请求页式管理缺页中断模拟设计--+LRU、随机淘汰算法

学号：0120610340231

课程设计

题目请求页式管理缺页中断模拟设计--

LRU、随机淘汰算法

学院计算机学院

专业计算机科学与技术

班级计算机0602

姓名朱林

指导教师王红霞

2009 年01 月08 日

课程设计任务书

学生姓名：朱林专业班级：计算机0602

指导教师：王红霞工作单位：计算机科学与技术学院题目:请求页式管理缺页中断模拟设计-- LRU、随机淘汰算法

初始条件：

1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，了解有关虚拟存储器、页式存储管理等概念，并体会和了解缺页和页面置换的具体实施方法。

2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1．实现指定淘汰算法。能够处理以下的情形：

⑴能够输入给作业分配的内存块数；

⑵能够输入给定的页面，并计算发生缺页的次数以及缺页率；

⑶缺页时，如果发生页面置换，输出淘汰的页号。

2．设计报告内容应说明：

⑴需求分析；

⑵功能设计（数据结构及模块说明）；

⑶开发平台及源程序的主要部分；

⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；

⑸自我评价与总结：

错误！未找到引用源。）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；

错误！未找到引用源。）什么地方做得不太好，以后如何改正；

错误！未找到引用源。）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和

教训）；

错误！未找到引用源。）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；

错误！未找到引用源。）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。

时间安排：

设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。

周2、周3：完成程序调试及测试。

周4、周5：验收、撰写课程设计报告。

（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

开始

请求页面序

列结束？

内存块已满？

利用替换算法，选择内存块中应该被替换的页面进行替换，修改页表

选择将要调入页面

放入未被占用的内存块中,修改页

表

N

Y

N

结束

Y 页面在内存中？

N Y

请求页式管理缺页中段模拟设计 ——LRU 、随机淘汰算法

1需求分析

用一种计算机高级语言来实现请求页式管理缺页中段模拟设计的LRU 和随机淘汰算

法，设计要求如下：

⑴ 能够输入给作业分配的内存块数；

⑵ 能够输入给定的页面，并计算发生缺页的次数以及缺页率； ⑶ 缺页时，如果发生页面置换，输出淘汰的页号。 请求分页流程图：

2功能设计

2.1数据结构

（1）用结构体定义页表表项：

struct page

{

int page_num; //页面号

int memory_num; //页面对应的内存物理块号

int flag; //状态标志，判断页面是否在内存

};

(2)算法中涉及到的主要变量：

int page_size; //给定的页面数

int memory_size; //给定的内存物理块数

int *page_array, //存放页面的输入序列

int *memory; //存放内存物理块的序列

int lacktime; //缺页次数

int page; //当前页面号

int *save；//保存被淘汰的页面号(随机算法中)

int *change_page; //保存被淘汰的页面号(LRU算法中)

int *weight; //记录内存中页面的存在次数(LRU算法中)

bool in; //标志页面是否在内存中(LRU算法中)

2.2模块说明

(3)LRU淘汰算法

void LRU()

{

用一个整形指针change_page保存被淘汰的页面号；

用一个整形指针weight记录内存中各页面的存在次数；

a.若当前页在内存中，置in的值为1；

b.若当前页不在内存中且内存已满，lacktime加1，比较内存中的页面

的weight值，weight值最大的那个页面即为将要被淘汰的页，然后将

当前页装入内存，并修改当前页和被淘汰页的页表内容；

c.若当前页不在内存中且内存未满，lacktime加1，将此页装入内存，

并修改页表表项的内容；

输出lacktime的值，缺页率和被淘汰的页面号；

}

(4)随机淘汰算法

void random()

{

用一个整形指针save保存被淘汰的页面号；

do

{

a.若当前页面在内存中，输出相关信息；

b.若当前页面不在内存中，lacktime加1，将此页面装入内存，并修

改页表表项的相应内容；

}while(内存未满)

当内存已满时：

a.若当前页面在内存中，输出相关信息；

b.若当前页面不在内存中，lacktime加1，随机淘汰内存中的一个页

面，将被淘汰的页面号保存在save中，并修改被淘汰和当前页面

在页表中的相应内容；

输出lacktime的值，缺页率和被淘汰的页面号；

}

3开发平台及源程序主要部分

3.1开发平台

（1）使用系统：Windows XP

（2）使用语言：C++

（3）开发工具：Visual C++ 6.0