页面置换算法实验报告
实验三2页面置换算法
实现难度：需要 对算法进行详细 设计和编程，需 要具备一定的计 算机科学和编程
知识。
可行性分析：通 过优化页面置换 算法可以提高系 统的性能和效率， 对于实际应用具
有重要意义。
实验三2的页面 置换算法优化建 议：可以考虑采 用更高效的算法 或数据结构，优 化算法的时间复 杂度和空间复杂
度。
实验三2的页面 置换算法优化效 果：通过实验验 证优化后的算法 是否能够提高系 统的性能和效率， 并分析优化效果。
页面置换次数：衡 量页面置换算法性 能的重要指标，指 在一段时间内页面 置换的次数。
算法复杂度：衡量 页面置换算法性能 的重要指标，指算 法的执行时间和空 间复杂度。
实验三2的页面置换算法性能测试结果
测试环境：实验三2的页面置换算法在高性 能计算机上运行，具有足够的内存和计算 能力。
测试数据集：使用大规模数据集进行测试， 包括各种不同类型和大小的页面请求序列。
总结与展望
第五章
总结实验三2的页面置换算法的实现过程和结果
实现过程：详细介绍了实验三2的页面 置换算法的实现过程，包括算法的基本 思想、数据结构的设计、主要功能的实 现等。
实验结果：通过实验验证了实验三2的 页面置换算法的有效性和优越性，包括 算法的时间复杂度、空间复杂度、置换 次数等方面的性能指标。
实验三2页面置换算 法
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汇报人：XX
目录
CONTENTS
01 页面置换算法的背景和意义 02 实验三2的页面置换算法实现 03 实验三2的页面置换算法性能分析 04 实验三2的页面置换算法优化建议
05 总结与展望
面置换算法的背景和意义
页面置换算法实验报告_4
页面置换算法实验报告院系:****************学院班级:***********姓名:***学号:************一、实验题目: 页面置换算法二. 实验目的：1.用C语言编写OPT、FIFO、LRU三种置换算法。
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. 实验内容及要求: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。
四、实验结果初始化结果1, 先进先出（FIFO）算法实验结果:2, 最近最久未使用（LRU）算法实验结果: 3, 最佳使用法（OPT）实验结果:五、实验总结选择置换算法, 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[]存储页面号序列, memery[]是存储装入物理块中的页面。
数组next[]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。
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[]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[]存储页面号序列, memery[]是存储装入物理块中的页面。
页面置换算法模拟实验报告
if(block[i].timer >= block[pos].timer)
pos = i;//找到应予置换页面，返回BLOCK中位置
return pos;
}
void PRA::display(void)
{
for(int i=0; i<Bsize; i++)
}
}
int PRA::findSpace(void)
{
for(int i=0; i<Bsize; i++)
if(block[i].content == -1)
return i;//找到空闲内存，返回BLOCK中位置
return -1;
}
int PRA::findExist(int curpage)
{
if(exist != -1)
{
cout<<"不缺页"<<endl;
}
else
{
space = findSpace();
if(space != -1)
{
block[space] = page[i];
display();
}
else
{
for(int k=0; k<Bsize; k++)
for(int j=i; j<Psize; j++)
int findReplace(void); //查找应予置换的页面
void display(void); //显示
void FIFO(void);//FIFO算法
【精品】页面置换算法实验报告
【精品】页面置换算法实验报告一、实验目的了解操作系统中的页面置换算法，并实现FIFO、LRU和Clock算法。
二、实验原理页面置换算法是操作系统中用到的一种算法，其作用是在内存不够用时，选择牺牲已经在内存中的一些页，腾出更多的空间给新的内容。
本次实验主要实现了FIFO、LRU和Clock算法。
1、FIFO算法FIFO算法是最简单的页面置换算法，它采用先进先出的原则，即最先进入内存的页面应该最早被替换出去。
该算法的实现非常简单，只需要维护一个队列即可。
当需要置换页面时，选择队列的第一个页面进行替换即可。
2、LRU算法LRU算法是Least Recently Used的缩写，即最近最少使用算法。
该算法的核心思想是选择最久没有被使用的页面进行替换。
为了实现该算法，需要维护记录页面使用时间的链表、栈或队列等结构。
3、Clock算法Clock算法也叫做二次机会算法，是一种改良的FIFO算法。
它是基于FIFO算法的思想，并且每个页面都设置了一个使用位（use bit），用于记录该页面是否被使用过。
当需要置换一个页面时，检查该页面的使用位，如果该页面的使用位为1，则将该页面的使用位设置为0并移到队列的末尾，表示该页面有“二次机会”继续待在内存中；如果该页面的使用位为0，则选择该页面进行替换。
三、实验过程本次实验采用Python语言实现页面置换算法，并使用样例进行测试。
1、FIFO算法实现FIFO算法的实现非常简单，只需要用一个队列来维护已经在内存中的页面，当需要置换页面时，选择队列的第一个元素即可。
代码如下：```pythonfrom collections import dequeclass FIFO:def __init__(self, frame_num):self.frame_num = frame_numself.frames = deque(maxlen=frame_num)def access(self, page):if page in self.frames:return Falseif len(self.frames) >= self.frame_num:self.frames.popleft()self.frames.append(page)return True```2、LRU算法实现LRU算法的实现需要维护一个记录页面使用时间的链表或队列。
操作系统实验五报告 页面置换算法
四、程序流程图
（1）程序流程
父进程： ①随机产生内存访问页面序列，存于数组 Acess_Series[total_instruction]中 ②数据结构 M_Frame 的初始化 ③分别创建两个子进程。 ④等待子进程执行结束，退出。 子进程： ①读序列 Acess_Series[]，若序列中已无下一个元素，转 5） ；否则，取出页面序列中的下 一个元素作为下次要访问的页面； ②如果待访问的页面在内存中 （即在 M_Frame[]中找到） ， 则不发生缺页， 命中率加 1， 转① ， 注意 LRU 算法中要调整该页在数组中的位置； ③否则就 要将这页调入 内存，通过修 改相应的数据 结构 M_Frame[]反映出 来。首先看 M_Frame[]中有无空闲页面，如果有，将待访问页面的页号以及被占用的信息写入数组中适 当位置，并统计缺页情况，缺页次数 diseffect 加 1，返回① ； ④如果 M_Frame[]中的所有页面均被占满，则淘汰 M_Frame[0]，装入待访问页，重新调整各
页面在数组中的位置。并统计缺页情况，缺页次数 diseffect 加 1，返回① ； ⑤所有页面均已访问完成，统计命中率或缺页率；
（2）程序流程图
五、数据结构
数组 Acess_Series[]中存放内存页面访问的序列：int Acess_Series[10]; 结构数组 M_Frame[]记录为进程分配的内存页面的使用情况，在 M_Frame[]中 page_no 记录页面号，flag 记录页面是否缺页。 struct one_frame { int page_no; char flag; };
程之间的关系及其并发执行。 （2）理解内存页面调度的机理。 （3）掌握页面置换算法及其实现方法。 （4）培养综合运用所学知识的能力。 （5）页面置换算法是虚拟存储管理实现的关键，通过本次试验理解内存页面调度的机制， 在模拟实现 FIFO、LRU 等经典页面置换算法的基础上，理解虚拟存储实现的过程。 （6）将不同的置换算法放在不同的子进程中加以模拟，培养综合运用所学知识的能力。
页面置换实验报告
计算机科学系实验报告书课程名：《操作系统》题目：虚拟存储器管理页面置换算法模拟实验班级：学号：姓名：一、实验目的与要求1.目的：请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之一。
通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟，有助于理解虚拟存储技术的特点，并加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。
2.要求：本实验要求使用C语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行、并在缺页中断发生时分别使用FIFO和LRU算法进行页面置换的情形。
其中虚页的个数可以事先给定（例如10个），对这些虚页访问的页地址流（其长度可以事先给定，例如20次虚页访问）可以由程序随机产生，也可以事先保存在文件中。
要求程序运行时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。
程序应允许通过为该进程分配不同的实页数，来比较两种置换算法的稳定性。
二、实验说明1．设计中虚页和实页的表示本设计利用C语言的结构体来描述虚页和实页的结构。
在虚页结构中，pn代表虚页号，因为共10个虚页，所以pn的取值范围是0—9。
pfn 代表实页号，当一虚页未装入实页时，此项值为-1；当该虚页已装入某一实页时，此项值为所装入的实页的实页号pfn。
time项在FIFO算法中不使用，在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。
在实页结构中中，pn代表虚页号，表示pn所代表的虚页目前正放在此实页中。
pfn代表实页号，取值范围（0—n-1）由动态指派的实页数n所决定。
next是一个指向实页结构体的指针，用于多个实页以链表形式组织起来，关于实页链表的组织详见下面第4点。
2．关于缺页次数的统计为计算命中率，需要统计在20次的虚页访问中命中的次数。
为此，程序应设置一个计数器count，来统计虚页命中发生的次数。
每当所访问的虚页的pfn项值不为-1，表示此虚页已被装入某实页内，此虚页被命中，count加1。
最终命中率=count/20*100%。
3．LRU算法中“最近最久未用”页面的确定为了能找到“最近最久未用”的虚页面，程序中可引入一个时间计数器countime，每当要访问一个虚页面时，countime的值加1，然后将所要访问的虚页的time项值设置为增值后的当前countime值，表示该虚页的最后一次被访问时间。
页面置换实习报告
页面置换实习报告在计算机系统中，页面置换是一项至关重要的内存管理技术。
为了更深入地理解和掌握这一技术，我进行了相关的实习。
一、实习目的页面置换的目的在于当内存空间不足时，将一些暂时不使用的页面换出到外存，以腾出空间给当前需要的页面。
通过这次实习，我希望能够：1、深入理解页面置换算法的工作原理和特点。
2、掌握不同算法在实际应用中的性能差异。
3、提高自己的编程能力和问题解决能力。
二、实习环境本次实习使用的编程语言为 Python，开发环境为 PyCharm。
操作系统为 Windows 10。
三、页面置换算法简介1、先进先出（FIFO）算法FIFO 算法是最简单的页面置换算法之一。
它总是淘汰最先进入内存的页面。
这种算法实现简单，但可能会导致一些频繁使用的页面被过早置换出去。
2、最近最久未使用（LRU）算法LRU 算法根据页面最近的使用情况来决定置换。
即淘汰最长时间未被使用的页面。
该算法性能较好，但实现相对复杂，需要记录页面的使用时间。
3、最优置换（OPT）算法OPT 算法是一种理论上的最优算法，它淘汰未来最长时间内不会被使用的页面。
然而，由于在实际中无法准确预测未来的页面使用情况，所以该算法更多地用于理论分析。
四、实习过程1、算法实现首先，我使用 Python 实现了上述三种页面置换算法。
在实现过程中，我使用了数据结构来存储页面的相关信息，并通过模拟页面的调入和调出过程来计算缺页次数。
以 FIFO 算法为例，我使用一个队列来存储页面进入内存的顺序。
当需要置换页面时，将队首的页面淘汰。
2、性能测试为了比较不同算法的性能，我设计了一系列的测试用例。
测试用例包括不同的页面访问序列和不同的内存大小。
通过运行测试用例，我记录了每种算法在不同情况下的缺页次数。
3、结果分析对测试结果进行分析是实习的重要环节。
我发现，在不同的页面访问模式下，不同算法的表现差异较大。
例如，当页面访问序列具有局部性时，LRU 算法的表现通常优于FIFO 算法。
实验报告页面置换算法(c语言实现)
实验三页面置换算法#include<iostream.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <stdio.h>#define L 20int M; struct Proi nt num,time;};I nput(int m,Pro p[L]){i nt i,j,c;c out<<"请输入实际页面走向长度L(15<=L<=20)：";d o{c in>>m;i f(m>20||m<15)cout<<"实际页面长度须在15～20之间;请重新输入L：";e lse break;}while(1);j=time(NULL);s rand(j);c out<<"输出随机数: ";f or(i=0;i<m;i++){p[i].num=rand( )%10+1;p[i].time=0;c out<<p[i].num<<" ";}c out<<endl;r eturn m;}v oid print(Pro *page1){P ro *page=new Pro[M];p age=page1;f or(int i=0;i<M;i++)i f(page[i].num==-1)c out<<" ";e lsec out<<page[i].num<<" ";c out<<"√"<<endl;}i nt Search(int e,Pro *page1 ){P ro *page=new Pro[M];p age=page1;f or(int i=0;i<M;i++) if(e==page[i].num) return i; r eturn -1;}i nt Max(Pro *page1){}i nt Count(Pro *page1,int i,int t,Pro p[L]){}i nt main(){i nt c;i nt m=0,t=0;f loat n=0;P ro p[L];c out<<"********************************************* "<<endl;c out<<" * 页式存储管理*"<<endl;c out<<"********************************************* "<<endl;c out<<"请输入可用内存页面数m(3～5): ";d o{c in>>M;i f(M>5||M<3)c out<<"内存块M须在3～5之间，请重新输入M：";e lse break;}while(1);m=Input(m,p);P ro *page=new Pro[M];c out<<"^-^欢迎进入操作系统界面^-^"<<endl;c out<<"1:FIFO页面置换"<<endl;c out<<"2:LRU页面置换"<<endl;c out<<"3:OPT页面置换"<<endl;c out<<"4:退出"<<endl;d o{c out<<"按1～4键操作："<<endl;c in>>c;s ystem("cls");f or(int i=0;i<M;i++){p age[i].num=-1;p age[i].time=m-1-i;}i=0;i f(c==1){n=0;c out<<"******************************************"<<endl;c out<<endl;c out<<" FIFO算法页面置换情况如下: "<<endl;cout<<endl;c out<<"******************************************"<<endl;w hile(i<m){i f(Search(p[i].num,page)>=0) {cout<<p[i].num<<" "; p[i].numc out<<"不缺页"<<endl;i++;}e lse {i f(t==M)t=0;e lse{n++;p age[t].num=p[i].num;c out<<p[i].num<<" ";p rint(page);t++;i++;}}}c out<<"缺页次数："<<n<<" }i f(c==2){n=0;c out<<"******************************************"<<endl;c out<<endl;c out<<" LRU算法页面置换情况如下: "<<endl;c out<<endl;c out<<"******************************************"<<endl;w hile(i<m){i nt a;t=Search(p[i].num,page);i f(t>=0){p age[t].time=0;for(a=0;a<M;a++)i f(a!=t)page[a].time++;cout<<p[i].num<<" ";c out<<"不缺页"<<endl;}e lse{n++; t=Max(page);page[t].num=p[i].num; page[t].time=0;cout<<p[i].num<<" ";p rint(page);f or(a=0;a<M;a++)i f(a!=t)page[a].time++;}i++;}c out<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl;}i f(c==3){n=0;c out<<"******************************************"<<endl;c out<<endl;c out<<" OPT算法置换情况如下:"<<endl;c out<<endl;c out<<"******************************************"<<endl;w hile(i<m){i f(Search(p[i].num,page)>=0){c out<<p[i].num<<" ";c out<<"不缺页"<<endl;i++;}e lse{i nt a=0;f or(t=0;t<M;t++)i f(page[t].num==0)a++;if(a!=0) {i nt q=M;f or(t=0;t<M;t++)i f(page[t].num==0&&q>t)q=t;p age[q].num=p[i].num;n++;c out<<p[i].num<<" ";p rint(page);i++;}e lse{i nt temp=0,s;f or(t=0;t<M;t++)i f(temp<Count(page,i,t,p)){t emp=Count(page,i,t,p);s=t;}page[s].num=p[i].num;n++;c out<<p[i].num<<" ";p rint(page);i++;}}}c out<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl;}i f(c==4){c out<<" ^-^再见！^-^ "<<endl;}}while(c==1||c==2||c==3||c==4);r eturn 0;}结果：完成相关实验并且获得预期结果.。
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页面置换算法实验报告
一、实验内容
本次实验主要围绕页面置换算法进行，以实验课本的实例介绍，采用FIFO页面置换算法对后面提到的参数进行置换，最终得出页面置换的结果和比较所得结果。
二、实验步骤
(一) 熟悉FIFO算法
首先是要了解FIFO页面置换算法，FIFO全称（First In First Out），按页面进入内存的顺序来替换相应内存页面，先进先出，将先进入内存的页面先替换出去。
(二) 阅读实验课本
在阅读实验课本之前要先熟悉实验书上所介绍的FIFO算法，然后在实验书上找出需要做的实验，并对实验环境和表格进行观察，掌握实验的基本内容。
(三) 开始页面置换
在开始实验之前，熟悉实验环境，根据实验书上的参数，首先模拟进程分配内存，根据FIFO算法去进行计算，根据上表中的参数去比较，最后得出最终结果。
(四) 在本次实验的补充
这次实验中，可以把FIFO的概念应用到实际应用中，也可以模拟不同情况，例如改变页面的大小，观察不同页面置换算法的结果，实验出最合适的结果。
三、实验结论
本次实验是为了了解FIFO页面置换算法，实验出最终的结果，最后得出页面置换的结果及比较结果。