作業系統課程設計報告

上海電力學院

計算機作業系統原理

課程設計報告

題目名稱：編寫程式模擬虛擬儲存器管理

姓名：杜志豪　.學號：　20121798

班級：　 2012053班

同組姓名：孫嘉軼

課程設計時間： 2014.6.30——2014.7.4

評語成績

一、設計內容及要求4

1. 1 設計題目4

1．2 使用演算法分析4

1．2.1 fifo演算法（先進先出淘汰演算法）……………… 4

1．2.2 lru演算法（最久未使用淘汰演算法）……………… 5

1. 2.3 opt演算法（最佳淘汰演算法5

1.3 分工情況5

二、詳細設計6

2.1 原理概述6

2.2主要資料結構(主要**6

2.3演算法流程圖9

2.3.1 主流程圖9

2.3.2 optimal演算法流程圖10

2.3.3 fifo演算法流程圖10

2.3.4 lru演算法流程圖11

2.4．1源程式檔名11

2.4. 2執行檔名11

三、實驗結果與分析11

3.1 optimal頁面置換演算法結果與分析11

3.2 fifo頁面置換演算法結果與分析16

3.3 lru頁面置換演算法結果與分析20

四、設計創新點24

五、設計與總結27

六、**附錄27

課程設計題目

一、設計內容及要求

1.1 編寫程式模擬虛擬儲存器管理。假設以m頁的程序分配了n塊記憶體（n輸入：設定系統分配的塊數，以及程序頁面引用序列（也可隨即產生）。

輸出：顯示每一次頁面引用記憶體狀態，最終顯示產生缺頁中斷的次數及頁面置換的次數（假設初始狀態記憶體沒有裝入任何頁面）。

必須分別使用以下置換演算法完成模擬：

(1) fifo頁面置換演算法;

(2) lru頁面置換演算法;

(3) 最佳（optimal）頁面置換演算法。

1.2 使用演算法分析：

1.2.1 fifo頁面置換演算法：

該演算法總是淘汰最先進入記憶體的頁面，即選擇在記憶體中駐留時間最久的頁面以淘汰。該演算法實現簡單，只需把乙個程序已調入記憶體的頁面，按照先後次序鏈結成乙個佇列，並設定乙個指標，稱為替換指標，使它總是指向最老的頁面。但該演算法並不是都適合實際情況，因為在程序中，有些頁面經常被訪問，比如，含有全域性變數、常用函式，例程等得頁面，fifo演算法並不能保證這些頁面不被淘汰。

1.2.2 lru頁面置換演算法：

最近最久未使用（lru）的頁面置換演算法是根據頁面調入記憶體後的使用情況進行決策的。由於無法**各頁面將來的使用情況，只能利用「最近的過去」作為「最近的將來」的近似，因此，lru置換演算法是選擇最近最久未使用的頁面予以淘汰。該演算法賦予每個頁面乙個訪問字段，用來記錄乙個頁面自上次被訪問以來所經歷的時間t，當須淘汰乙個頁面時，選擇有頁面中t值最大的，即最近最久為使用的頁面以淘汰。

1.2.3 最佳（optimal）頁面置換演算法：

optimal演算法是一種理論的演算法，其所選擇的被淘汰頁面將是以後永久不使用的，或許是在最長（未來）時間內不再被訪問的頁面。採用最佳置換演算法，通常可保證獲得最低的缺頁率。但由於人目前還無法預知乙個程序在記憶體的若干個頁面中，哪乙個頁面是未來最長時間內不再被訪問的，因而該演算法是無法實現的，便可以利用此演算法來評價其他演算法。

1.3 分工情況：共同討論並構思，杜志豪負責fifo和lru演算法的程式設計，孫嘉軼負責窗體介面和opt演算法的編寫。程式設計中遇到困難共同討論並解決。

二、詳細設計

2.1 原理概述

定義乙個整型變數int buffer=0來記錄記憶體分塊數，定義乙個string 型別的演算法 string suanfa來選擇具體的演算法；用乙個陣列intxulie來儲存頁面序列，長度為20；用乙個陣列intkuai來儲存記憶體分配的物理塊個數，長度為5；用int s來記錄具體的步驟數，用int num來記錄頁面中斷次數。空白表示物理塊沒有被使用。

2.2 主要資料結構（**）結構體：

輸入的頁面序列號：

public form1() //輸入頁面序列號

private void fenkuai4_checkedchanged(object sender, eventargs e)

private void fenkuai5_checkedchanged(object sender, eventargs e)

private void fifon_checkedchanged(object sender, eventargs e) //演算法按鈕

private void lrun_checkedchanged(object sender, eventargs e)

private void optn_checkedchanged(object sender, eventargs e)

返回中斷次數：

public richtextbox text() //返回中端次數

public int num1()

public void clean() //清零函式

public class len //返回入塊頁面數

}結構體儲存佇列頁面相關變數引數：

int buffer = 0;//記憶體分塊數

string suanfa;//選擇演算法

int xulie = new int[20];//頁面序列

int kuai = new int[5];

int s = 0;//步驟數

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