操作系统页面置换算法_课程设计论文
(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。
页面置换算法课程设计

页面置换算法课程设计一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度:知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标:使学生掌握页面置换算法的概念、原理和常见的算法,如FIFO、LRU、LFU 等。
2.技能目标:培养学生运用页面置换算法解决实际问题的能力,能够分析算法优缺点,并根据场景选择合适的算法。
3.情感态度价值观目标:培养学生对计算机科学领域的兴趣,激发学生探索和创新的精神,使其认识到算法在现代社会中的重要性。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分:1.页面置换算法的概念和背景知识,如虚拟存储器、分页系统等。
2.常见页面置换算法的原理和实现,如 FIFO、LRU、LFU 等。
3.页面置换算法的性能分析,包括优缺点、适用场景等。
4.结合实际案例,让学生了解页面置换算法在操作系统中的应用。
三、教学方法为了提高教学效果,本章节将采用多种教学方法:1.讲授法:用于讲解页面置换算法的概念、原理和性能分析。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解页面置换算法在操作系统中的应用。
3.实验法:安排实验课,让学生动手实现页面置换算法,提高其实际操作能力。
4.讨论法:学生分组讨论,比较不同页面置换算法的优缺点,培养学生独立思考和团队协作的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《操作系统原理与应用》等相关教材,提供理论知识基础。
2.参考书:提供 additional references for students who want to deepentheir understanding of the subject.3.多媒体资料:制作PPT课件,生动展示页面置换算法的原理和应用。
4.实验设备:提供计算机及相关设备,让学生进行实验操作。
五、教学评估本章节的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和积极性。
操作系统课设报告页面 置换,银行家

北华航天工业学院课程设计报告摘要操作系统是现代计算机系统中最基本和最重要的系统软件,大量应用软件和其它软件都直接依赖于操作系统的支持,取得它提供的服务。
其主要作用是管理好硬件和软件资源,合理地对各类作业进行调度,方便用户使用程序,且能够更好的管理处理器、存储器、I/O 设备及文件设备,提高它们的利用率和系统的吞吐量,为用户和应用程序提供一个简单的接口。
OS已经成为现代计算机系统、多处理机系统、计算机网络中都必须配置的系统软件。
本次课设对其中的两个算法虚拟内存中的页面置换和银行家算计进行了具体的编译,使其算法及应用更加清晰明白。
虚拟内存中的页面置换算法即为在进程运行过程中,若所要的访问页面不在内存,需要把它们调入内存,但内存没有空闲空间,系统必须从内存中调出一页程序或数据,送至磁盘对换区的一种选择换出页面的算法。
该置换算法的好坏,将直接影响系统的性能。
一个好的页面置换算法,具有较低的页面更换频率。
Dijkstra提出的银行家算法,是最具代表性的避免死锁的算法。
为实现银行家算法,每个新进程在进入系统时,必须申明在运行过程中,可能需要的每种资源类型的最大单元数目,其数目不应该超过系统所拥有的资源总量。
当进程请求一种资源时,系统必须首先确定是否有足够的资源分配给该进程。
若有,则再进行一步计算,在将这些资源分配给进程后,是否会使系统处于不安全状态,若不会,才将资源分配给它,否则让进程等待。
关键词:页面置换FIFO置换算法LRU置换算法缺页次数和频率安全状态安全序列银行家算法安全性算法目录第1章绪论 (1)1.1综述 (3)1.2设计内容与要求 (3)1.3设计目的 (4)第2章系统需求分析 (5)2.1题目描述 (5)2.2算法的产生 (5)第3章程序设计与实现 (6)3.1概要设计 (6)3.1.1算法思路 (6)3.1.2数据结构设计 (6)3.1.3程序模块设计 (7)3.2详细设计 (8)3.2.1算法实现描述 (8)第4章程序调试与运行 (9)4.1运行结果 (9)总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录1 (16)1.主界面 (16)附录2 (23)第1章绪论一个好的适宜的虚拟内存中的页面置换算法能减少“抖动”或将较长时间内不会再访问的页面调出,提高效率。
操作系统课程设计-页面置换算法

随机数发生器
#include <stdlib.h>
#include <time.h> //准备用时钟函数调用库函数
t=time(NULL);//取时钟时间并存入t调用库函数
srand(t);//用时间t初始化随机数发生器调用库函数
x=rand( )%10+1;//返回一个1~10之间的随机数
从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中,通常,把选择换出的页面的算法称为页面置换算法(Page-Replacement Algorithms)。进而页面置换算法模拟程序能客观的将其工作原理展现在我们面前。
1.2 任务分析
首先,定义宏变量,设置所占最大内存长度。编辑以时间为种子,初始化随即发生器。进行相关页面输入程序的编写以及页面的打印。尔后,寻找最近最近最久未使用的页面 、记录当前内存块中页面离下次使用间隔长度等相关程序的代码编写。最后,进行)FIFO、LRU、OPT三种算法的编写。
2.2操作界面和操作方法
*************页面置换算法算法演示****************
请首先输入页面走向长度L:
请首先输入页面数:
根据提示进入算法界面:
在如上的操作界面中分别按照提示进行输入,按回车键表示当前输入完毕,然后进行下个步骤的输入或者得到最终结果。
第3章设计描述
3.1方案设计
第二章需求分析
2.1需求说明
1.用随机数方法产生页面走向,页面走向长度为L。
2.根据页面走向,分别采用FIFO和LRU算法进行页面置换,统计缺页率;为简化操作,在淘汰一页时,只将该页在页表中抹去,而不再判断块和页表长度(作业的页面数)分别为m和k,初始时,作业页面都不在内存。
操作系统页面置换算法

哈尔滨理工大学课程设计(操作系统)题目:页式虚拟存储管理FIFO、LRU和OPT页面置换算法班级:计算机科学与技术学院计13-9班姓名:刘骐郡-1304010910指导教师:孙冬璞系主任:林克正2016年03月10日目录1 需求分析 (2)1.1 目的和要求 (2)1.2 研究内容 (2)2 概要设计 (2)2.1 FIFO算法 (3)2.2 LRU算法 (3)2.3 OPT算法 (3)2.4 输入新的页面引用串 (3)3 详细设计 (4)3.1 FIFO(先进先出)页面置换算法: (4)3.2 LRU(最近最久未使用)置换算法: (4)3.3 OPT(最优页)置换算法 (4)4 测试 (5)5 运行结果 (5)6 课程设计总结 (10)- I-页式虚拟存储管理FIFO、LRU和OPT页面置换算法1 需求分析1.1 目的和要求在熟练掌握计算机虚拟存储技术的原理的基础上,利用一种程序设计语言模拟实现几种置换算法,一方面加深对原理的理解,另一方面提高学生通过编程根据已有原理解决实际问题的能力,为学生将来进行系统软件开发和针对实际问题提出高效的软件解决方案打下基础。
1.2 研究内容模拟实现页式虚拟存储管理的三种页面置换算法(FIFO(先进先出)、LRU(最近最久未使用)和OPT(最长时间不使用)),并通过比较性能得出结论。
前提:(1)页面分配采用固定分配局部置换。
(2)作业的页面走向和分得的物理块数预先指定。
可以从键盘输入也可以从文件读入。
(3)置换算法的置换过程输出可以在显示器上也可以存放在文件中,但必须清晰可读,便于检验。
2 概要设计本程序主要划分为4个功能模块,分别是应用FIFO算法、应用LRU算法、应用OPT算法和页面引用串的插入。
2.1 FIFO算法该模块的主要功能是对相应页面引用串进行处理,输出经过FIFO算法处理之后的结果。
2.2 LRU算法理之后的结果。
2.3 OPT算法该模块的主要功功能是对相应的页面引用串进行处理,输出经过OPT算法处理之后的结果。
页面置换-操作系统课程设计

页面置换算法模拟1、设计目的通过请求页式管理方式中页面置换算法的模拟设计,了解虚拟存储的特点,掌握请求页式存储管理中的页面置换算法。
2、任务及要求2.1 设计任务模拟实现先进先出算法(FIFO)、最近最少使用算法(LRU)、最优页置换算法(OPT),并计算命中率。
2.2 设计要求2.2.1 首先用随机数生成函数产生“指令”序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,再计算不同算法下的命中率。
2.2.2 通过随机数产生一个指令序列,共产生400条。
其中50%的指令是顺序执行的,且25%的指令分布在前半部分地址空间,25%的指令分布在后半部分地址空间。
2.2.3 将指令地址流变换成页地址流2.2.4 循环运行,使用户内存容量从4到40,。
计算每个内存容量下不同页面置换算法的命中率。
3、算法及数据结构3.1算法的总体思想(流程)struct Pro{int num,time;};int a[total_instruction];int page[N];//调用函数int Search(int e,Pro *page1 ){Pro *page=new Pro[N];page=page1;for(int i=0;i<N;i++){if(e==page[i].num)return i;}return -1;}void Input(Pro p[total_instruction]){int m,i,m1,m2;srand((unsigned int )time(NULL));m=rand()%400;for(i=0;i<total_instruction;) //产生指令队列{if(m<0||m>399){printf("When i==%d,Error,m==%d\n",i,m);exit(0);}a[i]=m; //任选一指令访问点ma[i+1]=a[i]+1;a[i+2]=a[i]+2; //顺序执行两条指令m1=rand( )%m; //执行前地址指令m1a[i+3]=m1;a[i+4]=m1+1;a[i+5]=m1 + 2;//顺序执行两条指令m2 = rand()%(157-m1)+m1+3;a[i+6]=m2;if( (m2+2) > 159 ){a[i+7] = m2+1;i +=8;}else{a[i+7] = m2+1;a[i+8] = m2+2;i = i+9;}m = rand()%m2;}//forfor(i=0;i<total_instruction;i++) //将指令序列变换成页地址流{p[i].num=a[i]/10;p[i].time = 0;}}3.2先进先出算法(FIFO)模块3.2.1 功能根据页地址流,采用先进先出的算法进行页面置换。
操作系统课程设计--页面置换算法的模拟实现_
操作系统课程设计--页面置换算法的模拟实现_ 题目: 页面置换算法的模拟实现_专业计算机科学与技术学生姓名班级学号指导教师发放日期信息工程学院目录1 概述 ..................................................................... .........................................................................12 设计原理 ..................................................................... .. (1)2.1 先进先出(FIFO)算法 ..................................................................... ...................................... 1 2.2 最近最久未使用(LRU)算法 ..................................................................... .......................... 1 3 详细设计与编码 ..................................................................... ..................................................... 2 3.1 模块设计 ..................................................................... .. (2)3.2 系统详细设计 ..................................................................... ...................................................... 2 4 结果与分析 ..................................................................... . (4)4.1 测试方案 ..................................................................... .. (4)4.2 测试结果 ..................................................................... .. (5)4.3测试结果分析 ..................................................................... . (8)5 设计小结 ..................................................................... .. (8)6 参考文献 ..................................................................... .. (9)附录程序代码 ..................................................................... (10)操作系统课程设计(2015)页面置换算法的模拟实现1 概述在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在内存所需把他们调入内存,但内存已无空闲时,为了保证进程能够正常运行,系统必须从内存中调入一页程序或数据送磁盘的对换区中。
操作系统课程设计页面置换算法
操作系统课程设计说明书题目: 页面置换算法程序设计院系:计算机科学与工程专业班级:学号:学生姓名:指导教师:2014年 11月 21 日2014年11月21日安徽理工大学课程设计(论文)成绩评定表目录1 问题描述 (1)2 需求分析 (1)3 概要设计 (1)3.1 设计思路 (1)3.2 功能模块设计 (2)3.3 算法流程图 (2)4 详细设计 (4)4.1 相关知识 (4)4.2 置换算法函数代码设计 (4)4.3 辅助函数代码设计 (10)5 调试分析 (12)6 测试结果 (13)7 设计体会 (15)参考文献 (15)1 问题描述编写程序实现:(1)先进先出页面置换算法(FIFO)(2)最近最久未使用页面置换算法(LRU)(3)最佳置换页面置换算法(OPT)设计一个虚拟存储区和内存工作区,编程序演示以上三种算法的具体实现过程,并计算访问命中率。
演示页面置换的三种算法。
通过随机数产生一个指令序列,将指令序列转换成为页地址流。
计算并输出各种算法在不同内存容量下的命中率。
2 需求分析在地址映射过程中,若在页面中发现所要访问的页面不再内存中,则产生缺页中断。
当发生缺页中断时操作系统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。
而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。
在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在内存需把它们调入内存,但内存已无空闲空间时,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。
但应将哪个页面调出,所以需要根据一定的算法来确定。
常用的算法有先进先出置换算法(FIFO)、最近最久未使用置换算法(LRU)和最佳置换算法(OPT),该设计是在VC++6.0环境下用上述三种算法来实现页面置换算法的模拟程序,然后计算访问命中率,并测试结果。
3 概要设计3.1 设计思路选择置换算法,先输入所有页面号,为系统分配物理块,依次进行置换: 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。
烟台大学操作系统课程设计页面置换算法
烟台大学计算机与控制工程学院
计算机操作系统
课程设计报告
题目:页面置换算法
班级计165
姓名王承乾
学号 2
日期2018-7-3
指导教师翟一鸣
实验地点计算机与控制工程学院实验室
一、实验内容
页面置换算法:淘汰掉内存中的某些页为必须进入内存的页面腾出空间的策略。
最优算法(OPT):从内存中移出以后不再使用的页面,如果没有这样的页面,则选择以后最长时间内不需要访问的页面。
先进先出算法(FIFO):总是先淘汰那些驻留在内存时间最长的页面,即先进入内存的页面先被置换掉。
最近最久未使用算法(LRU):当需要置换一页时,选择最近一段时间最久未使用的页面予以淘汰。
设计程序模拟先进先出(FIFO)置换算法,最佳(OPT)置换算法和最近最少用(LRU)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。
程序的设计主要是测试先进先出FIFO,最佳置换OPT和最近最少用LRU页面置换算法的效率以及过程。
二、实验目的
使用系统函数以及c语言的相关语句实现页面置换的三个算法
三、实验环境
开发环境:Windows
编译环境:gcc,g++
开发软件:Codeblocks 16.01。
操作系统课程设计--页面置换算法的模拟实现_
操作系统课程设计--页面置换算法的模拟实现_ 题目: 页面置换算法的模拟实现_专业计算机科学与技术学生姓名班级学号指导教师发放日期信息工程学院目录1 概述 ..................................................................... .........................................................................12 设计原理 ..................................................................... .. (1)2.1 先进先出(FIFO)算法 ..................................................................... ...................................... 1 2.2 最近最久未使用(LRU)算法 ..................................................................... .......................... 1 3 详细设计与编码 ..................................................................... ..................................................... 2 3.1 模块设计 ..................................................................... .. (2)3.2 系统详细设计 ..................................................................... ...................................................... 2 4 结果与分析 ..................................................................... . (4)4.1 测试方案 ..................................................................... .. (4)4.2 测试结果 ..................................................................... .. (5)4.3测试结果分析 ..................................................................... . (8)5 设计小结 ..................................................................... .. (8)6 参考文献 ..................................................................... .. (9)附录程序代码 ..................................................................... (10)操作系统课程设计(2015)页面置换算法的模拟实现1 概述在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在内存所需把他们调入内存,但内存已无空闲时,为了保证进程能够正常运行,系统必须从内存中调入一页程序或数据送磁盘的对换区中。
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操作系统页面置换算法_课程设计论文《操作系统》课程设计任务书题目:常用页面置换算法模拟实验学号: 学生姓名:班级:题目类型:软件工程,R,指导教师: 一、设计目的学生通过该题目的设计过程,掌握常用页面置换算法的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
二、设计任务1、了解UNIX的命令及使用格式,熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令,练习并掌握UNIX提供的vi编辑器来编译C程序,学会利用gcc、gdb编译、调试C程序。
2、设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用最佳淘汰算法,OPT,、先进先出算法,FIFO,、最近最久未使用算法,LRU,计算访问命中率。
,命中率,,,页面失效次数,页地址流长度,三、设计要求1、分析设计要求,给出解决方案,要说明设计实现所用的原理、采用的数据结构,。
2、设计合适的测试用例,对得到的运行结果要有分析。
3、设计中遇到的问题,设计的心得体会。
4、文档:课程设计打印文档每个学生一份,并装在统一的资料袋中。
5、光盘:每个学生的文档和程序资料建在一个以自己学号和姓名命名的文件夹下,刻录一张光盘,装入资料袋中。
四、提交的成果1. 设计说明书一份,内容包括:1) 中文摘要100字;关键词3-5个;2) 设计思想;3,各模块的伪码算法;4,函数的调用关系图;5,测试结果;6,源程序,带注释,;7,设计总结;8) 参考文献、致谢等。
2. 刻制光盘一张。
五、主要参考文献1. 汤子瀛,哲凤屏.《计算机操作系统》.西安电子科技大学学出版社.2. 王清,李光明.《计算机操作系统》.冶金工业出版社.3.,钟秀等. 操作系统教程. 高等教育出版社4.曾明. Linux操作系统应用教程. 陕西科学技术出版社.5. 张丽芬,刘利雄.《操作系统实验教程》. 清华大学出版社.6. 孙静, 操作系统教程,,原理和实例分析. 高等教育出版社7. 周长林,计算机操作系统教程. 高等教育出版社8. 张尧学,计算机操作系统教程,清华大学出版社9. 任满杰,操作系统原理实用教程,电子工业出版社10.张坤.操作系统实验教程,清华大学出版社六、各阶段时间安排,共2周,周次日期内容地点教师讲解设计要求教室星期一~二查找参考资料图书馆第1周星期三~五算法设计,编程实现教室星期一~三算法设计,编程实现教室第2周星期四~五检查程序,答辩教室2013年12月9日摘要操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源,控制程序运行改善人机界面,为其它应用软件提供支持等,使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。
操作系统是一个庞大的管理控制程序,大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。
在地址映射过程中,若在页面中发现所要访问的页面不再内存中,则产生缺页中断。
当发生缺页中断时操作系统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。
而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法(Page-ReplacementAlgorithms)。
本次课程设计应用请求分页调度算法OPT、FIFO和LRU模拟页面调度算法,并提供性能比较分析功能。
关键词:操作系统;页面置换算法;LRU算法;OPT算法;FIFO算法目录1 绪论 ............................................................11.1问题的提出 (1)1.2国内外研究的现状 (1)1.3设计思想 .................................................... 1 2 伪码算法 .. (3)2.1先进先出页面置换算法 (3)2.2最近最久未使用置换算法 (4)2.3最佳置换算法 ................................................ 6 3 函数调用关系图 .................................................. 8 4 运行结果 ........................................................ 9 5 结论 ........................................................... 11 参考文献 .......................................................... 12 致谢 ............................................................ 13 附录 (14)1绪论1.1问题的提出在存储器管理方式中,有一个特点,就是当要求作业全部装入内存才能运行。
但是这样就存在两种情况:(1)有的作业很大,不能全部装入内存,致使作业无法进行。
(2)有大量作业要求运行时,内存容量不足容纳所有作业,而虚拟内存技术正是在逻辑上扩充内存容量,将会解决以上两个问题。
所以,可以当进程开始运行时,先将一部分程序装入内存,另一部分暂时留在外存;当要执行的指令不在内存时,由系统自动完成将它们从外存调入内存的工作;当没有足够的内存空间时系统自动选择部分内存空间,将其中原有的内容交换到磁盘上,并释放这些内存空间供其它进程使用。
通常,把选择换出页面的算法称为页面置换算法,模拟页面置换算法用以客观解决内存不足的矛盾。
1.2国内外研究的现状1961年英国曼彻斯特大学推出了“虚拟存储”管理技术,并在ATRAS计算机上实现这一技术,70年代以后,这一技术才真正广泛使用,目前许多大型计算机均采用此技术。
虚拟存储管理技术的关键在于页面置换算法的选择。
1966年Belady 在理论上提出最优页面置换算法(Optimal Replacement Algorithm, OPT),此外还有先进先出置换算法(first input first output, FIFO) ,最近最少使用页面置换算法(least recently used,LRU),最少使用页面置换算法(least frequent used, LFU,或最不常用算法),时钟置换算法(clock,或称最近未使用页面置换算法(not used recently, NUR)),页面缓冲(page buffering)置换算法等。
1.3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:1.先进先出页面置换算法(FIFO):这是最早出现的置换算法。
该算法总是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。
该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面,按先后次序存入一个时间数组,并将其中时间值最大的页面进行淘汰,并替换入新的页面就可以实现。
2.最近最久未使用页面置换算法(LRU):算法的基本思想:当需要淘汰某一页时,选择离当前时间最近的一段时间内最久没有使用过的页先淘汰。
该算法的主要出发点是,如果某页被访问了,则它可能马上还被访问。
或者反过来说,如果某页很长时间未被访问,则它在最近一段时间不会被访问。
3.最佳页面置换置换算法(OPT):其所选择的被淘汰页面,将是永不使用的,或者是在最长时间内不再被访问的页面。
可保证获得最低的缺页率。
但由于人们目前还无法预知一个进程在内存的若干个页面中,哪一个页面是未来最长时间内不再被访问的,因而该算法也是无法实现的。
但是可利用该算法去评价其它算法。
2伪码算法2.1先进先出页面置换算法void FIFO(){int memery[10]={0};int time[10]={0}; /*记录进入物理块的时间*/int i,j,k,m;int max=0; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*//*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;i<mSIZE;i++){memery[i]=page[i];time[i]=i;for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}for(i=mSIZE;i<pSIZE;i++){/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;j<mSIZE;j++){if(memery[j]!=page[i])k++;}if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/{count++;/*计算换出页*/max=time[0]<time[1]?0:1;for(m=2;m<mSIZE;m++)if(time[m]<time[max])max=m;memery[max]=page[i];time[max]=i; /*记录该页进入物理块的时间*/ for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}else{for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}}compute();print(count);}2.2最近最久未使用置换算法void LRU(){int memery[10]={0};int flag[10]={0}; /*记录页面的访问时间*/ int i,j,k,m;int max=0; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*//*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;i<mSIZE;i++){memery[i]=page[i];flag[i]=i;for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}for(i=mSIZE;i<pSIZE;i++){/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;j<mSIZE;j++){if(memery[j]!=page[i])k++;elseflag[j]=i; /*刷新该页的访问时间*/}if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/ { count++;/*计算换出页*/max=flag[0]<flag[1]?0:1;for(m=2;m<mSIZE;m++)if(flag[m]<flag[max])max=m;memery[max]=page[i];flag[max]=i; /*记录该页的访问时间*/ for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}else{for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}}compute();print(count);}2.3最佳置换算法void OPT(){int memery[10]={0};int next[10]={0}; /*记录下一次访问时间*/ int i,j,k,l,m;int max; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*//*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;i<mSIZE;i++){memery[i]=page[i];for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}for(i=mSIZE;i<pSIZE;i++){/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;j<mSIZE;j++){if(memery[j]!=page[i])k++;}if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/{count++;/*得到物理快中各页下一次访问时间*/ for(m=0;m<mSIZE;m++){for(l=i+1;l<pSIZE;l++)if(memery[m]==page[l])break;next[m]=l;}/*计算换出页*/max=next[0]>=next[1]?0:1;for(m=2;m<mSIZE;m++)if(next[m]>next[max])max=m;/*下一次访问时间都为pSIZE,则置换物理块中第一个*/ memery[max]=page[i];for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}else {for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}}compute();print(count);}3函数调用关系图页面置换算法流程图如下:开始载入页号序列,从第0号得到页号将页号放入物理块中,编号加1 N 引用串编号大于物理块数, YY页号在物理块?Y根据选择的置换算法完成置换Y页序列号载完,Y结束图3.1页面置换算法流程图4运行结果图4.1初始化操作图4.2数据载入图4.3选择界面图4.4 FIFO算法图4.5 LRU算法图4.6 OPT算法图4.7选择退出界面图4.8退出界面5结论页面置换算法是操作系统中对虚拟存储技术中必不可少的一种置换算法,由于本次设计中要求用先进先出(FIFO)、最近最久未使用页面置换(LRU)和最佳页面置换(OPT)算法来模拟,因此对其他的一些算法就没有涉及到,但是在学习操作系统的时候,都有涉及一些其他的算法,这是在完成课程同时需要掌握的内容。