设计页面置换算法

页面置换算法是一种操作系统中用于管理主存储器中的页面的算法。其目的是将内存中的页面按照一定的策略换入换出，以实现最大限度地利用有限的内存资源。

常见的页面置换算法包括：

1. 先进先出（FIFO）：按照页面进入内存的先后顺序进行置换。当有新页面进入内存时，最早进入的页面将被置换出去。

2. 最近最久未使用（LRU）：根据页面最近一次被访问的时间来置换，越久未被访问的页面越容易被置换出去。

3. 最不经常使用（LFU）：根据页面被访问的频率来进行置换，访问频率最低的页面将被置换出去。

4. 时钟算法（Clock）：基于FIFO算法和页面访问位（经常

称为"使用/未使用"位）的思想。当某页面被访问时，将其对

应的访问位设置为"已使用"，当进行页面置换时，遇到"未使用"的页面会被置换出去。

5. 最佳（OPT）：理论上实现最佳页面置换算法，即置换那个最长时间内不会被访问的页面。但实际上需要通过预测或模拟来实现，难以在实时系统中使用。

除了上述常见的页面置换算法，还有很多其他的算法如最小页数（MTP）算法、工作集（WS）算法等。页面置换算法的选

择应根据具体的应用场景和需求来决定，权衡内存利用率、性能等因素。

最佳页面置换算法

最佳页面置换算法(Optimal)（非常专业）评价一个算法的优劣,可通过在一个特定的存储访问序列（页面走向）上运行它，并计算缺页数量来实现。1 先入先出法（FIFO）最简单的页面置换算法是先入先出（FIFO）法。这种算法的实质是，总是选择在主存中停留时间最长（即最老）的一页置换，即先进入内存的页，先退出内存。理由是：最早调入内存的页，其不再被使用的可能性比刚调入内存的可能性大。建立一个FIFO队列，收容所有在内存中的页。被置换页面总是在队列头上进行。当一个页面被放入内存时，就把它插在队尾上。这种算法只是在按线性顺序访问地址空间时才是理想的，否则效率不高。因为那些常被访问的页，往往在主存中也停留得最久，结果它们因变“老”而不得不被置换出去。 FIFO的另一个缺点是，它有一种异常现象，即在增加存储块的情况下，反而使缺页中断率增加了。当然，导致这种异常现象的页面走向实际上是很少见的。现在来看下4块的情况： 0 1 2 3 2 1 3 2 5 2 3 6 2 1 4 2 【解答】刚开始内存并没有这个作业，所以发生缺页中断一次。作业的0号页进入内存。(1次缺页中断) 而页1又不在内存，又发生缺页中断一次。作业页1进入内存。(2次缺页中断) 页2不在内存，发生缺页中断。页2进入内存。 (3次缺页中断) 页3不在内存，发生缺页中断。页3进入内存。 (4次缺页中断) 接下来调入页2，页1，页3，页2。由于都在内存中，并不发生缺页中断。页5不在内存，发生缺页中断。页5进入内存，页5置换页0。 (5次缺页中断) 接下来调入页2，页3。由于都在内存中，并不发生缺页中断。页6不在内存，发生缺页中断。页6进入内存。页6置换页1。 (6次缺页中断) 页2在内存，不发生缺页中断。页1不在内存(在发生第6次缺页中断时被置换了)，发生缺页中断。页1进入内存，页2被置换。 (7次缺页中断) 页4置换页3，页4进入内存。 (8次缺页中断) 现在调入页2，但页2在发生第7次缺页中断时被置换掉了。现在页2进入内存，其置换页5。(因为这个时候是页5最先进入内存。)(9次缺页中断) 2 最优置换算法（OPT）最优置换（Optimal Replacement）是在理论上提出的一种算法。其实质是：当调入新的一页而必须预先置换某个老页时，所选择的老页应是将来不再被使用，或者是在最远的将来才被访问。采用这种页面置换算法，保证有最少的缺页率。但是最优页面置换算法的实现是困难的，因为它需要人们预先就知道一个进程整个运行过程中页面走向的全部情况。不过，这个算法可用来衡量（如通过模拟实

页面置换算法

页面置换算法 2008-03-01 22:30 评价一个算法的优劣,可通过在一个特定的存储访问序列（页面走向）上运行它，并计算缺页数量来实现。 1 先入先出法（FIFO）最简单的页面置换算法是先入先出（FIFO）法。这种算法的实质是，总是选择在主存中停留时间最长（即最老）的一页置换，即先进入内存的页，先退出内存。理由是：最早调入内存的页，其不再被使用的可能性比刚调入内存的可能性大。建立一个FIFO队列，收容所有在内存中的页。被置换页面总是在队列头上进行。当一个页面被放入内存时，就把它插在队尾上。这种算法只是在按线性顺序访问地址空间时才是理想的，否则效率不高。因为那些常被访问的页，往往在主存中也停留得最久，结果它们因变“老”而不得不被置换出去。 FIFO的另一个缺点是，它有一种异常现象，即在增加存储块的情况下，反而使缺页中断率增加了。当然，导致这种异常现象的页面走向实际上是很少见的。 2 最优置换算法（OPT）最优置换（Optimal Replacement）是在理论上提出的一种算法。其实质是：当调入新的一页而必须预先置换某个老页时，所选择的老页应是将来不再被使用，或者是在最远的将来才被访问。采用这种页面置换算法，保证有最少的缺页率。但是最优页面置换算法的实现是困难的，因为它需要人们预先就知道一个进程整个运行过程中页面走向的全部情况。不过，这个算法可用来衡量（如通过模拟实验分析或理论分析）其他算法的优劣。 3 最久未使用算法（LRU） FIFO算法和OPT算法之间的主要差别是，FIFO算法利用页面进入内存后的时间长短作为置换依据，而OPT算法的依据是将来使用页面的时间。如果以最近的过去作为不久将来的近似，那么就可以把过去最长一段时间里不曾被使用的页面置换掉。它的实质是，当需要置换一页时，选择在最近一段时间里最久没有使用过的页面予以置换。这种算法就称为最久未使用算法（Least Recently Used，LRU）。LRU算法是与每个页面最后使用的时间有关的。当必须置换一个页面时，LRU算法选择过去一段时间里最久未被使用的页面。 LRU算法是经常采用的页面置换算法，并被认为是相当好的，但是存在如何实现它的问题。LRU算法需要实际硬件的支持。其问题是怎么确定最后使用时间的顺序，对此有两种可行的办法：（1）计数器。最简单的情况是使每个页表项对应一个使用时间字段，并给CPU 增加一个逻辑时钟或计数器。每次存储访问，该时钟都加1。每当访问一个页面时，时钟寄存器的内容就被复制到相应页表项的使用时间字段中。这样我们就可以始终保留着每个页面最后访问的“时间”。在置换页面时，选择该时间值最小的页面。这样做，不仅要查页表，而且当页表改变时（因CPU调度）要维护这个页表中的时间，还要考虑到时钟值溢出的问题。

FIFO页面置换算法

先进先出页面置换算法一、基本思想：先进先出页面置换算法，该算法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。该算法是用C语言实现的，其中页面置换是通过数组实现的。二、源程序代码： #include #define M 20 //要访问的页面数 #define N 3 //内存容量 void FIFO(int a[N],int b[M]) { int i,j,k; int c[M]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; float s; for(i=0;i

if(c[j]==1) { for(i=0;i

fifo 页面置换算法

fifo 页面置换算法页面置换算法是操作系统中一种重要的内存管理技术，用于决定当内存中某个时间点所包含的页面（即帧）数量大于物理内存容量时，应该淘汰哪个页面，以便为新的页面腾出空间。FIFO （FirstInFirstOut，先进先出）页面置换算法是一种常见的算法，其基本思想是优先淘汰最先进入内存的页面。一、算法原理 FIFO页面置换算法的基本原理是，当需要为新的页面分配内存时，选择最早进入内存的页面进行淘汰。这种算法的优点是实现简单，缺点是对频繁调用的页面影响较大，因为这些页面最先进入内存，所以被淘汰的可能性也较大。但是它能够确保被淘汰的页面是最早进入内存的页面，因此它能够提供一定的公平性。二、算法步骤 FIFO页面置换算法的实施步骤如下： 1.记录每个页面进入和离开内存的时间； 2.当需要为新的页面分配内存时，比较该页面与其最先进入内存的时间； 3.优先淘汰最先进入内存的页面； 4.将新页面放入空出的帧中。三、算法优缺点 1.优点： a.实现简单，易于实现； b.在许多场景下能提供较好的性能； c.有利于保持页面的有序性。

2.缺点： a.频繁调用的页面被淘汰的可能性较大，可能导致频繁的页面加载和卸载操作； b.对于某些应用场景可能不够高效，因为一些页面可能长时间在内存中占据空间，而不会被频繁使用。因此需要对其进行优化，以便在减少页面的浪费和提高系统性能之间找到平衡。四、应用场景 FIFO页面置换算法适用于各种操作系统和应用程序，包括但不限于Web服务器、数据库系统、桌面环境等。它尤其适用于那些对响应速度要求较高且对内存使用效率要求不高的场景。例如，一些网页浏览、邮件阅读等应用场景，由于页面加载频率较高，FIFO算法可能会影响性能。五、总结总的来说，FIFO页面置换算法是一种简单易行的内存管理技术，但在实际应用中需要根据具体场景进行优化。在实际操作中，需要根据应用的特点和需求选择合适的页面置换算法，以提高系统的性能和稳定性。同时，对于内存管理技术的研究和应用，还需要不断探索和创新，以适应日益复杂的计算机系统需求。此外，为了提高系统的性能和稳定性，还可以考虑使用其他一些优化技术，如页替换策略的多样化、内存容量的动态扩展、缓存技术的使用等。

opt页面置换算法例题详解(一)

opt页面置换算法例题详解(一) OPT页面置换算法例题解析 1. 引言页面置换算法是操作系统中用于管理虚拟内存的重要算法之一。OPT（Optimal）算法是一种最佳的页面置换算法，它通过预测未来的访问情况，选择未来最长时间不会被访问的页面进行置换。本文将通过一个例题来详细解释OPT算法的工作原理。 2. 例题描述假设一个进程的虚拟内存中有5个页面，分别编号为1、2、3、4、5。设进程的页面访问序列为1、2、1、4、5、1、2、4、3、5。物理内存中的页面数为3，初始时物理内存为空。 3. 解题步骤 Step 1: 遍历页面访问序列，将每个页面的下一次访问时间记录下来。 •页面1的下一次访问时间是2 •页面2的下一次访问时间是7 •页面3的下一次访问时间是8 •页面4的下一次访问时间是4

•页面5的下一次访问时间是9 Step 2: 依次访问页面，并进行页面置换。 •访问页面1，物理内存为空，将页面1放入物理内存。 •访问页面2，物理内存中只有页面1，将页面2放入物理内存。•访问页面1，物理内存中已有页面1和页面2，无需置换。 •访问页面4，物理内存中已有页面1和页面2，将页面4放入物理内存，并移除最长时间不会被访问的页面。 •访问页面5，物理内存中已有页面1、2和4，将页面5放入物理内存，并移除最长时间不会被访问的页面。 •访问页面1，物理内存中已有页面2、4和5，无需置换。 •访问页面2，物理内存中已有页面2、4和5，无需置换。 •访问页面4，物理内存中已有页面2、4和5，无需置换。 •访问页面3，物理内存中已有页面2、4和5，将页面3放入物理内存，并移除最长时间不会被访问的页面。 •访问页面5，物理内存中已有页面4、3和5，无需置换。 4. 结果分析根据以上步骤，使用OPT算法得到的页面置换序列为：1、2、X、4、5、X、X、X、3、X，其中X表示发生页面置换。经过计算，OPT算法的页面命中次数为6次，缺页次数为4次。

NUR页面置换算法

NRU页面置换算法 1）假设每个页面中可存放10条指令，分配给作业的内存块数为4。 2）用C语言模拟一个作业的执行过程，该作业共有320条指令，即它的地址空间为32页，目前它的所有页都还未调入内存。在模拟过程中，如果所访问的指令已在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时需记录缺页的次数，并将相应页调入内存。如果4个内存块均已装入该作业，则需进行页面置换，最后显示其物理地址，并转下一条指令。在所有320指令执行完毕后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 3)置换算法：最近最不经常使用（NRU）算法。 #include #include #include #define N 4 #define size 320 typedef struct Page{ int page_num; int flag_A; //访问位 int flag_M; //修改位 int read_or_write; //0表示不被修改,1表示被修改 }PAGE; typedef struct Block{ int block_num; //块号 PAGE page; //所装页的信息 struct Block *next; }BLOCK,*BLOCKLIST; typedef struct instruct{ //指令数据结构 int address; //指令地址 PAGE page; //对应页的信息 }INSTRUCTION,*INSTRUCTIONLIST; INSTRUCTION instructions[size];//定义320个指令 BLOCKLIST block_head; //块的头指针 int diseffect=0; //缺页次数 int blockSize=0; void Init_Instructions() { for(int i=0;i<320;i++) instructions[i].address=rand()%320; for(int k=0;k<320;k++){ instructions[k].page.page_num=(int)instructions[k].address/10; instructions[k].page.flag_A=0; instructions[k].page.read_or_write=rand()%2;

lru 页面置换算法

LRU 页面置换算法 1. 简介 LRU（Least Recently Used）页面置换算法是一种常用的操作系统内存管理算法，用于在内存不足时决定哪些页面应该被置换出去以腾出空间给新的页面。LRU算法基于一个简单的原则：最近最少使用的页面应该被置换。在计算机系统中，内存是有限的资源，而运行程序所需的内存可能超过可用内存大小。当系统发现没有足够的空闲内存来加载新页面时，就需要选择一些已经在内存中的页面进行替换。LRU算法就是为了解决这个问题而设计的。 2. 原理 LRU算法基于一个简单的思想：如果一个页面最近被访问过，那么它将来可能会再次被访问。相反，如果一个页面很久没有被访问过，那么它将来可能不会再次被访问。根据这个思想，LRU算法将最近最少使用的页面置换出去。具体实现上，可以使用一个数据结构来记录每个页面最近一次被访问的时间戳。当需要替换一页时，选择时间戳最早（即最久未访问）的页面进行替换即可。 3. 实现方式 LRU算法的实现可以基于多种数据结构，下面介绍两种常见的实现方式。 3.1 使用链表一种简单的实现方式是使用一个双向链表来记录页面的访问顺序。链表头部表示最近访问过的页面，链表尾部表示最久未被访问过的页面。每当一个页面被访问时，将其从原位置移动到链表头部。当需要替换一页时，选择链表尾部的页面进行替换。这种实现方式的时间复杂度为O(1)，但空间复杂度较高，为O(n)，其中n为内存中可用页面数。 class Node: def __init__(self, key, value): self.key = key self.value = value

页面置换算法代码实现(完整版)

实验原理：在内存运行过程中，假设其所要访问的页面不在内存而需要把他们调入内存，但内存已经没有空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中。但应将那个页面调出，需根据一定的算法来确定。通常，把选择换出页面的算法成为页面置换算法。置换算法的好坏，将直接影响到系统的性能。一个好的页面置换算法，应具有较低的页面更换频率。从理论上讲，应将那些以后不再会访问的页面置换出，或者把那些在较长时间内不会在访问的页面调出。目前存在着许多种置换算法〔如FIFO，OPT，LRU〕，他们都试图更接近理论上的目标。实验目的： 1．熟悉FIFO，OPT和LRU算法 2．比较三种算法的性能优劣实验内容：写出FIFO，OPT和LRU算法的程序代码，并比较它们的算法性能。实验步骤：代码如下： #include #define M 4 //物理页数 #define N 20 //需要调入的页数 typedef struct page { int num; int time; }Page; //物理页项，包括调入的页号和时间 Page mm[M]; //4个物理页

int queue1[20],queue2[20],queue3[20];//记录置换的页int K=0,S=0,T=0; //置换页数组的标识 int pos=0;//记录存在最长时间项 //初始化内存页表项及存储内存情况的空间 void INIT(){ int i; for(i=0;i max){ max=mm[i].time ; pos=i; } } return pos; } //检查最长时间不使用页面 int longesttime(int fold) {

页面置换算法实验内含完整代码

实验二存储管理一、实验目的通过模拟实现请求页式存储管理的几种大体页面置换算法，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大体页面置换算法的大体思想和实现进程，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、最近最久未利用算法（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、实验原理简述 U NIX中，为了提高内存利用率，提供了内外存进程对换机制；内存空间的分派和回收均以页为单位进行；一个进程只需将其一部份（段或页）调入内存即可运行；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份程序和数据时，发觉其所在页面不在内存，就当即提出请求（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，中断处置程序先保留现场，分析中断原因，转入缺页中断处置程序。该程序通过查找页表，取得该页所在外存的物理块号。若是现在内存未满，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。若是内存已满，则须按某种置换算法从内存当选出一页预备换出，是不是从头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。整个页面的调入进程对用户是透

明的。四、算法描述本实验的程序设计大体上依如实验内容进行。即便用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%的指令是均匀散布在前地址部份 C：25%的指令是均匀散布在后地址部份具体的实施方式是： A：在[0，319]的指令地址之间随机选取一路点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 E：在后地址[m’+2，319]中随机选取一条指令并执行 F：重复步骤A-E，直到320次指令（2）将指令序列变换为页地址流设：页面大小为1K；用户内存（页帧）容量为4页~32页；用户虚存容量为32K。在用户虚存中，按每K寄存10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的寄

虚拟内存的页面置换算法

虚拟内存的页面置换算法一、引言虚拟内存是计算机系统中的一种技术，它将计算机内存的管理从物理内存中分离出来，扩大了可用的内存空间。而虚拟内存的页面置换算法则是虚拟内存管理中的重要组成部分。本文将对虚拟内存的页面置换算法进行详细介绍。二、页面置换算法的作用在计算机系统中，虚拟内存的大小远远大于物理内存的大小。当系统运行的程序需要的内存超过物理内存的容量时，就需要将一部分数据从内存中置换出来，以腾出空间给新的数据。而页面置换算法就是决定哪些页面被置换出去的方法。三、常见的页面置换算法 1. 最佳(OPT)页面置换算法最佳算法是一种理想化的算法，它总是选择未来最长时间内不会被访问的页面进行置换。然而，由于无法预测未来的访问模式，最佳算法无法在实际系统中使用。 2. 先进先出(FIFO)页面置换算法 FIFO算法是一种简单的页面置换算法，它总是选择最早进入内存的页面进行置换。这种算法容易实现，但是它没有考虑到页面的访问模式，可能会导致较高的缺页率。

3. 最近最久未使用(LRU)页面置换算法 LRU算法是一种基于页面访问历史的页面置换算法，它总是选择最近最久未使用的页面进行置换。这种算法通常能够较好地预测未来的访问模式，但是实现起来较为复杂，需要维护一个访问历史记录。 4. 时钟(Clock)页面置换算法时钟算法是一种基于页面访问位的页面置换算法，它使用一个指针来指向内存中的页面，当需要置换页面时，检查指针指向的页面的访问位。如果访问位为0，则选择该页面进行置换；如果访问位为1，则将访问位置为0，并将指针移动到下一个页面。这种算法相对简单，并且能够较好地预测未来的访问模式。 5. 最不经常使用(LFU)页面置换算法 LFU算法是一种基于页面访问频率的页面置换算法，它总是选择访问频率最低的页面进行置换。这种算法能够较好地预测未来的访问模式，并且对于访问频率较低的页面有较好的效果。四、页面置换算法的评价指标评价一个页面置换算法的好坏通常使用缺页率来衡量。缺页率是指在一段时间内发生缺页的次数与内存访问次数的比值。缺页率越低，表示页面置换算法的效果越好。五、页面置换算法的选择选择合适的页面置换算法需要根据具体的应用场景来进行。如果应

简单的页面置换算法

简单的页面置换算法摘要：随着计算机技术和网络技术的飞速发展，我们每天都要对数据进行高频率的访问。数据通常都是被存在数据库中的，如果每次访问都需要从数据库中查询，这样会对数据库造成极大的压力，缓存机制很好地解决了这个问题。缓存机制是计算机内部一项十分重要的数据运行机制，缓存方式设计的好坏直接影响到计算机存取数据的速度，页面置换算法就是缓存机制很好的体现。本文主要介绍了页面置换算法的思想，重点介绍了三种页面置换算法的实现原理及置换过程，并且对比不同页面置换算法的优缺点。我们在选择使用某种算法时，要了解该算法是否适合我们的需求和业务场景，这样才能够较好地合理地使用算法。缓存机制被广泛的应用在互联网应用中。缓存机制实际上就是将我们认为将要被使用或者可能被使用的数据事先存放在内存中。这样，当需要获取该数据时，可以从内存中很快的读取该数据而不需要再从硬盘中读取数据，效率大大提升。本文将对缓存机制，特别是页面置换算法的原理进行分析介绍。 1.虚拟内存管理及页面置换介绍 1.1虚拟内存管理虚拟内存管理也是一种缓存机制，主要被用在执行程序需要的内存大于实际内存这种情况。计算机将实际内存和相对较大的外部存储空间共同构成一个远大于实际内存空间的虚拟内存。虚拟内存将程序执行所需要的存储空间分成若干个页和段，当程序需要某些段或页时，虚拟内存将这些段和页放置在内存中，不需要时，则将其移除到外部的存储空间。 1.2页面置换在虚拟内存管理中，当需要访问的页面不在内存中，便需要将它放入内存，但因为内存空间有限，不能够无限制地存放页面，所以系统必须从内存中调出其它页面放入硬盘的对换区中，以此保证系统及内存的正常运行。应当将哪一页调出，就必须按照一定的算法来确定，这样的调度算法就被称为页面置换算法【1】。 2.页面置换算法的原理随着时代的进步，计算机产业正在高速发展。人们使用计算机更加频繁，对于计算机性能的要求也在不断提高。我们希望我们使用互联网应用时能够很快的获取我们希望看到的页面数据。互联网应用为了保证我们的数据能够不被轻易丢失，所以数据都被存放在了数据库中，也可以被认为是被存放在了磁盘中。磁盘的读写速度和内存相比是很慢的，如果我们每次获取数据都从磁盘中去查询，很难较快的获取数据。所以缓存机制是计算机性能中尤为重要的一项，缓存系统设计的好坏将影响计算机存放和读取数据的速度，而速度的快慢则直接决定了用户的体验。有了这样的需求，页面置换算法便应运而生。好的页面置换算法，能让用户访问想要的页面时更加高效，并且能够最合理地选择被淘汰与被放入的页面。目前已经问世的页面置换算法有先进先出（FIFO）置换算法、最近最久未使用（LRU）置换算法以及基于LRU算法衍生出的最近最少使用（LFU）置换算法。下面重点对这三种页面置换算法进行介绍。 2.1先进先出（FIFO，First In First Out）置换算法 FIFO算法是最早出现的置换算法，该算法的原理是：先进入，先淘汰。即在每次需要进行页面置换时，总是优先淘汰进入时间最长的那个页面【2】。设计

(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） .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[1O]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

(完整word版)(流程图)页面置换算法课程设计11

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) 一、设计目的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。

操作系统课程设计-页面置换算法C语言

页面置换算法一．题目要求：通过实现页面置换算法的FIFO和LRU两种算法，理解进程运行时系统是怎样选择换出页面的，对于两种不同的算法各自的优缺点是哪些。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、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。