（作業系統）模擬作業系統的頁面置換

一、需求分析

設計程式模擬先進先出（fifo）置換演算法，最佳（opt）置換演算法和最近最少用（lru）置換演算法的工作過程。假設記憶體中分配給每個程序的最小物理塊數為m，在程序執行過程中要訪問的頁面個數為n，頁面訪問序列為p1, … ,pn，分別利用不同的頁面置換演算法排程程序的頁面訪問序列，給出頁面訪問序列的置換過程，計算每種演算法缺頁次數和缺頁率。

程式的設計主要是測試先進先出fifo，最佳置換opt和最近最少用lru頁面置換演算法的效率以及過程，對於程式設計師設計有很多幫助，不同的場合用不同的演算法可以提高程式的效率。

二、詳細設計

1、資料結構

int a[320];//存放320條指令

int p;//存放頁大小

int page[320];//存放合併後要使用的頁號

int pagenumber;//存放頁號數量

int piece;//存放塊數

2、演算法流程圖

a.先進先出（fifo）置換演算法:

b.最近最少用（lru）置換演算法:

c.最佳（opt）置換演算法:

三、軟體測試

a：50%的指令是順序執行的

具體的實施方法是：

圖1.指令位址

2、如圖2所示，頁面大小的取值範圍為1k，2k，4k，8k，16k。按照頁面大小將指令位址轉化化為頁號。對於相鄰相同的頁號，合併為乙個。

圖2.合併後的頁位址流

3.選擇不同的塊數和不同的頁面置換演算法會得出不同的缺頁率，為了方便觀察比較，下面選取相同的塊數（4塊）和不同的頁面置換演算法，求出缺頁率。如圖3-a，3-b，3-c所示：

圖3-a.最佳置換演算法（節選）

三、總結

本次實驗主要用dos介面實現模擬作業系統的頁面置換功能。在本次實驗中，沒有用到mfc介面，使得實驗資料冗長，不過也更能直觀反應是否缺頁，便於統計。實現先進先出、最近最少用和最佳置換演算法時候，一開始的思路都有初始化進入記憶體塊數的頁數的函式，後來再次看的時候發現太冗長而且沒有這個必要。

附：源程式

#include

#include"fifo.h"

#include"lru.h"

#include"opt.h"

using namespace std;

void random(int a,int n);

int translate(int a,int page,intn,int p);

int main()

cout<>i;break;

default:flag=false;}}

return0;

}void random(int a,int n)

for(i=0;i

cout

int translate(int a,int page,intn,int p)

for(i=0;i

cout

}.\fifo.h

//先進先出置換演算法

#include

using namespace std;

//輸出函式

void output1(int *p,int n)

void fifo(int page,int n,intpiece,int total)

else

}cout<

}.\lru.h

//最近最少用置換演算法

#include

using namespace std;

void lru(int page,int n,int piece,inttotal)

p[j]=temp;

output1(p,piece);

cout<

else//缺頁處理

}cout<

}.\opt.h

//最佳置換演算法

#include

using namespace std;

void opt(int page,int n,int piece,inttotal)

j++;

}for(j=0;jif(flag[p[j]]==1)

temp=j;

elseflag[p[j]]=1;

flag[p[temp]]=0;

flag[page[i]]=1;

p[temp]=page[i];

cout

cout<

else

}cout<

deleteflag;

}

（作業系統）模擬作業系統的頁面置換

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