虚拟内存页面置换算法实验报告

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、 实验目的及要求通过这次实验，加深对虚拟内存页面置换概念的理解，进一步掌握先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。结合Linux的内层的分析方法查看内存的分配过程及linux kernel的内存管理机制二、 实验性质设计性三、 实验学时 4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的

2、基本命令；（2）了解Linux vmstat、free、top等命令查看linux系统的内存分配情况；（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，它们需要的服务时间分别为S1, ,Sn。分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间、周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。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的缺页次数和缺页率，及每次缺页时物理块中存储。1输入的形式 int PageOrderMa

3、xNumber;/页面序列int PageNum,LackNum=0,BlockNum;/页面个数，缺页次数，最小物理块数2. 输出的形式double LackPageRate/缺页率缺页个数每次缺页时物理块中存储 程序所能达到的功能模拟先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面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。测试数据，包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果

4、。程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。int PageOrderMaxNumber;/页面序列int PageCountMaxNumber=0;/计算内存内数据离下一次出现的距离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的理解，进一步掌握先进先出FIFO、最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的

5、实现方法。熟悉Linux需要经过大量的实验、改进与思考，在编写代码的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的一些知识，是我对于所学习的专业知识得到了更好的巩固和提升。附录 源程序清单*include <iostream>using namespace std;*define MaxNumber 100void OPI(int PageOrderMaxNumber,int PageCountMaxNumber, int PageNum,int LackNum,int BlockNum, double LackPageRate,

6、bool found) int moduleMaxNumber; int sum=0; int i,j,k,m; for(i=0;i<BlockNum;i+)/将内存填满 modulei=PageOrderi; sum+; for(j=0;j<=i;j+) cout<<modulej<<" " cout<<endl; LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;i<PageNum;i+) found=false; for(j=0;j<BlockNum;j+ )/遍历已存储，判断是否缺页 if(

7、modulej=PageOrderi) 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的距离 PageCountj=0; for(k=i+1;k<PageNum;k+) if(modulej!=PageOrderk) PageCountj+; else break; int max=PageCount0; int kind=0; for(j=0;j<BlockNum;j+)/找出最大值 if(PageCountj>max) max=PageCountj; k

8、ind=j; modulekind=PageOrderi; LackNum+; for(m=0; m<3;m+) cout<<modulem<<" " cout<<endl; 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<<'%'<<

9、endl;/*先进先出置换算法*/void FIFO(int PageOrderMaxNumber,int PageCountMaxNumber, int PageNum,int LackNum,int BlockNum, double LackPageRate,bool found) int moduleMaxNumber; int sum=0; int i,j,m; for(i=0;i<BlockNum;i+)/将内存填满 modulei=PageOrderi; sum+; PageCounti=3-i; for(j=0;j<=i;j+) cout<<modulej

10、<<" " cout<<endl; LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;i<PageNum;i+) found=false; for(j=0;j<BlockNum;j+ )/遍历已存储，判断是否缺页 if(modulej=PageOrderi) found=true; break; if(found=false)/缺页，选择替换 int max=PageCount0; int kind=0; for(j=0;j<BlockNum;j+)/找出最大值 if(PageCountj>max) max=P

11、ageCountj; kind=j; for(int k=0;k<BlockNum;k+)/不是最大值，则要+1 if(k!=kind) PageCountk+; modulekind=PageOrderi; PageCountkind=0;/ 替换之后已经查询的次数改为0 LackNum+; for(m=0; m<3;m+) cout<<modulem<<" " cout<<endl; LackPageRate=(LackNum*1.0)/PageNum; cout<<"该算法缺页次数为:"&

12、lt;<LackNum<<endl; cout<<"该算法缺页率为:"<<LackPageRate*100<<'%'<<endl;/*最近最久未使用置换算法*/void LRU(int PageOrderMaxNumber,int PageCountMaxNumber, int PageNum,int LackNum,int BlockNum, double LackPageRate,bool found) int moduleMaxNumber; int sum=0; int i,j,m;

13、for(i=0;i<BlockNum;i+)/将内存填满 modulei=PageOrderi; sum+; PageCounti=3-i; for(j=0;j<=i;j+) cout<<modulej<<" " cout<<endl; LackNum=BlockNum; for(i=BlockNum;i<PageNum;i+) found=false; for(j=0;j<BlockNum;j+)/遍历已存储，判断是否缺页 if(modulej=PageOrderi) found=true; PageCountj

14、=0;/查询后，更改次数 for(int k=0;k<BlockNum;k+) if(k!=j) PageCountk+; break; if(found=false)/缺页，选择替换 int max=PageCount0; int kind=0; for(j=0;j<BlockNum;j+)/找出最大值 if(PageCountj>max) max=PageCountj; kind=j; for(int k=0;k<BlockNum;k+) if(k!=kind) PageCountk+; modulekind=PageOrderi; PageCountkind=0;

15、/ 替换之后未查询的次数改为0 LackNum+; for(m=0; m<3;m+) cout<<modulem<<" " cout<<endl; 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;int main

16、() int PageOrderMaxNumber;/页面序列int PageCountMaxNumber=0;/计算内存内数据离下一次出现的距离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;int chioce1=0,chioce2,chioce3; int i=0;while(chioce1=0)cout<<"是否重新输入数据；0:不输入，1：重新输入："cin>>chioce2;if(chioce2=1) cout&l

17、t;<"请输入页面个数："cin>> PageNum;cout<<"请输入最小物理块数"cin>>BlockNum;cout<<"请输入页面序列："<<endl;for(i=0;i<PageNum;i+)cin>>PageOrderi;cout<<"请选择算法：1-FIFO，2-OPI，3-LRU:"cin>>chioce3; if(chioce3=1) FIFO(PageOrder,PageCount,PageNum,LackNum, BlockNum, LackPageRate, found); e