的情况下,改变页框数并执行2个页面置换模拟程序,查看缺页率的变化。 3、在每次产生置换时要求显示分配状态和缺页率。程序的地址访问序列通过随机数产生,要求具有足够的长度。 最好页框数和访问序列长度可调节。 实验的执行结果如下图所示(左下图为FIFO执行结果,右下图为LRU执行结果):

程序源代码: #include #include "windows.h" #include #include #include #include #include #include void initialize(); //初始化相关数据结构 void createps(); //随机生成访问序列 void displayinfo(); //显示当前状态及缺页情况 void fifo(); //先进先出算法 int findpage(); //查找页面是否在内存 void lru(); //最近最久未使用算法 int invalidcount = 0; // 缺页次数 int vpoint; //页面访问指针 int pageframe[10]; // 分配的页框 int pagehistory[10]; //记录页框中数据的访问历史 int rpoint; //页面替换指针 int inpflag; //缺页标志,0为不缺页,1为缺页 struct PageInfo //页面信息结构 { int serial[100]; // 模拟的最大访问页面数,实际控制在20以上 int flag; // 标志位,0表示无页面访问数据 int diseffect; // 缺页次数 int total_pf; // 分配的页框数 int total_pn; // 访问页面序列长度 } pf_info; //////////////////////////////////////////////////////////////////////// //初始化相关数据结构 void initialize() { int i,pf; inpflag=0; //缺页标志,0为不缺页,1为缺页 pf_info.diseffect =0; // 缺页次数 pf_info.flag =0; // 标志位,0表示无页面访问数据 printf("\n请输入要分配的页框数:"); // 自定义分配的页框数 scanf("%d",&pf); pf_info.total_pf =pf; for(i=0;i<100;i++) // 清空页面序列 { pf_info.serial[i]=-1; }

计算机操作系统课后习题答案第三章(第四版)

第三章处理机调度与死锁 1,高级调度与低级调度的主要任务是什么?为什么要引入中级调度? 【解】(1)高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存,并为它们创建进程,分配必要的资源,然后再将新创建的进程排在就绪队列上,准备执行。(2)低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机,然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。(3)引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此,应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间,而将它们调至外存上去等待,称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件,且内存又稍有空闲时,由中级调度决定,将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存,并修改其状态为就绪状态,挂在就绪队列上,等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流? 【解】作业包含通常的程序和数据,还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流;在操作系统的控制下,逐个作业进程处理,于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB?其中包含了哪些内容? 【解】每当作业进入系统时,系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB,根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有:1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型(CPU 繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型)5)作业状态6)调度信息(优先级、作业已运行)7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5.在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业? 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数,取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入内存,取决于采用的调度算法。最简单的是先来服务调度算法,较常用的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。 7.试说明低级调度的主要功能。 【解】(1)保存处理机的现场信息(2)按某种算法选取进程(3)把处理机分配给进程。 8、在抢占调度方式中,抢占的原则是什么? 【解】剥夺原则有:(1)时间片原则各进程按时间片运行,当一个时间片用完后,便停止该进程的执行而重新进行调度。这种原则适用于分时系统、大多数实时系统,以及要求较高的批处理系统。(2)优先权原则通常是对一些重要的和紧急的作业赋予较高的优先权。当这种作业到达时,如果其优先权比正在执行进程的优先权高,便停止正在执行的进程,将处理机分配给优先权高的进程,使之执行。(3)短作业(进程)优先原则当新到达的作业(进程)比正在执行的作业(进程)明显地短时,将剥夺长作业(进程)的执行,将处理机分配给短作业(进程),使之优先执行。 9、选择调度方式和调度算法时,应遵循的准则是什么? 【解】应遵循的准则有(1)面向用户的准则:周转时间短,响应时间快,截止时间的保证,优先权准则。(2)面向系统的准则:系统吞吐量高,处理机利用率好,各类资源的平衡利用。 10、在批处理系统、分时系统和实时系统中,各采用哪几种进程(作业)调度算法? 【解】 批处理系统:FCFS算法、最小优先数优先算法、抢占式最小优先数优先算法 2 分时系统:可剥夺调度、轮转调度 实时系统:时间片轮转调度算法、非抢占优先权调度算法、基于时钟中断抢占的优先权调度算法、立即抢占的优先权调度。 11、何谓静态和动态优先权?确定静态优先权的依据是什么? 【解】静态优先权是在创建进程时确定的,且在进程的整个运行期间保持不变。动态优先权是指,在创建进程时所赋予的优先权,是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的,以便获得更好的调度性能。确定静态优先权的依据是:(1)进程类型,通常系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权。(2)进程对资源的需要。(3)用户要求,用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。 12、试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。 【解】FCFS算法按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序,分派CPU。当前作业或进程占有CPU,直到执行完或阻塞,才让出CPU。在作业或进程唤醒后,并不立即恢复执行,通常等到当前作业或进程让出CPU。FCFS比较有利于长作业,而不利于短作业;有利于CPU繁忙的作业,而不利于I/O繁忙的作业。SPF有利于短进程调度,是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进

操作系统+磁盘调度算法

目录 目录 ........................................................ 错误!未定义书签。1.课程设计目的.............................................. 错误!未定义书签。 编写目的................................................. 错误!未定义书签。2.课程设计内容.............................................. 错误!未定义书签。 设计内容................................................. 错误!未定义书签。3.课程设计方案.............................................. 错误!未定义书签。 模块划分................................................. 错误!未定义书签。 模块调用关系图........................................... 错误!未定义书签。 子模块程序流程图......................................... 错误!未定义书签。4.测试数据和结果............................................ 错误!未定义书签。 测试数据................................................. 错误!未定义书签。 测试结果................................................. 错误!未定义书签。 测试抓图................................................. 错误!未定义书签。5.参考文献.................................................. 错误!未定义书签。6.总结...................................................... 错误!未定义书签。 设计体会................................................. 错误!未定义书签。 结束语................................................... 错误!未定义书签。7.程序使用说明书............................................ 错误!未定义书签。8.程序源代码................................................ 错误!未定义书签。

操作系统实验4(虚拟内存页面置换算法)

操作系统实验报告四 【实验题目】 虚拟内存页面置换算法 【实验目的】 通过这次实验,加深对虚拟内存页面置换概念的理解,进一步掌握先进先出FIFO,最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。 【实验内容】 问题描述: 设计程序模拟先进先出FIFO,最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的工作过程。假设内存中分配给每个进程的最小物理块数为m,在进程运行过程中要访问的页面个数为n,页面访问序列为P1, …,Pn,分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列,给出页面访问序列的置换过程,计算每种算法缺页次数和缺页率。 程序要求如下: 1)利用先进先出FIFO,最佳置换OPI和最近最久未使用LRU三种页面置换算法模拟页面访问过程。 2)模拟三种算法的页面置换过程,给出每个页面访问时的内存分配情况。 3)输入:最小物理块数m,页面个数n,页面访问序列P1, … ,Pn,算法选择1-FIFO,2-OPI,3-LRU。 4)输出:每种算法的缺页次数和缺页率。 【实验要求】 1) 上机前认真复习页面置换算法,熟悉FIFO,OPI,LRU三种页面分配和置换算法的过程; 2) 上机时独立编程、调试程序; 3) 根据具体实验要求,完成好实验报告(包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图)。 【源代码】 //--------------- YeMianZhiHuan.cpp ----------------- #include "iostream.h" const int DataMax=100; const int BlockNum = 10; int DataShow[BlockNum][DataMax]; // 用于存储要显示的数组 bool DataShowEnable[BlockNum][DataMax]; // 用于存储数组中的数据是否需要显示

几种操作系统调度算法

保证调度算法 基本思想:向用户做出明确的性能保证,然后去实现它.如你工作时有n个用户的登录,则你将获得cpu处理能力的1/n 算法实现:跟踪计算各个进程已经使用的cpu时间和应该获得的cpu时间,调度将转向两者之比最低的进程 五,保证调度算法 思想:向用户做出明确的性能保证,然后去实现它. 算法:容易实现的一种保证是:当工作时己有n个用户登录在系统,则将获得CPU处理能力的1/n.类似的,如果在一个有n个进程运行的用户系统中,每个进程将获得CPU处理能力的1/n. 实现方法:OS应记录及计算,各个进程在一定时间段内,已经使用的CPU时间和应该得到的CPU时间,二者之比小者优先级高. 5. 保证调度 一种完全不同的调度算法是向用户作出明确的性能保证,然后去实现它。一种很实际并很容易实现的保证是:若用户工作时有n个用户登录,则用户将获得CPU处理能力的1/n。类似地,在一个有n个进程运行的单用户系统中,若所有的进程都等价,则每个进程将获得1/n的CPU时间。看上去足够公平了。 为了实现所做的保证,系统必须跟踪各个进程自创建以来已使用了多少CPU时间。然后它计算各个进程应获得的CPU时间,即自创建以来的时间除以n。由于各个进程实际获得的CPU时间是已知的,所以很容易计算出真正获得的CPU时间和应获得的CPU时间之比。比率为0.5说明一个进程只获得了应得时间的一半,而比率为2.0则说明它获得了应得时间的2倍。于是该算法随后转向比率最低的进程,直到该进程的比率超过它的最接近竞争者为止。 彩票调度算法 基本思想:为进程发放针对系统各种资源(如cpu时间)的彩票;当调度程序需要做出决策时,随机选择一张彩票,持有该彩票的进程将获得系统资源 合作进程之间的彩票交换 六,彩票调度算法 彩票调度算法: 为进程发放针对各种资源(如CPU时间)的彩票.调度程序随机选择一张彩票,持有该彩票的进程获得系统资源. 彩票调度算法的特点: 平等且体现优先级:进程都是平等的,有相同的运行机会.如果某些进程需要更多的机会,可被给予更多彩票,增加其中奖机会. 易计算CPU的占有几率:某进程占用CPU的几率,与所持有的彩票数成正比例.该算法可实现各进程占用CPU的几率. 响应迅速 各个进程可以合作,相互交换彩票. 容易实现按比例分配如图象传输率,10帧/s,15帧/s,25帧/s

页面置换算法作业

页面置换算法的演示 一.实验要求: 设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法的具体实现过程,并计算访问命中率: 要求设计主界面以灵活选择某算法,且以下算法都要实现 1) 最佳置换算法(OPT):将以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再 被访问的页面换出。 2) 先进先出算法(FIFO):淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留 时间最久的页面予以淘汰。 3) 最近最久未使用算法(LRU):淘汰最近最久未被使用的页面。 4) 最不经常使用算法(LFU) 二.实验目的: 1、用C语言编写OPT、FIFO、LRU,LFU四种置换算法。 2、熟悉内存分页管理策略。 3、了解页面置换的算法。 4、掌握一般常用的调度算法。 5、根据方案使算法得以模拟实现。 6、锻炼知识的运用能力和实践能力。 三.相关知识: 1.虚拟存储器的引入: 局部性原理:程序在执行时在一较短时间内仅限于某个部分;相应的,它所访问的存储空间也局限于某个区域,它主要表现在以下两个方面:时间局限性和空间局限性。 2.虚拟存储器的定义: 虚拟存储器是只具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。 3.虚拟存储器的实现方式: 分页请求系统,它是在分页系统的基础上,增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页面形式虚拟存储系统。 请求分段系统,它是在分段系统的基础上,增加了请求调段及分段置换功能后,所形成的段式虚拟存储系统。 4.页面分配: 平均分配算法,是将系统中所有可供分配的物理块,平均分配给各个进程。 按比例分配算法,根据进程的大小按比例分配物理块。 考虑优先的分配算法,把内存中可供分配的所有物理块分成两部分:一部分按比例地分配给各进程;另一部分则根据个进程的优先权,适当的增加其相应份额后,分配给各进程。 5.页面置换算法: 常用的页面置换算法有OPT、FIFO、LRU、Clock、LFU、PBA等。

操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法

操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习题答案

1. 有三个批处理作业,第一个作业 10:00 到达,需要执行 2 小时;第二个作业在 10:10 到达,需要执行 1 小时;第三个作业在 10:25 到达,需要执行 25 分钟。分别采用先来先服务,短作业优先和最高响应比优先三种调度算法,各自的平均周转时间是多少? 解: 先来先服务: (结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间) 按到达先后,执行顺序:1->2->3 作业到达 时间 结束 时间 等待 时间 执行 时间 周转 时间 平均周 转时间 1 10:00 12:00 0m 120m 120m 156.7m 2 10:10 13:00 110m 60m 170m 3 10:25 13:25 155m 25m 180m 短作业优先: 1)初始只有作业1,所以先执行作业1,结束时 间是12:00,此时有作业2和3; 2)作业3需要时间短,所以先执行;

3)最后执行作业2 作业到达 时间 结束 时间 等待 时间 执行 时间 周转 时间 平均周 转时间 1 10:00 12:00 0m 120m 120m 145m 3 10:25 12:25 95m 25m 120m 2 10:10 13:25 135m 60m 195m 最高响应比优先: 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间,综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达,所以先执行作业1; 2)12:00时有作业2和3, 作业2:等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8; 作业3:等待时间=12:00-10:25=95m,响应比=1+95/25=4.8; 所以先执行作业3 3)执行作业2 作业到达 时间 结束 时间 等待 时间 执行 时间 周转 时间 平均周 转时间 1 10:00 12:00 0m 120m 120m

页面置换算法实验报告

一、实验目的 通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,了解虚拟存储技术的特点,掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程,并比较它们的效率。 二、实验内容 基于一个虚拟存储区和内存工作区,设计下述算法并计算访问命中率。 1、最佳淘汰算法(OPT) 2、先进先出的算法(FIFO) 3、最近最久未使用算法(LRU) 4、简单时钟(钟表)算法(CLOCK) 命中率=1-页面失效次数/页地址流(序列)长度 三、实验原理 UNIX中,为了提高内存利用率,提供了内外存进程对换机制;内存空间的分配和回收均以页为单位进行;一个进程只需将其一部分(段或页)调入内存便可运行;还支持请求调页的存储管理方式。 当进程在运行中需要访问某部分程序和数据时,发现其所在页面不在内存,就立即提出请求(向CPU发出缺中断),由系统将其所需页面调入内存。这种页面调入方式叫请求调页。为实现请求调页,核心配置了四种数据结构:页表、页帧(框)号、访问位、修改位、有效位、保护位等。 当CPU接收到缺页中断信号,中断处理程序先保存现场,分析中断原因,转入缺页中断处理程序。该程序通过查找页表,得到该页所在外存的物理块号。如果此时内存未满,能容纳新页,则启动磁盘I/O将所缺之页调入内存,然后修改页表。如果内存已满,则须按某种置换算法从内存中选出一页准备换出,是否重新写盘由页表的修改位决定,然后将缺页调入,修改页表。利用修改后的页表,去形成所要访问数据的物理地址,再去访问内存数据。整个页面的调入过程对用户是透明的。 四、算法描述 本实验的程序设计基本上按照实验内容进行。即使用srand( )和rand( )函数定义和产生指令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。 (1)通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。指令的地址按下述原则生成:A:50%的指令是顺序执行的 B:25%的指令是均匀分布在前地址部分 C:25%的指令是均匀分布在后地址部分 具体的实施方法是: A:在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m B:顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令 C:在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m’ D:顺序执行一条指令,其地址为m’+1

操作系统原理第四章 处理机调度习题

第四章处理机调度 4.3 习题 4.3.1 选择最合适的答案 1.某系统采用了银行家算法,则下列叙述正确的是()。 A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁 B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁 C.系统处于安全状态时可能会发生死锁 D.系统处于安全状态时一定会发生死锁 2.银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need,下列选项正确的是()。 A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j] B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j] C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j] D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j] 3.下列进程调度算法中,()可能会出现进程长期得不到调度的情况。 A.非抢占式静态优先权法 B.抢占式静态优先权法 C.时间片轮转调度算法 D.非抢占式动态优先权法 4.在下列选项中,属于预防死锁的方法是()。 A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法 C.资源随意分配 D.银行家算法 5.在下列选项中,属于检测死锁的方法是()。 A.银行家算法 B.消进程法 C.资源静态分配法 D.资源分配图简化法 6.在下列选项中,属于解除死锁的方法是()。 A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法 C.银行家算法 D.资源静态分配法 7.为了照顾紧迫型作业,应采用()。 A.先来服务调度算法 B.短作业优先调度算法 C.时间片轮转调度算法 D.优先权调度算法 8.在采用动态优先权的优先权调度算法中,如果所有进程都具有相同优先权初值,则

操作系统作业调度算法

操作系统上机测试作业调度算法算法 一、实验目的和要求(供参考) 1.掌握作业调度功能和调度程序常用算法。 2.掌握利用C语言设计实现不同调度策略的作业调度算法。 3.验证不同作业调度算法对性能的影响。 二、实验环境(供参考) 1.知识准备:学过进程管理、作业管理、处理机调度等章节的内容。 2.开发环境与工具: 硬件平台——个人计算机。 软件平台——C语言开发环境。 三、实验内容 用“先来先服务(FCFS)”算法和“最短作业优先(SJF)”算法模拟作业调度。 要求:按作业的到达顺序输入各作业需要的运行时间,按算法调度输出平均周转时间。 例如(FCFS),输入:8(到达时间0),5(到达时间2),7(到达时间3),1(到达时间6)J1 J2 J3 J4 0 8 13 20 21 输出:aver=(8+(13-2)+(20-3)+(21-6))/4=51/4 例如(SJF),输入:8(到达时间0),5(到达时间2),7(到达时间3),1(到达时间6)J1 J4 J2 J3 0 8 9 14 21 输出:aver=(8+(9-6)+(14-2)+(21-3))/4=42/4 注:输入的格式任意,只要输出平均周转时间即可。

四、代码(带注释) 1、先来先服务 实验结果(截图呈现) 代码: #include using namespace std; class Fcfs { private: int num[10]; //作业编号 double arriveTime[10]; //到达时间 double startTime[10]; //开始时间,进内存时间 double workTime[10]; //工作时间 double finishTime[10]; //完成时间 double cirTime[10]; //存放每一个作业的周转时间 //double freeTime[10]; //上一个作业已结束,但下一个作业还未到,存放这一段空闲时间 public: Fcfs(int n) //n为作业数目 { cout<<"默认第一个作业的到达时间为0。"<

操作系统常用页面置换算法课程设计

摘要 在linux中,为了提高内存利用率,提供了内外存进程对换机制,内存空间的分配和回收均以页为单位进行,一个进程只需要将其一部分调入内存便可运行;当操作系统发生缺页中断时,必须在内存选择一个页面将其移出内存,以便为即将调入的页面让出空间。因而引入一种用来选择淘汰哪一页的算法——页面置换算法。页面置换算法是操作系统中虚拟存储管理的一个重要部分。页面置换算法在具有层次结构存储器的计算机中,为用户提供一个比主存储器容量大得多的可随机访问的地。常见的页面置换算法有先来先服务算法(FIFO),最近最久未使用算法(LRU)和最佳适应算法(OPT)。 关键字:操作系统;FIFO;LRU;OPT;Linux

目录 1 绪论?1 1.1设计任务 (1) 1.2设计思想?1 1.3设计特点?1 1.4基础知识 (2) 1.4.1 先进先出置换算法(FIFO)?2 1.4.2最近最久未使用算法(LRU) (3) 1.4.3最佳置换算法(OPT) (3) 2 各模块伪代码算法?4 2.1伪代码概念?4 2.2伪代码算法 (4) 2.2.1主函数伪代码算法.............................................. 错误!未定义书签。 2.2.2延迟时间函数伪代码算法?6 2.2.3 FIFO算法的伪代码?7 2.2.4LRU算法的伪代码 (7) 10 2.2.5 OPT算法的伪代码? 3 函数调用关系图................................................................................................... 12 3.1函数声明?12 3.1.1主要算法函数...................................................... 错误!未定义书签。

(完整版)页面置换算法C语言

页面置换算法的演示 一.题目要求: 设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法的具体实现过程,并计算访问命中率: 要求设计主界面以灵活选择某算法,且以下算法都要实现 1) 最佳置换算法(OPT):将以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再 被访问的页面换出。 2) 先进先出算法(FIFO):淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留 时间最久的页面予以淘汰。 3) 最近最久未使用算法(LRU):淘汰最近最久未被使用的页面。 4) 最不经常使用算法(LFU) 二.实验目的: 1、用C语言编写OPT、FIFO、LRU,LFU四种置换算法。 2、熟悉内存分页管理策略。 3、了解页面置换的算法。 4、掌握一般常用的调度算法。 5、根据方案使算法得以模拟实现。 6、锻炼知识的运用能力和实践能力。 三.相关知识: 1.虚拟存储器的引入: 局部性原理:程序在执行时在一较短时间内仅限于某个部分;相应的,它所访问的存储空间也局限于某个区域,它主要表现在以下两个方面:时间局限性和空间局限性。 2.虚拟存储器的定义: 虚拟存储器是只具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。 3.虚拟存储器的实现方式: 分页请求系统,它是在分页系统的基础上,增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页面形式虚拟存储系统。 请求分段系统,它是在分段系统的基础上,增加了请求调段及分段置换功能后,所形成的段式虚拟存储系统。 4.页面分配: 平均分配算法,是将系统中所有可供分配的物理块,平均分配给各个进程。 按比例分配算法,根据进程的大小按比例分配物理块。

考虑优先的分配算法,把内存中可供分配的所有物理块分成两部分:一部分按比例地分配给各进程;另一部分则根据个进程的优先权,适当的增加其相应份额后,分配给各进程。 5.页面置换算法: 常用的页面置换算法有OPT、FIFO、LRU、Clock、LFU、PBA等。 四.设计思想: 选择置换算法,先输入所有页面号,为系统分配物理块,依次进行置换:OPT基本思想: 是用一维数组page[pSIZE]存储页面号序列,memery[mSIZE]是存储装入物理块中的页面。数组next[mSIZE]记录物理块中对应页面的最后访问时间。每当发生缺页时,就从物理块中找出最后访问时间最大的页面,调出该页,换入所缺的页面。 【特别声明】 若物理块中的页面都不再使用,则每次都置换物理块中第一个位置的页面。 FIFO基本思想: 是用队列存储内存中的页面,队列的特点是先进先出,与该算法是一致的,所以每当发生缺页时,就从队头删除一页,而从队尾加入缺页。或者借助辅助数组time[mSIZE]记录物理块中对应页面的进入时间,每次需要置换时换出进入时间最小的页面。 LRU基本思想: 是用一维数组page[pSIZE]存储页面号序列,memery[mSIZE]是存储装入物理块中的页面。数组flag[10]标记页面的访问时间。每当使用页面时,刷新访问时间。发生缺页时,就从物理块中页面标记最小的一页,调出该页,换入所缺的页面。 五.流程图: 如下页所示

操作系统实验三(页面置换算法)实验报告剖析

实验三实验报告 实验源码: #include "stdio.h" #include #include #define DataMax 100 // 常量DataMax #define BlockNum 10 // 常量BlockNum int DataShow[BlockNum][DataMax]; // 用于存储要显示的数组 bool DataShowEnable[BlockNum][DataMax]; // 用于存储数组中的数据是否需要显示int Data[DataMax]; // 保存数据 int Block[BlockNum]; // 物理块 int count[BlockNum]; // 计数器 int N; // 页面个数 int M; // 最小物理块数 int ChangeTimes; // 缺页次数 void DataInput(); // 输入数据的函数 void DataOutput(); // 输出数据的函数 void FIFO(); // FIFO 函数 void Optimal(); // Optimal函数 void LRU(); // LRU函数 int main(int argc, char* argv[]) { DataInput(); int menu; while(true) { printf("\n* 菜单选择*\n"); printf("*******************************************************\n"); printf("* 1-Optimal *\n"); printf("* 2-FIFO *\n"); printf("* 3-LRU *\n"); printf("* 4-返回上一级*\n"); printf("* 0-EXIT *\n"); printf("*******************************************************\n"); scanf("%d",&menu);

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