操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告--頁面置換算法模擬程序設(shè)計(已修改)
2025-02-02 17:19 本頁面
【正文】 操作系統(tǒng)課程設(shè)計 操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告題 目：頁面置換算法模擬程序設(shè)計 專 業(yè)：軟件工程 院 系：信息管理學(xué)院 年 級：大三軟件Q1141 學(xué) 號：11150038 姓 名：李艷平 指導(dǎo)教師：李紅艷 職 稱：副教授 湖北經(jīng)濟學(xué)院教務(wù)處 制目錄第一部分 概述第二部分 設(shè)計的基本概念和原理第三部分 總體設(shè)計 OPT頁面置換算法 FIFO頁面置換算法 LRU頁面置換算法 LFU頁面置換算法第四部分 詳細設(shè)計 main函數(shù) OPT函數(shù) FIFO函數(shù) LRU函數(shù) LFU函數(shù) Designer函數(shù) mDelay函數(shù) Download函數(shù) Compute函數(shù) showTable函數(shù)第五部分 實現(xiàn)源代碼第六部分 簡要的使用說明及主要運行界面第七部分 總結(jié)第八部分 參考文獻第一部分 概述設(shè)計任務(wù)：頁面置換算法是虛擬存儲管理實現(xiàn)的關(guān)鍵，通過本次課程設(shè)計理解內(nèi)存頁面調(diào)度的機制，在模擬實現(xiàn)OPT、FIFO、LRU和LFU幾種經(jīng)典頁面置換算法的基礎(chǔ)上，比較各種置換算法的效率及優(yōu)缺點，從而了解虛擬存儲實現(xiàn)的過程。第二部分 設(shè)計的基本概念和原理(1)．頁面淘汰機制頁面淘汰又稱為頁面置換。若請求調(diào)頁程序要調(diào)進一個頁面，而此時該作業(yè)所分得的主存塊已全部用完，則必須淘汰該作業(yè)已在主存中的一個頁。這時，就產(chǎn)生了在諸頁面中淘汰哪個頁面的問題，這就是淘汰算法（或稱為置換算法）。置換算法可描述為，當(dāng)要索取一個頁面并送入主存時，必須將該作業(yè)已在主存中的某一頁面淘汰掉，用來選擇淘汰哪一頁的規(guī)則就叫做置換算法。(2)．各種頁面置換算法的實現(xiàn)思想OPT算法是當(dāng)要調(diào)入一新頁而必須先淘汰一舊業(yè)時，所淘汰的那一頁應(yīng)是以后不要再用的或是以后很長時間才會用到的頁。FIFO算法的實質(zhì)是，總是選擇在主存中居留時間最長（即最老）的一頁淘汰。其理由是最先調(diào)入主存的頁面，其不再被使用的可能性比最近調(diào)入主存的頁的可能性大。LRU算法的實質(zhì)是，當(dāng)需要置換一頁時，選擇最長時間未被使用的那一頁淘汰。如果某一頁被訪問了，它很可能馬上還要被訪問；相反，如果它很長時間未曾用過，看起來在最近的未來是不大需要的。LFU即最不經(jīng)常使用頁置換算法，要求在頁置換時置換在一定時期內(nèi)引用計數(shù)最小的頁，因為經(jīng)常使用的頁應(yīng)該有一個較大的引用次數(shù)。本次設(shè)計取整個頁面訪問時期為計算周期，實際問題中應(yīng)根據(jù)頁面數(shù)量多少來確定周期。第三部分 總體設(shè)計輸入頁面訪問序列取訪問的頁號查頁表是否缺頁否是置缺頁標(biāo)志flag為’*’按算法不同淘汰一頁面調(diào)入所訪問的頁面選擇置換算法，先輸入所有頁面號，為系統(tǒng)分配物理塊，依次進行置換：最佳置換算法（OPT）：是用一維數(shù)組page[PSIZE]存儲頁面號序列，memery[MSIZE]是存儲裝入物理塊中的頁面，用pflag[PSIZE]數(shù)組標(biāo)記缺頁中斷處。數(shù)組next[MSIZE]記錄物理塊中對應(yīng)頁面的最后訪問時間。每當(dāng)發(fā)生缺頁時，就從物理塊中找出最后訪問時間最大的頁面，調(diào)出該頁，換入所缺的頁面，然后初始化next[MSIZE]，便于下次使用。【特別聲明】若物理塊中的頁面都不再使用，則每次都置換物理塊中第一個位置的頁面。先進先出置換算法（FIFO）：是用一維數(shù)組page[PSIZE]存儲頁面號序列，memery[MSIZE]是存儲裝入物理塊中的頁面，用pflag[PSIZE]數(shù)組標(biāo)記缺頁中斷處。采用隊列的思想，總是把最先進入物理塊中的頁面放在第一個位置，當(dāng)發(fā)生缺頁時，就從隊頭刪除一頁，而從隊尾加入缺頁。最久未使用置換算法（LRU）：是用一維數(shù)組page[PSIZE]存儲頁面號序列，memery[mSIZE]是存儲裝入物理塊中的頁面，用pflag[PSIZE]數(shù)組標(biāo)記缺頁中斷處?？偸前炎铋L時間內(nèi)未被使用的頁放在最后一塊，當(dāng)發(fā)生缺頁時，就刪掉最后一頁，將當(dāng)前所缺頁面放入第一塊。最不經(jīng)常使用淘汰算法（LFU）：是用一維數(shù)組page[PSIZE]存儲頁面號序列，memery[mSIZE]是存儲裝入物理塊中的頁面，用pflag[PSIZE]數(shù)組標(biāo)記缺頁中斷處。用use[MSIZE]數(shù)組記錄當(dāng)前各頁已使用次數(shù)，其中use[0]中存放使用次數(shù)最少的頁的次數(shù)，當(dāng)發(fā)生缺頁時，就在已放入物理塊的頁中查找當(dāng)前使用次數(shù)最少的頁，將之刪掉，并引入當(dāng)前缺頁頁面。
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