操作系统课程设计 页面置换算法

计算机科学与技术学院

《操作系统》课程设计报告

（2013/2014学年 第一学期）

学生姓名： 学生专业： 网络工程 学生班级： 网络工程112001 学生学号：

指导教师：

2013年12月20日

计算机科学与技术学院

课程设计任务书

《操作系统》课程设计 页面置换算法 课程设计名称 课程设计题目 学生姓名 贾正正 专业班级 网络工程112001班 学号 201120030109 课程设计任务内容 [问题描述] 设计一个虚拟存储区和内存工作区，并使用最佳淘汰算法（OPT）、先进先出算法（FIFO）、最近最久未使用算法（LRU）计算访问命中率。 [基本要求] （1）分析设计要求，给出解决方案 （2）设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析。 指导教师：赵建 时 间： 2013年 12月 10日

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目 录

第一章 问题的提出.................................................................. 错误！未定义书签。

1.1关于页面置换算法模拟程序问题的产生.................... 错误！未定义书签。 1.2 任务分析....................................................................... 错误！未定义书签。 第二章 需求分析 ..................................................................... 错误！未定义书签。

2.1需求说明......................................................................... 错误！未定义书签。 2.2操作界面和操作方法..................................................... 错误！未定义书签。 第三章 设计描述 ....................................................................... 错误！未定义书签。

3.1方案设计........................................................................ 错误！未定义书签。 3.2主要的函数.................................................................... 错误！未定义书签。 第四章 算法描述 ....................................................................... 错误！未定义书签。

4.1主函数流程图................................................................ 错误！未定义书签。 4.2FIFO（先进先出）页面置换算法................................. 错误！未定义书签。 4.3LRU(最近最久未使用)页面置换算法........................... 错误！未定义书签。 4.4OPT（最佳置换算法）................................................... 错误！未定义书签。 4.5实现结果........................................................................ 错误！未定义书签。 第五章 程序测试........................................................................ 错误！未定义书签。

5.1 设计测试数据............................................................... 错误！未定义书签。 5.2 测试结果及分析........................................................... 错误！未定义书签。 结 论.......................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 代码：.......................................................................................... 错误！未定义书签。

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第一章 问题的提出

1.1关于页面置换算法模拟程序问题的产生

在各种存储器管理方式中，有一个共同的特点，即它们都要求将一个作业全部装入内存方能运行，但是有两种情况：（1） 有的作业很大，不能全部装入内存，致使作业无法运行；（2） 有大量作业要求运行，但内存容量不足以容纳所有这些作业。而虚拟内存技术正式从逻辑上扩充内存容量，将会解决以上两个问题。

从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中，通常，把选择换出的页面的算法称为页面置换算法（Page-Replacement Algorithms）。进而页面置换算法模拟程序能客观的将其工作原理展现在我们面前。

1.2 任务分析

首先，定义宏变量，设置所占最大内存长度。编辑以时间为种子，初始化随即发生器。进行相关页面输入程序的编写以及页面的打印。尔后，寻找最近最近最久未使用的页面 、记录当前内存块中页面离下次使用间隔长度等相关程序的代码编写。最后，进行)FIFO 、LRU、 OPT三种算法的编写。

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第二章 需求分析

2.1需求说明

1. 用随机数方法产生页面走向，页面走向长度为L。

2. 根据页面走向，分别采用FIFO和LRU算法进行页面置换，统计缺页率；

为简化操作，在淘汰一页时，只将该页在页表中抹去,而不再判断它是否被改写过，也不将它写回到辅存。

3. 假定可用内存块和页表长度 (作业的页面数)分别为m和k，初始时，作业

页面都不在内存。

2.2操作界面和操作方法

*************页面置换算法算法演示**************** 请首先输入页面走向长度L: 请首先输入页面数: 根据提示进入算法界面：

在如上的操作界面中分别按照提示进行输入，按回车键表示当前输入完毕，然后进行下个步骤的输入或者得到最终结果。

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