(LRU)置换算法-操作系统

1、实验报告三内存页面置换算法的设计姓名：田玉祥 班级：计算机科学与技术专业一班实验内容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局部调入内存便可运行，还支持请求调页的存储管理方式。本实习要求学生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、实验题目1. 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

2、个20位长的页面访问序列为:12560,36536,56042,70435， 那么缺页次数和缺页率按以下图给出: 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，假设内存已满，那么需要利用LRU算法，将当前一段时间内最久未使用过的页替换出去。程序实现想法：用一个数组an来存放所有需要访问的页，用一个数组b3来存放页表，用数组c3来存放页表每一页的权值，就是最近最少使用的度，度越高那么使用率越小，用n次循环，每次ai进行判断时先判断有没有空格，再判断ai是否已经在页表中，此时注意要将权值归1，假设都没有这些情况，那么用函数

3、int MAX(int a,int b,int c)找到权值最大的，进行替换，并将其他页的权值加1.实验代码：/LRU算法，最近最少使用的页替换算法#include#include using namespace std ;int MAX(int a,int b,int c)/赋值之后的权值中找到权值最大的，返回它的下标也就是最近最少使用的int max = a ;if(maxb)max = b ;if(maxc)max = c ;elseif(maxc)max = c ;if(a=max)/找到权值最大的数的下标return 0 ;else if(b=max)return 1 ;else i

4、f(c=max)return 2 ;int main()/string k ;/k表示当前最近最少使用的页;int i,j,n,l,m,p,q ;/j表示当前访问的页是否已经在访问,0表示没有发生缺页，1表示发生缺页/q来表示页表是否有空格，即当前是否全部在使用，1表示全部在使用，0表示还有空格string *b = new string 3 ;/存放页表int *c = new int 3 ;/存放页表的权值for(i=0;i3;i+)bi = ;ci = 1 ;cout请输入要访问的页码页数： n ;string *a = new string n ;/存放所有要访问的页cout请输入 n

5、 个每一次要访问的页码页号：endl ;for(i=0;iai ;cout页表访问过程如下，“1表示发生缺页，“0表示不发生缺页：endl ;for(i=0;in;i+)j = 1 ;q = 1 ;/表示页表没有空位，全被使用for(l=0;l3;l+)if(ai=bl)j = 0 ;cl=1 ;/将权值设为1cl-1+;cl-2+;cl+1+;cl+2+;break ;if(j=0)/如果需要访问的页正在被访问，即已经在页表，直接输出。并将其权值设为1for(l=0;l3;l+)coutbl ;coutjendl ;/如果访问的页发生缺页有两种情况if(j=1)/第一种，页表有空闲帧for(

6、l=0;l3;l+)if(bl= )bl=ai ;cl-1+ ;cl-2+ ;for(p=0;p3;p+)coutbp ;coutjendl ;q = 0 ;break ;if(j=1&q=1)/须要访问的页不在页表中m = MAX(c0,c1,c2) ;bm=ai ;cm=1 ;cm-1+;cm-2+;cm+1+;cm+2+;for(p=0;p3;p+)coutbp ;coutjendl ;system(pause) ;return 0 ;代码实现：四、思考题： 比较LRU和其他置换算法各自的优缺点，能够实现其他置换算法模拟设计，分析内存页面数的变化对各种置换算法命中率的影响。答：内存页面数越多，命中率越高，因为所有页都使用后，发生缺页下次命中时有更多的页可以与当前需要的页进行比较，所以命中率较高。LRU算法可以减少页错误率,较易理解.最优算法页错误最低,且没有Belady异常,但是较难实现FIFO算法容易理解和实现,但是页错误率较高实验总结通过本次实验明白了LRU算法的过程，通过编程得知LRU算法发生缺页时的两种情况，第一种是页表有空闲的帧但是没有当前所需要的页，另外一种是没有空闲帧也没有当前所需要的页，要分两种情况