下面是范文网小编整理的页面置换算法实验报告精选3篇(操作系统页面置换算法实验报告总结),供大家品鉴。
页面置换算法实验报告精选1
软
件
学
院
上
机
实
验
报
告
课程名称:
操作系统原理
实验项目:
虚拟内存页面置换算法
实
验
室:
地狱 018
姓
名 :
死神
学
号:
专业班级 :
实验时间:
2015/12 / 13
实验成绩 评阅教师
一、
实验目得及要求
通过这次实验,加深对虚拟内存页面置换概念得理解,进一步掌握先进先出 FIFO、最佳置换OPI 与最近最久未使用LRU 页面置换算法得实现方法。结合 Linux 得内层得分析方法查瞧内存得分配过程及 linux kernel 得内存管理机制 二、实验性质
设计性 三、实验学时
学时 四、实验环境
实验环境1、实验环境:
C 与C++程序设计学习与实验系统 2、知识准备:(1)使用 Linux得基本命令;(2)了解 Linux vmstat、free、top等命令查瞧linux系统得内存分配情况;(3)
掌握虚拟内存页面置换算法 FIFO 等基本算法理论。
五、
实验内容及步骤
假设有n个进程分别在 T1, … ,Tn时刻到达系统,它们需要得服务时间分别为S1,… ,Sn。分别采用先来先服务 FCFS 与短作业优先 SJF 进程调度算法进行调度,计算每个进程得完成时间、周转时间与带权周转时间,并且统计 n 个进程得平均周转时间与平均带权周转时间。
步骤
通过已知最小物理块数、页面个数、页面访问序列、及采用置换方式可以得出页面置换得缺页次数与缺页率,及每次缺页时物理块中存储。
1.输入得形式
?int
PageOrder[MaxNumber];//页面序列 int
PageNum,LackNum=0,BlockNum;//页面个数,缺页次数,最小物理块数 2、输出得形式 double
LackPageRate//缺页率 缺页个数 每次缺页时物理块中存储
程序所能达到得功能 模拟先进先出 FIFO、最佳置换 OPI与最近最久未使用 LRU页面置换算法得工作过程.假设内存中分配给每个进程得最小物理块数为m,在进程运行过程中要访问得页面个数为 n,页面访问序列为P1, …,Pn,分别利用不同得页面置换算法调度进程得页面访问序列,给出页面访问序列得置换过程,计算每种算法缺页次数与缺页率。测试数据,包括正确得输入及其输出结果与含有错误得输入及其输出结果。
程序中用到得所有抽象数据类型得定义、主程序得流程以及各程序模块之间得层次(调用)关系.int
PageOrder[MaxNumber];//页面序列 int
PageCount[MaxNumber]={0};//计算内存内数据离下一次出现得距离 int
PageNum,LackNum=0,BlockNum;//页面个数,缺页次数,最小物理块数 double
LackPageRate=0; bool found=false;
六、实验数据及结果分析
运行截图:
图6、1
图6、2
图6、3 七、实验总结
这次试验,让我加深了对虚拟内存页面置换算法得理解,进一步掌握先进先出 FIFO、最佳置换 OPI 与最近最久未使用 LRU 页面置换算法得实现方法。熟悉 Linux需要经过大量得实验、改进与思考,在编写代码得过程中遇到了一些问题要积极面对并通过讨论上网或者问老师解决。通过这次试验我了解了虚拟内存置换算法得一些知识,就是我对于所学习得专业知识得到了更好得巩固与提升。
附录 源程序清单 #include <iostream> using namespace std;#define MaxNumber 100 void OPI(int
PageOrder[MaxNumber],int
PageCount[MaxNumber],?
int
PageNum,int LackNum,int BlockNum,double
LackPageRate,bool found)
{
int module[MaxNumber];
int sum=0;
int i,j,k,m;
for(i=0;i { module[i]=PageOrder[i]; ;++mus??)++j;i= Cout<〈module[j]<〈” "; ;ldne<〈tuoc? } LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;i〈PageNum;i++) { found=false; for(j=0;j<BlockNum;j++)//遍历已存储,判断就是否缺页 { ? ?? if(module[j]==PageOrder[i]) { ?? found=true; ? ? break; ? } ?? } ? if(found==false)//缺页,选择替换 { ? for(j=0;j〈BlockNum;j++) //计算内存内数据离下一次出现得距离 { PageCount[j]=0; for(k=i+1;k { ??? ? ? if(module[j]!=PageOrder[k]) ?? PageCount[j]++; ? esle? ;kaerb? } ? } ;]0[tnuoCegaP=xam tni? int kind=0; 值大最出找//)++j;muNkcolB〈j;0=j(rof? { ? if(PageCount[j]>max) ? { ?? ;]j[tnuoCegaP=xam?? ? ? kind=j; ? } ? } module[kind]=PageOrder[i]; ? LackNum++;)++m;3 ;” ”<<]m[eludom<〈tuoc?? ?;ldne< ? } LackPageRate=(LackNum*1、0)/PageNum; Cout〈〈“该算法缺页次数为:"<〈LackNum<<endl; Cout<<”该算法缺页率为:"〈<LackPageRate*100<〈'%”〈〈endl;} /******************************先进先出置换算法*************************************/ void FIFO(int PageOrder[MaxNumber],int PageCount[MaxNumber],egaPkcaL elbuod ,muNkcolB tni,muNkcaL tni,muNegaP tni?Rate,bool found){ int module[MaxNumber]; int sum=0; int i,j,m; for(i=0;i〈BlockNum;i++)//将内存填满 { module[i]=PageOrder[i]; ;++mus?? PageCount[i]=3-i;)++j;i=<j;0=j(rof? Cout<<module[j]<<" “; cout<<endl; } LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;i〈PageNum;i++) { found=false; for(j=0;j〈BlockNum;j++)//遍历已存储,判断就是否缺页 { ? if(module[j]==PageOrder[i]) ? { ? ;eurt=dnuof?? ? break; } } if(found==false)//缺页,选择替换 { ? ;]0[tnuoCegaP=xam tni? int kind=0; 值大最出找//)++j;muNkcolB〈j;0=j(rof? { ? if(PageCount[j]>max) { ;]j[tnuoCegaP=xam?? ?? kind=j; } ??? } ? for(int k=0;k<BlockNum;k++)//不就是最大值,则要+1 ? { ? ? if(k!=kind) PageCount[k]++; ? } ? module[kind]=PageOrder[i]; PageCount[kind]=0;// 替换之后已经查询得次数改为0 LackNum++; ? for(m=0; m〈3;m++) ? ;” ”<〈]m[eludom〈 ;ldne〈〈tuoc?? } ? } ? LackPageRate=(LackNum*1、0)/PageNum; Cout〈〈“该算法缺页次数为:”<<LackNum< Cout<<”该算法缺页率为:"< PageOrder[MaxNumber],int PageCount[MaxNumber],egaPkcaL elbuod,muNkcolB tni,muNkcaL tni,muNegaP tni??Rate,bool found){ int module[MaxNumber]; int sum=0; int i,j,m; for(i=0;i<BlockNum;i++)//将内存填满 { module[i]=PageOrder[i]; ? sum++; PageCount[i]=3—i;)++j;i=<j;0=j(rof? Cout〈〈module[j]〈〈” ”; ;ldne〈<tuoc?? } LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;i { found=false; for(j=0;j<BlockNum;j++)//遍历已存储,判断就是否缺页 { ? if(module[j]==PageOrder[i]) ?? { ? found=true; PageCount[j]=0;//查询后,更改次数 ?? for(int k=0;k〈BlockNum;k++) ? { ?? ??)j=!k(fi?? PageCount[k]++; ? } ? break; ? } ? } ? if(found==false)//缺页,选择替换 { ? ;]0[tnuoCegaP=xam tni?? int kind=0; 值大最出找//)++j;muNkcolB ??)xam〉]j[tnuoCegaP(fi?? { ? ?;]j[tnuoCegaP=xam? ?? kind=j; } ? } ?? for(int k=0;k { ? if(k!=kind) PageCount[k]++; ?? } ? module[kind]=PageOrder[i]; PageCount[kind]=0;// 替换之后未查询得次数改为0 ;++muNkcaL?? for(m=0; m<3;m++) ? Cout〈 ”; ?;ldne<〈tuoc? } ? } ? LackPageRate=(LackNum*1、0)/PageNum; cout<〈“该算法缺页次数为:"< Cout〈<”该算法缺页率为:”〈<LackPageRate*100〈<“%’<<endl;} int main() { int PageOrder[MaxNumber];//页面序列 int PageCount[MaxNumber]={0};//计算内存内数据离下一次出现得距离 int PageNum,LackNum=0,BlockNum;//页面个数,缺页次数,最小物理块数 ;0=etaRegaPkcaL elbuod? bool found=false; ;3ecoihc,2ecoihc,0=1ecoihc tni? int i=0;)0==1ecoihc(elihw? { ;”:入输新重:1,入输不:0;据数入输新重否是就“〈〈tuoc? cin〉>chioce2; if(chioce2==1) {? Cout<<”请输入页面个数:”; ;muNegaP >>nic?;“数块理物小最入输请”〈〈tuoc? ;muNkcolB>>nic? cout<〈”请输入页面序列:”< for(i=0;i〈PageNum;i++) ;]i[redrOegaP>〉nic? }?;”:URL-3,IPO—2,OFIF-1:法算择选请"< if(chioce3==1) colB,muNkcaL,muNegaP,tnuoCegaP,redrOegaP(OFIF?kNum,LackPageRate,found); else { if(chioce3==2) colB ,muNkcaL,muNegaP,tnuoCegaP,redrOegaP(IPO?kNum,LackPageRate, found); esle? ,muNkcolB ,muNkcaL,muNegaP,tnuoCegaP,redrOegaP(URL?LackPageRate,found); } *************************************“〈<tuoc?****************************”<<endl; ;"束结:1,续继:0:束结是就还续继择选请"< } } 计算机体系结构 实验报告 班级:计科姓名:张华敏学号: 0902班 0 fIFU算法 一,实验内容: 编写一段程序来模拟页面置换算法中的FIFU算法的实现 二,算法设计: 设置一个产生随机数的函数rand()产生随机数来模拟程序所需访问的页面的标号,如果页面需要被访问则把页面中的一个标志位设为in表示他已经被调入内存,如果再次需要访问此页面是只需检查此页面的标志位是否为in就可判断它是否已经存在在内存中了,如果已经存在则可直接使用,如果不存在则需调入,在调入新页面是先检查内存空间是否已满,如果未满则直接调入,如果已经满了则需选择一个页面将其调出,调出时就把页面的标志位设为out。选择页面的规则是:将进入内存时间最久的页面调出去,为了达到这一目的,在页面中设置一个计数器,每当有新页面调入内存时则将内存中已经存在的页面计数器自动加一,调出页面时就选择那个计数器最大值的页面,调出后重新将计数器设为零。三,遇到的问题及解决方案: 在做此实验时遇到了一些小问题,如在C语言中函数名定义为export()则会报错。在调用有返回值的函数是如果直接int s=use(pag)则会运行出错,要先分开写如:int s,s=use(pag).四,源代码 头文件.cpp #include<> #include<> int t;//全局变量,用来盛放rand()函数产生的随机数 enum boolean{in,out};//定义一个枚举类型 /////////如果把in,out换成 true,false则会处错误 typedef struct { int num;//页面编号 char content;//页面内容 enum boolean flog;//判断此页面是否页调入,调入为true,否则为false;int count;//页面计数器 int usebit;//使用位,被使用过值为1,否则为0 }page; #include<> #include<> #include<> #include“头文件.cpp” int capacity=3;//设置内存最多可以容纳的页面数 void initialize(page p[])//初始化页面函数 { for(int i=0;i<5;i++)//初始化页面,页面内容分别为小写字母 abcde,计数器全部为0 {p[i].num=i;p[i].content=i+97;p[i].flog=out;p[i].count=0;} } int use(page p[]){ t=rand()%5;//产生一个0-5的随机数,if(p[t].flog==in){ printf(“tt%d页面命中n”,t);//for(int i=0;i<5;i++)//调入此页面后其他以在内存中存在的页面计数器加1 // { // if(p[i].flog==in)// p[i].count++;// } return(1);} else return(0);} void import(page p[])//调入页面的函数 { /* int t=rand()%5;//产生一个0-5的随机数,if(p[t].flog==in)printf(“tt%d页面命中n”,t);*/ // if(p[t].flog==out)//如果此页面未被调入内存则立即调入 p[t].flog=in;capacity--;//调入后内存空间减少一叶 for(int i=0;i<5;i++)//调入此页面后其他以在内存中存在的页面计数器加1 { if(p[i].flog==in&&p[i].num!=t)p[i].count++;} printf(“页面%d被调入内存n”,t);} void port(page p[])//调出页面的函数,,,,,,,,,,,如果函数名定义为export则处错误 { int x=0,y;//x用来暂时存放计数器 中的最大值,y存放此页面的页面号 for(int i=0;i<5;i++)//寻找计数器值最大的 页面 { if(p[i].count>x){ x=p[i].count;y=i;} } P[y].flog=out;//修改调入符号 p[y].count=0;capacity++;//调入后内存空间增加一叶 printf(“ttt页面%d被调出内存n”,y);} main(){ int s;long t3,t1,t2;page pag[5];//定义五个页面,,,,,,,,,,,如果这个定义在子函数之前那么不用通过参数 子函数便可以直接访问 t3=time(NULL);initialize(pag);do { t1=time(NULL);s=use(pag);//,,,,,,,,,,,,,,如果这里写成int s=use(pag)则会运行出错 //printf(“s=%d capacity=%dn”,s,capacity);if(capacity>0&&s==0)import(pag);else { if(capacity==0&&s==0){ port(pag);import(pag);} } t2=time(NULL);while(t2-t1<1){ t2=time(NULL);} }while(t2-t3<20);system(“pause”);} 五,测试结果: LFU算法 一,实验内容: 编写一段程序来模拟页面置换算法中的LFU算法的实现 二,算法设计: 设置一个产生随机数的函数rand()产生随机数来模拟程序所需访问的页面的标号,如果页面需要被访问则把页面中的一个标志位设为in表示他已经被调入内存,如果再次需要访问此页面是只需检查此页面的标志位是否为in就可判断它是否已经存在在内存中了,如果已经存在则可直接使用,如果不存在则需调入,在调入新页面是先检查内存空间是否已满,如果未满则直接调入,如果已经满了则需选择一个页面将其调出,调出时就把页面的标志位设为out。选择页面的规则是:将最近一段时间未被访问过的页面调出。为了达到这一目的在页面中设置一个标志位,如果页面在近期只要被访问过则将该标志位设置为1(默认为0),在选择调出页面时只需将标志位为0的页面调出即可。三,遇到的问题及解决方案: 未遇到什么问题 四,实验感悟: 遇到问题后上网查资料和有效,及时查不到自己想要的但是也可从相关结果中获得启发给自己灵感来想到解决问题的方法.四,源代码 #include<> #include<> #include<> #include“头文件.cpp” int capacity=3; //设置内存最多可以容纳的页面数 void initialize(page p[]) //初始化页面函数 { for(int i=0;i<5;i++) //初始化页面,页面内容分别为小写字母 abcde,计数器全部为0 {p[i].num=i; P[i].content=i+97; P[i].flog=out; P[i].count=0; P[i].usebit=0; } } int use(page p[]){ t=rand()%5; //产生一个0-5的随机数,if(p[t].flog==in) { Printf(“tt%d页面命中n”,t); P[t].usebit=1; //for(int i=0;i<5;i++)//调入此页面后其他以在内存中存在的页面计数器加1 // { // if(p[i].flog==in) // P[i].count++; // } return(1); } else return(0); } void import(page p[])//调入页面的函数 { int t=rand()%5; //产生一个0-5的随机数,//if(p[t].flog==in) // { // Printf(“tt%d页面命中n”,t); // P[t].usebit=1; // } // if(p[t].flog==out) //如果此页面未被调入内存则立即调入 P[t].flog=in; Capacity--; //调入后内存空间减少一叶 for(int i=0;i<5;i++)//调入此页面后其他以在内存中存在的页面计数器加1 { if(p[i].flog==in&&p[i].num!=t) P[i].count++; } Printf(“页面%d被调入内存n”,t); } void port(page p[]) //调出页面的函数 ////////////////////////////////如果函数名定义为export则处错误 { int x=0,y;//x用来暂时存放计数器 中的最大值,y存放此页面的页面号 int z=-1; //用来判断近期是否有未被访问过的页面 int g=0; for(int i=0;i<5;i++)//寻找计数器值最大的 页面 { if(p[i].count>x) { x=p[i].count; y=i; } } for(int i=0;i<5;i++) { if(p[i].flog==in&&p[i].usebit==0) { z=i; g++; } } if(z==-1||g==3)//如果所有页面均为1则按照FIFO算法置换页面 //如果g=3则表明页面使用位全为零,此时也按照FIFO算法置换页面 { P[y].flog=out;//修改调入符号 P[y].count=0; Capacity++; //调入后内存空间增加一叶 P[y].usebit=0; for(int i=0;i<5;i++)//将所有页面置0 P[i].usebit=0; Printf(“ttt页面%d被调出内存n”,y); } else //如果有页面为0则将此页面置换出来 { P[z].flog=out;//修改调入符号 P[z].count=0; Capacity++; //调入后内存空间增加一叶 Printf(“ttt页面%d被调出内存n”,z); } } main(){ int s; Long t3,t1,t2; Page pag[5];//定义五个页面 ///////////////////如果这个定义在子函数之前那么不用通过参数 子函数便可以直接访问 t3=time(NULL); initialize(pag); do { t1=time(NULL); s=use(pag); if(capacity>0&&s==0) import(pag); else { if(capacity==0&&s==0) { Port(pag); import(pag); } } t2=time(NULL); while(t2-t1<1) { t2=time(NULL); } }while(t2-t3<20); system(“pause”);} 六,实验结果 总结 通过本次试验我对各种页面置换算法有了更深入的了解,也使得自己认识到平常学习到某些东西觉得懂了会了可是一旦实际动手操作起来就会发现总会存在这样或者那样的错误,只有多动手实际操作才会发现不足发现错误并且改正。查漏补缺提高自己的实际动手能力。 操作系统课程第七次实验报告 姓名 学号 系 计算机 任课教师 指导教师 评阅教师 实验地点 综合楼B102 实验时间 2012-9-26 实验课表现 出勤和个人表现Q1(15+15(组长评分)=30分) 得分: 实验 总分 (Q1+Q2+Q3+Q4) 实验完成情况Q2(45分(组长与教师评分的加权平均)) 得分: 实验编号与实验名称: 实验七、常用页面置换算法模拟实验 实验目的: 通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,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基本页面置换算法的基本思想和实现过程,并比较它们的效率。 实验内容及要求(详见实验讲义与实验指导书): 要求: 1)要求用你熟悉的程序设计语言编写和调试一个页面置换模拟程序;要求在主函数中测试。 2)实验报告中必须包括:设计思想、数据定义(包括详细说明)、处理流程(详细算法描述和算法流程图)、源代码、运行结果、体会等部分。 3)必须模拟本实验内容中提到的算法中的至少2种页面置换算法。 4) 比较不同页面置换算法的效率 内容:编写一个程序,使用以下页面置换算法中的某2种分别模拟一个分页系统,并统计同一个页面访问序列情况下不同页面置换算法引发的缺页中断次数。 1、第二次机会算法(Second Chance) 2、最近最少使用算法(Least recently Used,LRU) 3、最不常用算法(Not frequently Used,NFU) 4、最近未使用算法(Not recently Used,NRU) 5、时钟页面置换算法 6、老化算法(aging) 页框的数量固定为4,虚拟页面数为8。实验输入为访问页面序列,比如0,1,3,2,7,1 实验用到的软件(:) devC++,Visio 实验内容及关键步骤(代码)Q3(15分) 得分: 流程图:输入页面访问序列 取访问的页号 查页表 是否缺页? 是 置缺页标志flag为’*’ 按算法不同淘汰一页面 调入所访问的页面 否 fIFO算法流程图 LRU算法流程图: 函数关系解释图: 实现结果: 图1 图2 代码: #include <> #include <> #define mEMORY_SIZE /*物理块数*/ #define PROESS_SIZE /*页面号引用串个数*/#include <> #include <> /*全局变量*/ int mSIZE=4; int PSIZE=8; static int memery[4]={0}; /*物理块中的页号*/ static int Page[8]={0}; /*页面号引用串*/ static int temp[8][4]={0}; /*辅助数组*/ /*置换算法函数*/ void fIFO(); void LRU(); void OPT(); void designBy(); /*辅助函数*/ void Print(unsigned int t); /*主函数*/ int main() { int i,k,code; designBy(); system(“color 0A“); Puts(“请依次输入页面号(8个):“); for(i=0;i scanf(“%1d“,&page[i]); system(“cls“); system(“color 0E“); do{ Puts(“输入的页面号引用串为:“); for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k++) { for(i=20*k;(i { if(((i+1)%20==0)||(((i+1)%20)&&(i==pSIZE-1))) Printf(“%d\n“,page[i]); else Printf(“%d “,page[i]); } } Printf(“* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *\n“); Printf(“* 请选择页面置换算法:\t\t\t *\n“); Printf(“* ----------------------------------------- *\n“); Printf(“* 1.先进先出(FIFO) 2.最近最久未使用(LRU) *\n“); Printf(“* 3.退出 *\n“); Printf(“* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *\n“); Printf(“请选择操作:[ ]\b\b“); scanf(“%d“,&code); switch(code) { Case 1: fIFO(); break; Case 2: LRU(); break; Case 3: system(“cls“); system(“color 0A“); exit(0); default: Printf(“输入错误,请重新输入:“); } Printf(“按任意键重新选择置换算法:>>>“); getch(); system(“cls“); }while (code!=3); getch(); } void Print(unsigned int t) { int i,j,k,l; int flag; for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k++) { for(i=20*k;(i { if(((i+1)%20==0)||(((i+1)%20)&&(i==pSIZE-1))) Printf(“%d\n“,page[i]); else Printf(“%d “,page[i]); } for(j=0;j { for(i=20*k;(i if(i>=j) Printf(“ |%d|“,temp[i][j]); else Printf(“ | |“); } for(i=mSIZE+20*k;(i { for(flag=0,l=0;l if(temp[i][l]==temp[i-1][l]) flag++; if(flag==mSIZE)/*页面在物理块中*/ Printf(“ “); else Printf(“ |%d|“,temp[i][j]); } /*每行显示20个*/ if(i%20==0) Continue; Printf(“\n“); } } Printf(“----------------------------------------\n“); Printf(“缺页次数:%d\t\t“,t+mSIZE); Printf(“缺页率:%d/%d\n“,t+mSIZE,pSIZE); Printf(“置换次数:%d\t\t“,t); Printf(“访问命中率:%d%%\n“,(pSIZE-(t+mSIZE))*100/pSIZE); Printf(“----------------------------------------\n“); } /*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 { memery[i]=page[i]; time[i]=i; for(j=0;j temp[i][j]=memery[j]; } for(i=mSIZE;i { /*判断新页面号是否在物理块中*/ for(j=0,k=0;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]页面置换算法实验报告精选2
页面置换算法实验报告精选3