操作系统—页面置换算法实验报告

本报告旨在介绍操作系统中的页面置换算法，包括实验的目的和背景以及页面置换算法的概念

和作用。

本实验旨在描述实验环境以及所使用的页面

置换算法，包括FIFO、LRU、OPT等。同时，

还会详细介绍实验步骤和设置的参数。

实验环境

操作系统：Windows 10

编程语言：C++

开发环境：Visual。2019

页面置换算法

FIFO（First-In-First-Out）算法：按照先进先出的原则置换页面，最早进入内存的页面会被置换出去。

LRU（Least Recently Used）算法：根据页面的使用情况，置

换最长时间没有被访问过的页面。

OPT（Optimal）算法：理论上最优的页面置换算法，根据未来一段时间内页面的访问情况，选择最少使用的页面进行置换。

实验步骤

创建一个模拟操作系统的C++程序。

设定内存大小、页面大小和页面数等参数。

实现FIFO算法，将其应用于模拟操作系统中的页面置换过程。

实现LRU算法，将其应用于页面置换过程。

实现OPT算法，将其应用于页面置换过程。

运行模拟程序，观察不同页面置换算法的效果。

分析比较不同算法的页面置换结果，评估其优缺点。

参数设置

内存大小：512MB

页面大小：4KB

页面数：128

以上是本次实验的实验设计，将通过创建模拟操作系统程序，

实现FIFO、LRU和OPT等页面置换算法，并对其结果进行比较和

评估。

本实验展示了页面置换算法的不同性能，并

分析了各种算法的优缺点。

实验结果表明，不同的页面置换算法对系统性能有显著影响。

以下是对各种算法的性能分析：

先进先出(FIFO)算法：该算法将最早进入内存的页面置换出去。优点是简单易实现，缺点是无法适应程序的访问模式变化，容易产生"Belady异常"。先进先出(FIFO)算法：该算法将最早进入内存的

页面置换出去。优点是简单易实现，缺点是无法适应程序的访问模

式变化，容易产生"Belady异常"。

最优(OPT)算法：该算法置换出接下来最长时间内不会被访问

的页面。优点是可以确保最低的缺页率，缺点是需要未来页面访问

序列的信息，实际中难以实现。最优(OPT)算法：该算法置换出接

下来最长时间内不会被访问的页面。优点是可以确保最低的缺页率，缺点是需要未来页面访问序列的信息，实际中难以实现。最优(OPT)算法：该算法置换出接下来最长时间内不会被访问的页面。

优点是可以确保最低的缺页率，缺点是需要未来页面访问序列的信息，实际中难以实现。最优(OPT)算法：该算法置换出接下来最长

时间内不会被访问的页面。优点是可以确保最低的缺页率，缺点是

需要未来页面访问序列的信息，实际中难以实现。

最近最久未使用(LRU)算法：该算法置换出最近最久未使用的

页面。优点是相对于FIFO算法，能够更好地适应程序的访问模式

变化，缺点是需要维护一个访问历史记录，开销相对较大。最近最

久未使用(LRU)算法：该算法置换出最近最久未使用的页面。优点

是相对于FIFO算法，能够更好地适应程序的访问模式变化，缺点

是需要维护一个访问历史记录，开销相对较大。最近最久未使用(LRU)算法：该算法置换出最近最久未使用的页面。优点是相对于FIFO算法，能够更好地适应程序的访问模式变化，缺点是需要维

护一个访问历史记录，开销相对较大。最近最久未使用(LRU)算法：该算法置换出最近最久未使用的页面。优点是相对于FIFO算法，

能够更好地适应程序的访问模式变化，缺点是需要维护一个访问历

史记录，开销相对较大。

时钟(Clock)算法：该算法基于一个时钟指针，按照页面的访

问情况进行循环置换。优点是相较于LRU算法，减少了访问历史

记录的开销，缺点是在某些情况下可能产生"频繁置换"问题。时钟(Clock)算法：该算法基于一个时钟指针，按照页面的访问情况进

行循环置换。优点是相较于LRU算法，减少了访问历史记录的开销，缺点是在某些情况下可能产生"频繁置换"问题。时钟(Clock)

算法：该算法基于一个时钟指针，按照页面的访问情况进行循环置换。优点是相较于LRU算法，减少了访问历史记录的开销，缺点

是在某些情况下可能产生"频繁置换"问题。时钟(Clock)算法：该算

法基于一个时钟指针，按照页面的访问情况进行循环置换。优点是

相较于LRU算法，减少了访问历史记录的开销，缺点是在某些情

况下可能产生"频繁置换"问题。

根据实验结果及性能分析，不同的页面置换算法在不同场景下

有各自的优缺点。选择合适的页面置换算法应基于系统的特性和应

用的需求。根据实验结果及性能分析，不同的页面置换算法在不同

场景下有各自的优缺点。选择合适的页面置换算法应基于系统的特

性和应用的需求。

以上是对实验运行结果及各种页面置换算法性能的分析。

在本次实验中，我们对页面置换算法进行了

研究和分析，得出以下结论：

页面置换算法在操作系统中具有重要的应用价值。页面置换算

法是操作系统中处理内存分配和管理的关键机制之一，它能够合理

地管理有限的物理内存资源，确保系统能够高效地运行。

不同的页面置换算法适用于不同的场景和需求。在实验过程中，我们研究了多种常见的页面置换算法，如FIFO、LRU、OPT等。

这些算法各自具有优点和缺点，选择合适的页面置换算法取决于系统的特性和运行负载。

页面置换算法仍然存在改进的空间。虽然现有的页面置换算法在一定程度上能够满足操作系统的需求，但在面对某些特定场景和负载时，其性能可能还有待提高。因此，未来可以进一步研究和改进页面置换算法，以提升操作系统的性能和效率。

综上所述，页面置换算法在操作系统中具有重要的应用价值，并且仍然有改进的空间。通过对不同算法的研究和比较，我们可以选择合适的页面置换算法来满足操作系统的需求，并且进一步优化算法以提高系统性能。

参考文献1名称]

参考文献2名称]

参考文献3名称]

参考文献4名称]

参考文献5名称]

【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： ```python from collections import deque class FIFO: def __init__(self, frame_num): self.frame_num = frame_num

页面置换算法实验报告

操作系统课程设计报告课程名称：操作系统课程设计课程设计题目：页面置换算法学院：计算机科学与技术学院专业：科技小组成员: 庞思慧E01114081 王蒙E01114161 姚慧乔E01114349 朱潮潮E01114408 指导老师：邱剑锋目录 No table of contents entries found. 页面置换算法模拟设计

1.实验目的（1）通过模拟实现几种基本页面置换的算法，了解虚拟存储技术的特点。（2）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，并至少用三种算法来模拟实现。（3）通过对几种置换算法命中率的比较，来对比他们的优缺点。 2.实验要求计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 A 先进先出的算法（FIFO） B 最近最少使用算法（LRU） C最佳淘汰算法（OPT） 3.实验内容与步骤 (1)通过随机数产生一个指令序列，共320条指令，具体的实施方法是： A．[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； E．在后地址[M’+2，319]中随机选取一条指令并执行； F．重复A—E，直到执行320次指令。 (2)指令序列变换成页地址流 A.页面大小为1K； B.用户内存容量为4页到32页； C.用户虚存容量为32K。在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条—第9条指令为第0页（对应虚存地址为[0，9]）；第10条—第19条指令为第1页（对应虚存地址为[10，19]）；

页面置换算法实验报告

操作系统实验报告 ——页面置换问题的实现系别：信息工程系班级：计科姓名：学号：

页面置换问题的模拟实现一．实验目的 1．通过模拟实现几种基本页面置换的算法，了解虚拟存储技术的特点。 2．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，并至少用三种算法来模拟实现。 3．通过对几种置换算法页面的比较，来对比他们的优缺点，并通过比较更换频率来对比它们的效率。二．实验内容：设计一个虚拟存储区和内存工作区，并使用下述算法来模拟实现页面的置换： 1. 先进先出的算法（FIFO） 2. 最近最久未使用算法（LRU） 3. 最佳置换算法（OPT）三．实验分析在进程运行过程中，若其所访问的页面不存在内存而需要把它们调入内存，但内存已无空闲时，为了保证该进程能够正常运行，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。但应调出哪个页面，需根据一定的算法来确定，算法的好坏，直接影响到系统的性能。一个好的页面置换算法，应该有较低的页面更换频率。假设分给一作业的物理块数为3 ，页面数为20个。页面号为(20个)： 7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1 1．先进先出(FIFO)置换算法的思路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，按照先后次序连接成一个队列，并设置一个替换指针，使它总指向最老的页面。 2．最近久未使用(LRU)置换算法的思路最近久未使用置换算法的替换规则，是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间，当需淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进行淘汰。 3.最佳（OPT）置换算法的思路其所选择的被淘汰的页面，奖是以后不使用的，或者是在未来时间内不再被访问的页面，采用最佳算法，通常可保证获得最低的缺页率。

页面置换算法实验报告

页面置换算法实验报告页面置换算法实验报告一、引言在计算机操作系统中，页面置换算法是一种重要的内存管理策略。当物理内存不足以容纳所有需要运行的进程时，操作系统需要根据一定的算法将部分页面从内存中换出，以便为新的页面腾出空间。本实验旨在通过实际操作，对比不同的页面置换算法在不同场景下的性能表现。二、实验背景在计算机系统中，每个进程都有自己的虚拟内存空间，而物理内存空间是有限的。当进程需要访问某个页面时，如果该页面不在物理内存中，就会发生缺页中断，操作系统需要根据页面置换算法选择一个页面将其换出，然后将需要访问的页面换入。常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）、最近最久未使用（LRU）、时钟（Clock）等。三、实验目的本实验旨在通过模拟不同的页面置换算法，比较它们在不同情况下的缺页率和效率。通过实验结果，评估各个算法在不同场景下的优劣，为实际系统的内存管理提供参考。四、实验设计与方法本实验选择了三种常见的页面置换算法进行比较：FIFO、LRU和Clock。我们使用C++编程语言模拟了一个简单的内存管理系统，并通过产生不同的访存序列来模拟不同的场景。实验中，我们设置了不同的物理内存大小，访存序列长度和页面大小，以模拟不同的系统环境。

五、实验结果与分析在实验中，我们分别测试了FIFO、LRU和Clock算法在不同的系统环境下的表现。通过统计不同算法的缺页率和运行时间，得出以下结论： 1. FIFO算法 FIFO算法是最简单的页面置换算法，它按照页面进入内存的顺序进行置换。实验结果表明，FIFO算法在缺页率方面表现一般，特别是在访存序列具有局部性的情况下，其性能明显下降。这是因为FIFO算法无法区分不同页面的重要性，可能会将经常使用的页面换出，导致缺页率升高。 2. LRU算法 LRU算法是一种基于页面访问时间的置换算法，它认为最近被访问的页面很可能在未来会被再次访问。实验结果表明，LRU算法在缺页率方面表现较好，特别是在访存序列具有较强的局部性时，其性能明显优于FIFO算法。然而，LRU 算法需要维护一个页面访问时间的记录表，这会增加额外的开销。 3. Clock算法 Clock算法是一种改进的FIFO算法，它使用一个类似于时钟的数据结构来维护页面的访问情况。实验结果表明，Clock算法在缺页率方面表现略好于FIFO算法，但相对于LRU算法而言，其性能仍然有所欠缺。Clock算法的优点是实现简单，开销较小。六、结论与展望通过本次实验，我们对比了FIFO、LRU和Clock三种常见的页面置换算法在不同场景下的表现。实验结果表明，LRU算法在大多数情况下具有较低的缺页率，但需要额外的开销。FIFO算法和Clock算法相对简单，但在某些特定情况下会

页面置换算法实验报告

页面置换算法实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过模拟页面置换算法的过程，了解不同算法的优缺点，掌握算法的实现方法，以及对算法的性能进行评估。二、实验原理页面置换算法是操作系统中的一个重要概念，它是为了解决内存不足的问题而产生的。当系统中的进程需要使用内存时，如果内存已经被占满，就需要将一些页面从内存中置换出去，以便为新的页面腾出空间。页面置换算法就是用来决定哪些页面应该被置换出去的算法。常见的页面置换算法有以下几种： 1. 最佳置换算法（OPT）最佳置换算法是一种理论上的最优算法，它总是选择最长时间内不会被访问的页面进行置换。但是，由于无法预测未来的页面访问情况，因此最佳置换算法无法在实际中使用。 2. 先进先出置换算法（FIFO）先进先出置换算法是一种简单的置换算法，它总是选择最先进入内存的页面进行置换。但是，这种算法容易出现“抖动”现象，即频

繁地将页面置换出去，然后再将其置换回来。 3. 最近最久未使用置换算法（LRU）最近最久未使用置换算法是一种比较常用的置换算法，它总是选择最长时间未被访问的页面进行置换。这种算法可以避免“抖动”现象，但是实现起来比较复杂。 4. 时钟置换算法（Clock）时钟置换算法是一种改进的FIFO算法，它通过维护一个环形链表来实现页面置换。当需要置换页面时，算法会从当前位置开始扫描链表，如果找到一个未被访问的页面，则将其置换出去。如果扫描一圈后都没有找到未被访问的页面，则将当前位置的页面置换出去。三、实验过程本次实验使用Python语言编写了一个页面置换算法模拟程序，可以模拟上述四种算法的过程，并输出算法的性能指标。程序的主要流程如下： 1. 读取输入文件，获取页面访问序列和内存大小等参数。 2. 根据选择的算法，初始化相应的数据结构。 3. 遍历页面访问序列，模拟页面置换的过程。

页面置换算法实验报告

页面置换算法实验报告背景页面置换算法是计算机操作系统中的一个重要概念，它用于解决操作系统需要共享有限的物理内存资源给多个进程使用的问题。在操作系统中，每个进程都有自己的虚拟地址空间，但实际的物理内存资源是有限的。当物理内存不足时，操作系统需要根据一定的策略将一部分进程暂时从内存中移出，以便为其他进程让出空间，而后再从外存中将其重新加载到内存中。这个过程就是页面置换。页面置换算法有很多种，比如最优页面置换算法（Optimal）、先进先出页面置换算法（FIFO）、最近最久未使用页面置换算法（LRU）等等。不同的算法对于系统性能、响应时间等指标有着不同的影响，因此在实际应用中需要选择合适的算法来平衡各种需求。本实验旨在通过模拟页面置换算法，并对不同算法进行性能分析，以便了解各种算法的优缺点，为实际系统的选择提供依据。分析在实验中，我们选择了三种常用的页面置换算法，分别是FIFO、LRU和Optimal。下面对这三种算法进行详细的分析和说明。先进先出页面置换算法（FIFO） FIFO算法是最简单和最直观的页面置换算法。它按照页面进入内存的顺序来选择被淘汰的页面。当内存不足时，选择最早进入内存的页面进行置换，即将其从内存中移出。FIFO算法不需要进行进一步的页面访问计算，只需要维护一个页面进入内存的队列即可，因此实现起来比较简单。然而，由于FIFO算法没有考虑页面的访问频率和重要性，所以可能会导致被频繁访问的页面被淘汰出内存，从而影响系统的性能。最近最久未使用页面置换算法（LRU） LRU算法是一种基于”最近使用原则”的页面置换算法。它根据页面最近被访问的时间来选择被淘汰的页面。当内存不足时，选择最长时间未被访问的页面进行置换，即将其从内存中移出。LRU算法需要维护一个页面访问时间的记录，以便在需要置

页面置换算法实验报告

操作系统课程设计报告课程名称：操作系统课程设计课程设计题目：页面置换算法学院：计算机科学与技术学院专业：科技小组成员: 庞思慧E01114081 王蒙E01114161 姚慧乔E01114349 朱潮潮E01114408 指导老师：邱剑锋

目录 1 实验目的 (3) 2 实验要求 (3) 3 实验内容与步骤 (3) 4 算法思想 (4) 5 模块设计 (4) 6 程序设计 (5) 7 测试结果 (7) 8 结果分析 (9) 9 程序代码 (9) 10 课程设计小结 (24)

页面置换算法模拟设计 1.实验目的（1）通过模拟实现几种基本页面置换的算法，了解虚拟存储技术的特点。（2）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，并至少用三种算法来模拟实现。（3）通过对几种置换算法命中率的比较，来对比他们的优缺点。 2.实验要求计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 A 先进先出的算法（FIFO） B 最近最少使用算法（LRU） C最佳淘汰算法（OPT） 3.实验内容与步骤 (1)通过随机数产生一个指令序列，共320条指令，具体的实施方法是： A．[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； E．在后地址[M’+2，319]中随机选取一条指令并执行； F．重复A—E，直到执行320次指令。 (2)指令序列变换成页地址流 A.页面大小为1K； B.用户内存容量为4页到32页；

页面置换算法的实验报告

操作系统课程设计报告院（系）：衡阳师范学院专业：计算机科学与技术姓名:陈建元齐欢班级：＿1103班＿学号:11190301 11190316 题目：页面置换算法指导教师:王玉奇 2013年12月10日至12月28日

目录摘要 (3) 第一章设计任务和需求 (4) 1.1课程设计任务 (4) 1.2课程设计需求 (4) 第二章概要设计 (4) 2.1系统分析 (4) 2.2调页策略 (5) 2.2.1何时调入页面 (5) 2.2.2请求调页策略 (5) 2.2.3从何处调入页面 (5) 2.3模块设计 (6) 第三章详细设计 (6) 3.1系统设计 (6) 3.2算法思想及流程图 (7) 3.2.1 主程序流程图 (7) 3.2.2先进先出(FIFO)页面置换算法 (8) 3.2.3最佳页面置换置换算法（OPT） (9) 3.2.4最近最久未使用页面置换算法（LRU） (10) 第四章源程序结构分析 (10) 4.1程序结构 (10) 4.2 源代码分析 (11) 第五章调试 (16) 第六章体会与自我评价 (17) 第七章参考文献 (18)

摘要操作系统（英语；Operating System，简称OS）是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。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-Replacement Algorithms）。关键词：操作系统；OPT页面置换算法；FIFO先进先出的算法；LRU最近最久未使用夜面置换算法

内存页面置换算法实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除内存页面置换算法实验报告篇一：内存页面置换算法的设计实验报告内存页面置换算法的设计一、实验题目：实现最近最久未使用（LRu）置换算法二、实验目的： 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，一个进程只需将其一部分调入内存便可运行，还支持请求调页的存储管理方式。本实习要求通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。三、实验原理：最近最久未使用（LRu）置换算法原理就是：当需要淘汰某页面时，选择当前一段时间内最久未使用过的页先淘汰，

即淘汰距当前最远的上次使用的页。例如:分配给该进程的页块数为3，一个20位长的页面访问序列为:12560,36536,56042,70435，则缺页次数和缺页率按下图给出 : 2.假定分配给该进程的页块数为3，页面访问序列长度为20。本实验可以采用数组结构实现，首先随机产生页面序列，当发生请求调页时，若内存已满，则需要利用LRu算法，将当前一段时间内最久未使用过的页替换出去。模拟程序的算法如下图：四、数据结构：数组五、程序代码： package页面置换; publicclassLRu{ staticintblocknum=3;//页面数 staticintlistnum=20;//序列页数 staticintpageorder[]= {7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1}; 的访问页面序列 staticinttime[]=newint[blocknum]; 用的

操作系统—页面置换算法实验报告

操作系统—页面置换算法实验报告本报告旨在介绍操作系统中的页面置换算法，包括实验的目的和背景以及页面置换算法的概念和作用。本实验旨在描述实验环境以及所使用的页面置换算法，包括FIFO、LRU、OPT等。同时，还会详细介绍实验步骤和设置的参数。实验环境操作系统：Windows 10 编程语言：C++ 开发环境：Visual。2019 页面置换算法 FIFO（First-In-First-Out）算法：按照先进先出的原则置换页面，最早进入内存的页面会被置换出去。 LRU（Least Recently Used）算法：根据页面的使用情况，置换最长时间没有被访问过的页面。

OPT（Optimal）算法：理论上最优的页面置换算法，根据未来一段时间内页面的访问情况，选择最少使用的页面进行置换。实验步骤创建一个模拟操作系统的C++程序。设定内存大小、页面大小和页面数等参数。实现FIFO算法，将其应用于模拟操作系统中的页面置换过程。实现LRU算法，将其应用于页面置换过程。实现OPT算法，将其应用于页面置换过程。运行模拟程序，观察不同页面置换算法的效果。分析比较不同算法的页面置换结果，评估其优缺点。参数设置内存大小：512MB 页面大小：4KB 页面数：128 以上是本次实验的实验设计，将通过创建模拟操作系统程序，实现FIFO、LRU和OPT等页面置换算法，并对其结果进行比较和评估。

本实验展示了页面置换算法的不同性能，并分析了各种算法的优缺点。实验结果表明，不同的页面置换算法对系统性能有显著影响。以下是对各种算法的性能分析：先进先出(FIFO)算法：该算法将最早进入内存的页面置换出去。优点是简单易实现，缺点是无法适应程序的访问模式变化，容易产生"Belady异常"。先进先出(FIFO)算法：该算法将最早进入内存的页面置换出去。优点是简单易实现，缺点是无法适应程序的访问模式变化，容易产生"Belady异常"。最优(OPT)算法：该算法置换出接下来最长时间内不会被访问的页面。优点是可以确保最低的缺页率，缺点是需要未来页面访问序列的信息，实际中难以实现。最优(OPT)算法：该算法置换出接下来最长时间内不会被访问的页面。优点是可以确保最低的缺页率，缺点是需要未来页面访问序列的信息，实际中难以实现。最优(OPT)算法：该算法置换出接下来最长时间内不会被访问的页面。优点是可以确保最低的缺页率，缺点是需要未来页面访问序列的信息，实际中难以实现。最优(OPT)算法：该算法置换出接下来最长时间内不会被访问的页面。优点是可以确保最低的缺页率，缺点是需要未来页面访问序列的信息，实际中难以实现。

计算机操作系统实验三页面置换算法模拟实验

计算机操作系统实验三页面置换算法模拟实验计算机工程学院实验报告书课程名：《操作系统原理A》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：评语：成绩：指导教师：批阅时间：年月日一、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%。

操作系统实验报告6-页面置换算法模拟

实验报告 ( 2013 / 2014学年第1学期）课程名称操作系统原理实验名称实验6:页面置换算法模拟实验时间2013 年12 月10 日指导单位软件工程系指导教师杨健学生姓名班级学号学院(系) 软件工程系专业计算机软件与服务外包

//物？理え？块é定¨义？ typedef struct BlockNode｛ int page_index;//page数簓组哩？的?下?标括？ struct BlockNode ＊ next; ｝BlockNode； struct{ int length;//当獭？前°物?理え?块é长¤度è int miss_flag；//缺ā?页?标括?志?，?若?为a1，?则ò缺ā?页？ int miss_count；//缺ā？页?次？数簓 BlockNode＊front； BlockNode*rear; ｝Block； //本？程ì序ò中D全？局？变?量?名?均ù由?两？个？单蹋?词洙？组哩？成é，？且ò开a头?字？母？大洙？写′ int BlockSize = 5;//物？理え？块é大洙?小？ int PageCount = 200;//页?面？总哩？数簓 int PageSize = 1024；//页？面?大洙？小？ int AddrRange = 8＊1024；//访？问ê地？址·范?围§ int get_num(int down，int up）//得?到?一?个？down~up之?间？的？整?数簓｛ int num; char str[111];

while(1）｛ fgets（str，111＊sizeof（int），stdin）； num=atoi(str)；//把？字?符？串?中D的？数簓字？转羇换?为a整?数簓 if(num>=down＆＆ num〈=up） break; printf(”输？入？范?围§有瓺误ó，请？重？新？输？入？:”）; }//while return num； } void init_block(）//构1造ì一？个？空?的?物?理え？块é队ó列｛ Block。rear=Block。front=（BlockNode*)malloc(sizeof(BlockNode））；if（!Block。front)｛ printf（”内ú存？分?配?失骸？败悒？\n"）; exit(0）; ｝ Block.length=0； Block。miss_count=0； Block。rear-〉next=NULL; } void enqueue(int page_index)//入?队ó

置换算法实验报告

置换算法实验报告置换算法实验报告一、引言计算机系统中的置换算法是一种重要的算法，它用于管理内存中的页面，以提高系统的性能和效率。在本次实验中，我们将研究和比较三种常用的置换算法：先进先出（FIFO）、最近最久未使用（LRU）和时钟（Clock）算法。通过对这些算法的实验和分析，我们将能够更好地理解它们的原理和特点。二、实验目的 1. 理解置换算法的原理和概念； 2. 比较并分析FIFO、LRU和Clock算法的性能差异； 3. 掌握如何根据实际情况选择最适合的置换算法。三、实验过程 1. 实验环境搭建我们使用了一台配置较高的计算机作为实验环境，确保能够准确测试和比较不同算法的性能。在实验开始前，我们还对计算机进行了必要的优化和清理工作，以确保实验结果的准确性。 2. 实验设计我们编写了一个模拟程序，模拟了一个具有固定大小的内存空间和大量页面访问的场景。在这个程序中，我们可以自定义页面的数量、访问序列和置换算法，以便进行实验和测试。 3. 实验步骤首先，我们使用FIFO算法进行了一次实验。通过观察实验结果，我们发现

FIFO算法在处理页面置换时，会将最早进入内存的页面替换出去。这种算法的优点是简单易实现，但缺点是无法根据页面的访问频率进行调整，容易出现“抖动”现象。接下来，我们使用LRU算法进行了一次实验。LRU算法根据页面的最近访问时间来进行置换，即替换最长时间未被访问的页面。通过实验结果，我们发现LRU算法相对于FIFO算法来说，能更好地适应页面访问的变化，减少了抖动现象的发生。最后，我们使用了时钟算法进行实验。时钟算法是一种综合了FIFO和LRU算法的置换算法，它通过设置一个时钟指针，按照页面的访问情况进行调整。实验结果显示，时钟算法在减少抖动的同时，也能保持较好的性能表现。四、实验结果分析通过对实验结果的比较和分析，我们可以得出以下结论： 1. FIFO算法在处理页面置换时，简单高效，但容易出现抖动现象； 2. LRU算法能更好地适应页面访问的变化，减少抖动现象的发生； 3. 时钟算法综合了FIFO和LRU算法的优点，既能减少抖动，又能保持较好的性能表现。五、实验总结通过本次实验，我们更深入地了解了置换算法的原理和应用。在实际的计算机系统中，选择合适的置换算法对于提高系统的性能和效率至关重要。不同的置换算法适用于不同的场景，我们需要根据具体情况进行选择。在实际应用中，我们还可以根据页面的访问频率和重要性，结合不同的算法进行优化。六、参考文献

页面置换算法实验报告

一、实验目的：设计和实现最佳置换算法、随机置换算法、先进先出置换算法、最近最久未使用置换算法、简单Clock置换算法及改进型Clock置换算法；通过支持页面访问序列随机发生实现有关算法的测试及性能比较。二、实验内容： ●虚拟内存页面总数为N，页号从0到N-1 ●物理内存由M个物理块组成 ●页面访问序列串是一个整数序列，整数的取值范围为0到N - 1。页面访问序列串中的每个元素p表示对页面p的一次访问 ●页表用整数数组或结构数组来表示 ❑符合局部访问特性的随机生成算法 1.确定虚拟内存的尺寸N，工作集的起始位置p，工作集中包含的页数e，工作集移动率m（每处理m个页面访问则将起始位置p +1），以及一个范围在0和1之间的值t； 2.生成m个取值范围在p和p + e间的随机数，并记录到页面访问序列串中；

3.生成一个随机数r，0 ≤r ≤1； 4.如果r < t，则为p生成一个新值，否则p = (p + 1) mod N； 5.如果想继续加大页面访问序列串的长度，请返回第2步，否则结束。三、实验环境：操作系统：Windows 7 软件：VC++6.0 四、实验设计：本实验包含六种算法，基本内容相差不太，在实现方面并没有用统一的数据结构实现，而是根据不同算法的特点用不同的数据结构来实现： 1、最佳置换和随机置换所需操作不多，用整数数组模拟内存实现； 2、先进先出置换和最近最久未使用置换具有队列的特性，故用队列模拟内存来实现； 3、CLOCK置换和改进的CLOCK置换具有循环队列的特性，故用循环队列模拟内存实现； 4、所有算法都是采用整数数组来模拟页面访问序列。

操作系统实验-页面置换算法

四种页面置换算法一、实验原理：在内存运行过程中，若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。二、实验目的 1．通过模拟实现几种基本页面置换的算法，了解虚拟存储技术的特点。 2．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，并至少用三种算法来模拟实现。 3．通过对几种置换算法页面的比较，来对比他们的优缺点，并通过比较更换频率来对比它们的效率。三、实验分析在进程运行过程中，若其所访问的页面不存在内存而需要把它们调入内存，但内存已无空闲时，为了保证该进程能够正常运行，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。但应调出哪个页面，需根据一定的算法来确定，算法的好坏，直接影响到系统的性能。四、运行结果

五、代码 #include"stdafx.h" #define M 3 //物理页数 #define N 20//需要调入的页数 typedef struct page { int num; int time; int temp; }Page;//物理页项，包括调入的页号和时间Page pp[M]; //M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 int changenum = 0; int A[N]; //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