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磁盘调度算法模拟、内存管理和分配算法模拟

磁盘调度算法模拟、内存管理和分配算法模拟
磁盘调度算法模拟、内存管理和分配算法模拟

天津大学仁爱学院计算机系《操作系统原理》实验报告

指导老师:殷妍

姓名:李帅帅

学号:6012203083

班级:计科一班

完成日期:2014年 5月 22日

一、实验目的:

页面置换算法的好坏直接关系到系统运行的效率。本设计要求用高级语言编写和调试一个简单的内存页面调度程序。通过本实验可以加深理解有关最佳置换算法、先进先出置换算法和最近最久未使用置换算法的概念,并体会和了解这三种页面置换算法的具体实施办法。

二、实验内容:

1、页面流如下:

7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1 2、首先利用最佳置换算法求出理想状态下的缺页率。再将先进先出算法和最近最久未使用算法与最佳置换算法做比较,说明哪个缺页率较低。

3、假设所用的物理块个数分别为3和4。

三、实验要求:

1、物理块用数组S[]表示,每次经过一个页面,须显示此时物理块中的页面。

2、设置计数变量count,记录缺页次数。统计缺页率可用:置换次数/页面总数求得。

四、编程工具:

Microsoft Visual Studio 2010

语言:C++

五、编程实现:

//////////////////////////////

//内存管理和分配算法模拟实验//

//////////////////////////////

#include

using std::cout;

using std::cin;

using std::endl;

int page[20]={7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1};

//在以下代码中s[]代表物理块用数组,count用来记录缺页次数

//下面为算法的实现:

//以下代码为物理块数为3:

//最佳置换算法(3)

double Optimal_3()

{

int s[3]={-1,-1,-1};

int count = 0;

int flag1, flag2, flag3, index;

//首先将页装入内存,将物理块装满,并遍历输出

for(int i=0;i<3;i++)

{

s[i]=page[i];

cout<<"第"<

for(int j=0;j<3;j++)

{

cout<

}

cout<

}

//此后进程访问页面时将会产生缺页中断

for (int i = 3; i < 20; i++)

{

cout<<"第" <

//判断判断页面是否已经在内存中

if (s[0] == page[i] || s[1] == page[i] || s[2] == page[i])

{

goto M;

}

else

{

count++;

flag1 = flag2 = flag3 = 0;

index = -1;

//如果没有在内存中,按照最佳置换算法规则判断哪个页面应该被置换出来

for (int j = i; j < 20; j++)

{

if (s[0] == page[j])

{

if (flag1 != 0)

{

goto L;

}

flag1 = 1;

index = 0;

}

else if (s[1] == page[j])

{

if (flag2 != 0)

{

goto L;

}

flag2 = 1;

index = 1;

}

else if (s[2] == page[j])

{

if (flag3 != 0)

{

goto L;

}

flag3 = 1;

index = 2;

}

L:

continue;

}

}

if (flag1 == 0)

{

index = 0;

}

else if (flag2 == 0)

{

index = 1;

}

else if (flag3 == 0)

{

index = 2;

}

s[index] = page[i];

M:

for (int k = 0; k < 3; k++)

{

cout<

}

cout<

}

cout<<"缺页数:" <

double result;

result = double(count) / 20.0;

cout<<"缺页率:" << result<

cout<

return result;

}

//先进先出算法(3)

double FIFO_3()

{

int s[3] ={ -1, -1, -1 };

int count = 0;

int i, j, k = 0;

//首先将页装入内存,将物理块装满,并遍历输出for (i = 0; i < 3; i++)

{

s[i] = page[i];

cout<<"第" <

for (j = 0; j < 3; j++)

{

cout<

}

cout<

}

//此后进程访问页面时将会产生缺页中断

for (i = 3; i < 20; i++)

{

cout<<"第" <

if (page[i] == s[0] || page[i] == s[1] || page[i] == s[2]) {

goto M;

}

//如果没有在内存中,按照先进先出算法规则判断哪个页面应该被置换出来

else

{

count++;

s[k] = page[i];

k++;

if (k == 3)

{

k = 0;

}

goto M;

}

M:

for (int m = 0; m < 3; m++)

{

cout<

}

cout<

continue;

}

cout<<"缺页数:" <

double result;

result=double (count)/20.0;

cout<<"缺页率:" << result<

cout<

return result;

}

//最近最久未使用算法(3)

double LRU_3()

{

int s[3]= { -1, -1, -1 };

int count = 0;

int i, j, flag1, flag2, flag3, index;

//首先将页装入内存,将物理块装满,并遍历输出

for (i = 0; i < 3; i++)

{

cout<<"第" <<(i + 1) << "次:"<

s[i] = page[i];

for (j = 0; j < 3; j++)

{

cout<

}

cout<

}

//此后进程访问页面时将会产生缺页中断

for (i = 3; i < 20; i++)

{

cout<<"第" <<(i + 1) << "次:"<

if (s[0] == page[i] || s[1] == page[i] || s[2] == page[i]) {

goto L;

}

else

{

count++;

flag1 = flag2 = flag3 = 0;

index = -1;

//如果没有在内存中,按照最近最久未使用算法规则判断哪个页面应该被置换出来

for (j = i - 1; j >= 0; j--)

{

if ((flag1 * flag2 * flag3) != 0)

{

goto N;

}

if (s[0] == page[j])

{

if (flag1 != 0)

{

goto M;

}

flag1 = 1;

index = 0;

}

else if (s[1] == page[j])

{

if (flag2 != 0)

{

goto M;

}

flag2 = 1;

index = 1;

}

else if (s[2] == page[j])

{

if (flag3 != 0)

{

goto M;

}

flag3 = 1;

index = 2;

}

M:

continue;

}

N:

s[index] = page[i];

}

L:

for (int m = 0; m < 3; m++)

{

cout<

}

cout<

}

cout<<"缺页数:" <

double result;

result = double(count) / 20.0;

cout<<"缺页率:" << result<

cout<

return result;

}

//以下代码为物理块数为4(原理与物理块数为3相同):

//最佳置换算法(4)

double Optimal_4()

{

int s[4] = { -1, -1, -1, -1 };

int count = 0;

int i, j, k, flag1, flag2, flag3, flag4, index;

for (i = 0; i < 4; i++)

{

s[i] = page[i];

cout<<"第" <

for (j = 0; j < 4; j++)

{

cout<

}

cout<

}

for (i = 5; i < 20; i++)

{

cout<<"第" <

if (s[0] == page[i] || s[1] == page[i] || s[2] == page[i] || s [3]==page[i])

{

goto M;

}

else

{

count++;

flag1 = flag2 = flag3 = flag4 = 0;

index = -1;

for (j = i; j < 20; j++)

{

if (s[0] == page[j])

{

if (flag1 != 0)

{

goto L;

}

flag1 = 1;

index = 0;

}

else if (s[1] == page[j])

{

if (flag2 != 0)

{

goto L;

}

flag2 = 1;

index = 1;

}

else if (s[2] == page[j])

{

if (flag3 != 0)

{

goto L;

}

flag3 = 1;

index = 2;

}

else if (s[3] == page[j]) {

if (flag4 != 0)

{

goto L;

}

flag4 = 1;

index = 3;

}

L:

continue;

}

}

if (flag1 == 0)

{

index = 0;

}

else if (flag2 == 0)

{

index = 1;

}

else if (flag3 == 0)

{

index = 2;

}

else if (flag4 == 0)

{

index = 3;

}

s[index] = page[i];

M:

for (k = 0; k < 4; k++)

{

cout<

}

cout<

}

cout<<"缺页数:" <

double result;

result = double(count) / 20.0;

cout<<"缺页率:" << result<

cout<

return result;

}

//先进先出算法(4)

double FIFO_4()

{

int s[4]={ -1, -1, -1, -1 };

int count = 0;

int i, j, k = 0;

for (i = 0; i < 4; i++)

{

s[i] = page[i];

cout<<"第" <

for (j = 0; j < 4; j++)

{

cout<

}

cout<

}

for (i = 5; i < 20; i++)

{

cout<<"第" <<(i + 1) << "次:"<

if(page[i] == s[0] || page[i] == s[1] || page[i] == s[2]|| page[i] == s[3])

{

goto M;

}

else

{

count++;

s[k] = page[i];

k++;

if (k == 4)

{

k = 0;

}

goto M;

}

M:

for (int m = 0; m < 4; m++)

{

cout<

}

cout<

continue;

}

cout<<"缺页数:" <

double result;

result = double(count) / 20.0;

cout<<"缺页率:" << result<

cout<

return result;

}

//最近最久未使用算法(4)

double LRU_4()

{

int s[4] = { -1, -1, -1, -1 };

int count = 0;

int i, j, flag1, flag2, flag3, flag4, index;

for (i = 0; i < 4; i++)

{

cout<<"第" <

s[i] = page[i];

for (j = 0; j < 4; j++)

{

cout<

}

cout<

}

for (i = 5; i < 20; i++)

{

cout<<"第" <<(i + 1) << "次:"<

if(s[0] == page[i] || s[1] == page[i] || s[2] == page[i] || s[3] == page[i])

{

goto L;

}

else

{

count++;

flag1 = flag2 = flag3 = flag4 = 0;

index = -1;

for (j = i - 1; j >= 0; j--)

{

if ((flag1 * flag2 * flag3 * flag4) != 0) {

goto N;

}

if (s[0] == page[j])

{

if (flag1 != 0)

{

goto M;

}

flag1 = 1;

index = 0;

}

else if (s[1] == page[j])

{

if (flag2 != 0)

{

goto M;

}

flag2 = 1;

index = 1;

}

else if (s[2] == page[j])

{

if (flag3 != 0)

{

goto M;

}

flag3 = 1;

index = 2;

}

else if (s[3] == page[j])

{

if (flag4 != 0)

{

goto M;

}

flag4 = 1;

index = 3;

}

M:

continue;

}

N:

s[index] = page[i];

}

L:

for (int m = 0; m < 4; m++)

{

cout<

}

cout<

}

cout<<"缺页数:" <

double result;

result = double(count) / 20.0;

cout<<"缺页率:" << result<

cout<

return result;

}

int main()

{

int n;

double a1,b1,c1;

double a2,b2,c2;

p:

cout<<"*************************"<

cout<<"* 请选择物理块个数: *"<

cout<<"* 1:物理块个数为3 *"<

cout<<"* 2:物理块个数为4 *"<

cout<<"*************************"<

cin>>n;

//判断物理块个数是3还是4,并比较缺页率最低的算法输出if(n==1)

{

cout<<"最佳置换算法:"<

a1=Optimal_3();

cout<<"先进先出算法:"<

b1=FIFO_3();

cout<<"最近最久未使用算法:"<

c1=LRU_3();

cout<

cout<<"缺页率最低的算法为:"<

if(a1>=b1)

{

if(b1>c1)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

}

else if(b1

{

cout<<"先进先出算法"<

}

else if(b1==c1)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

cout<<"先进先出算法"<

}

}

else if(a1

{

if(a1>c1)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

}

else if(a1

{

cout<<"最佳置换算法"<

}

else if(a1==c1)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

cout<<"最佳置换算法"<

}

}

else if(a1

{

if(a1

{

cout<<"最佳置换算法"<

else if(a1>b1)

{

cout<<"先进先出算法"<

}

else if(a1==c1)

{

cout<<"先进先出算法"<

cout<<"最佳置换算法"<

}

}

}

else if(n==2)

{

cout<<"最佳置换算法:"<

a2=Optimal_4();

cout<<"先进先出算法:"<

b2=FIFO_4();

cout<<"最近最久未使用算法:"<

c2=LRU_4();

cout<

cout<<"缺页率最低的算法为:"<

if(a2>=b2)

{

if(b2>c2)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

}

else if(b2

{

cout<<"先进先出算法"<

}

else if(b2==c2)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

cout<<"先进先出算法"<

}

}

else if(a2

{

if(a2>c2)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

else if(a2

{

cout<<"最佳置换算法"<

}

else if(a2==c2)

{

cout<<"最近最久未使用算法"<

cout<<"最佳置换算法"<

}

}

else if(a2

{

if(a2

{

cout<<"最佳置换算法"<

}

else if(a2>b2)

{

cout<<"先进先出算法"<

}

else if(a2==c2)

{

cout<<"先进先出算法"<

cout<<"最佳置换算法"<

}

}

}

else

{

cout<<"输入错误,请重新输入!"<

goto p;

}

system("pause");

return 0;

}

六、使用说明:

1、双击运行Debug文件夹下的suanfa.exe

2、根据提示选择物理块数

3、按任意键退出

七、结果分析

八、设计体会

在本次实验的设计、调试过程中学到了很多东西,对有关最佳置换算法、先进先出置换算法和最近最久未使用置换算法的概念以及实现过程都有了更深一层的理解。在代码实现过程中,遇到很多问题,通过百度、查阅资料、请教长辈等方式都得到了解决,例如:在开始编出的程序运行结束后出现闪退现象,最后通过在代码后加system("pause")得以解决。通过这次实验,对以前学过的c语言、c++都起到了复习和理解更加深刻的作用,例如:以前对goto语句并不是很熟悉,这次通过使用使理解更加深刻,并且使代码更加简洁,使程序得到优化。通过本次实验,也为后面的学习打下坚实的基础。

一、实验目的:

磁盘是可供多个进程共享的设备,当有多个进程都要求访问磁盘是,应采用一种最佳调度算法,以使各进程对磁盘的平均访问时间最小。目前最成用的磁盘调度算法有先来先服务(FCFS),最短寻道时间优先(SSTF),以及扫描算法(SCAN)。通过本实验可以加深理解有关磁盘调度的目标,并体会和了解最短寻道时间优先算法和扫描算法的具体实施办法。

二、实验内容:

1、从100#磁道开始,被访问的磁道号分别为:55,58,39,18,90,160,150,38,184。

2、要求用最短寻道时间优先算法的和扫描算法实现磁盘调度。

3、记录下每访问一个磁道磁头移动的磁道数,并计算平均寻道长度(平均移动磁道数)。

三、实验要求:

分别用两种算法实现磁盘调度。在实验结果分析中,将比较结果以列表的形式表现出来。用数组(或链表)TR[ ]存储待访问磁道号,将每次磁头移动磁道数用数组AR[ ] 存储。输出结果应如下例:(注意空格)

操作系统课程设计--连续动态分区内存管理模拟实现

(操作系统课程设计) 连续动态分区内存 管理模拟实现

目录 《操作系统》课程设计 (1) 引言 (3) 课程设计目的和内容 (3) 需求分析 (3) 概要设计 (3) 开发环境 (4) 系统分析设计 (4) 有关了解内存管理的相关理论 (4) 内存管理概念 (4) 内存管理的必要性 (4) 内存的物理组织 (4) 什么是虚拟内存 (5) 连续动态分区内存管理方式 (5) 单一连续分配(单个分区) (5) 固定分区存储管理 (5) 可变分区存储管理(动态分区) (5) 可重定位分区存储管理 (5) 问题描述和分析 (6) 程序流程图 (6) 数据结构体分析 (8) 主要程序代码分析 (9) 分析并实现四种内存分配算法 (11) 最先适应算 (11) 下次适应分配算法 (13) 最优适应算法 (16)

最坏适应算法......................................................... (18) 回收内存算法 (20) 调试与操作说明 (22) 初始界面 (22) 模拟内存分配 (23) 已分配分区说明表面 (24) 空闲区说明表界面 (24) 回收内存界面 (25) 重新申请内存界面..........................................................26. 总结与体会 (28) 参考文献 (28) 引言 操作系统是最重要的系统软件,同时也是最活跃的学科之一。我们通过操作系统可以理解计算机系统的资源如何组织,操作系统如何有效地管理这些系统资源,用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。 存储器是计算机系统的重要组成部分,近年来,存储器容量虽然一直在不断扩大,但仍不能满足现代软件发展的需要,因此,存储器仍然是一种宝贵而又紧俏的资源。如何对它加以有效的管理,不仅直接影响到存储器的利用率,而且还对系统性能有重大影响。而动态分区分配属于连续分配的一种方式,它至今仍在内存分配方式中占有一席之地。 课程设计目的和内容: 理解内存管理的相关理论,掌握连续动态分区内存管理的理论;通过对实际问题的编程实现,获得实际应用和编程能力。

操作系统实验报告—磁盘调度算法

操作系统实验报告实验3 磁盘调度算法 报告日期:2016-6-17 姓名: 学号: 班级: 任课教师:

实验3 磁盘调度算法 一、实验内容 模拟电梯调度算法,实现对磁盘的驱动调度。 二、实验目的 磁盘是一种高速、大量旋转型、可直接存取的存储设备。它作为计算机系统的辅助存储器,负担着繁重的输入输出任务,在多道程序设计系统中,往往同时会有若干个要求访问磁盘的输入输出请示等待处理。系统可采用一种策略,尽可能按最佳次序执行要求访问磁盘的诸输入输出请求,这就叫驱动调度,使用的算法称驱动调度算法。驱动调度能降低为若干个输入输出请求服务所须的总时间,从而提高系统效率。本实验要求学生模拟设计一个驱动调度程序,观察驱动调度程序的动态运行过程。 三、实验原理 模拟电梯调度算法,对磁盘调度。 磁盘是要供多个进程共享的存储设备,但一个磁盘每个时刻只能为一个进程服务。当有进程在访问某个磁盘时,其他想访问该磁盘的进程必须等待,直到磁盘一次工作结束。当有多个进程提出输入输出请求处于等待状态,可用电梯调度算法从若干个等待访问者中选择一个进程,让它访问磁盘。当存取臂仅需移到一个方向最远的所请求的柱面后,如果没有访问请求了,存取臂就改变方向。 假设磁盘有200个磁道,用C语言随机函数随机生成一个磁道请求序列(不少于15个)放入模拟的磁盘请求队列中,假定当前磁头在100号磁道上,并向磁道号增加的方向上移动。请给出按电梯调度算法进行磁盘调度时满足请求的次序,并计算出它们的平均寻道长度。 四、实验过程 1.画出算法流程图。

2.源代码 #include #include #include int *Init(int arr[]) { int i = 0; srand((unsigned int)time(0)); for (i = 0; i < 15; i++) { arr[i] = rand() % 200 + 1; printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); return arr; } void two_part(int arr[]) { int i = 0; int j = 0;

存储管理---------常用页面置换算法模拟实验

实验七存储管理---------常用页面置换算法模拟实验 实验目的 通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,了解虚拟存储技术的特点,掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程,并比较它们的效率。 实验内容 设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用下述算法计算访问命中率。 1、最佳淘汰算法(OPT) 2、先进先出的算法(FIFO) 3、最近最久未使用算法(LRU) 4、最不经常使用算法(LFU) 5、最近未使用算法(NUR) 命中率=1-页面失效次数/页地址流长度 实验准备 本实验的程序设计基本上按照实验内容进行。即首先用srand( )和rand( )函数定义和产生指令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。(1)通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。指令的地址按下述原则生成: A:50%的指令是顺序执行的 B:25%的指令是均匀分布在前地址部分 C:25%的指令是均匀分布在后地址部分 具体的实施方法是: A:在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m B:顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令 C:在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m’ D:顺序执行一条指令,其地址为m’+1 E:在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行 F:重复步骤A-E,直到320次指令 (2)将指令序列变换为页地址流 设:页面大小为1K; 用户内存容量4页到32页; 用户虚存容量为32K。 在用户虚存中,按每K存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为:第0 条-第9 条指令为第0页(对应虚存地址为[0,9]) 第10条-第19条指令为第1页(对应虚存地址为[10,19]) ……………………………… 第310条-第319条指令为第31页(对应虚存地址为[310,319]) 按以上方式,用户指令可组成32页。 实验指导 一、虚拟存储系统 UNIX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

实验一 模拟实现进程调度算法

实验一模拟实现进程调度算法(4学时) ①、实验目的 a、进程调度是处理机管理的核心内容。观察、体会操作系统的进程调度方法,并通过一个简单的进程调度模拟程序的实现,加深对进程控制块、进程队列、进程调度算法,进程切换的理解,并体会和了解各种调度算法的具体实施办法。 b、提高实际动手编程能力,为日后从事软件开发工作打下坚实基础。 ②、实验内容 a、设计进程控制块PCB表结构,模拟实现进程调度算法:FIFO,静态优先级调度,时间片轮转调度,短进程优先调度算法,多级反馈队列调度。(实现静态优先级调度算法、短进程优先调度算法)。 b、编写一个进程调度程序模拟程序。模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作,不需要实际程序。 c、由用户输入(可通过文件输入)进程名、进程状态、进程运行时间和进程优先级等数据。 ③、实验要求 a、使用模块化设计思想来设计。 b、给出主函数和各个算法函数的流程图。 c、学生可按照自身条件,随意选择采用的算法,(例如:采用冒泡法编写程序,实现短进程优先调度的算法)。 d、进程调度程序模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作,不需要实际程序。 ④、运行结果 a、给出进程的调度模拟操作排序结果。 ⑤、提示 a、每个进程可有三个状态,并假设初始状态为就绪状态。 b、为了便于处理,程序中的进程运行时间以纳秒为单位计算。 C、各进程的优先级或轮转时间数以及进程需运行的纳秒数的初始值均由用户给定。 d、在优先级算法中,采用静态优先级。在时间片轮转算法中,采用可变时间片,由用户给定。 e、对于遇到优先级一致的情况,采用FIFO策略解决。

f、输入:进程流文件(文本文件),其中存储的是一系列要执行的进程,每个进程包括四个数据项:进程名进程状态(1就绪2等待3运行) 所需时间优先级(0级最高)。 g、输出:进程执行流等待时间平均等待时间。 ⑥、分析与讨论 a、各种进程调度算法的异同? b、如何理解“算法+数据结构=程序设计”? c、如何理解“数据结构始终是为实现功能服务的”? ⑦、参考代码 参看:附录A1 考核方法: 1、实验报告占50%,程序设计30%,出勤占20%; 3、每次实验100分,2次实验的平均分为最终实验成绩。 注:无出勤只交实验报告者,以实验报告成绩×50%为最后成绩。 打游戏者发现一次本次实验扣10分。 早退者本次实验扣10分。 点名时未到者,后来补签到按照迟到时间长短扣分,点名后即来扣5分,1节课过后才来扣10分。

内存管理模型的设计与实现

操作系统课程实验报告 学生姓名:尹朋 班学号:111131 指导教师:袁国斌 中国地质大学信息工程学院 2015年1月4日

实习题目:内存管理模型的设计与实现 【需求规格说明】 对内存的可变分区申请采用链表法管理进行模拟实现。要求: 1.对于给定的一个存储空间自己设计数据结构进行管理,可以使用单个链 表,也可以使用多个链表,自己负责存储空间的所有管理组织,要求采用分页方式(指定单元大小为页,如4K,2K,进程申请以页为单位)来组织基本内容; 2.当进程对内存进行空间申请操作时,模型采用一定的策略(如:首先利用 可用的内存进行分配,如果空间不够时,进行内存紧缩或其他方案进行处理)对进程给予指定的内存分配; 3.从系统开始启动到多个进程参与申请和运行时,进程最少要有3个以上, 每个执行申请的时候都要能够对系统当前的内存情况进行查看的接口; 4.对内存的申请进行内存分配,对使用过的空间进行回收,对给定的某种页 面调度进行合理的页面分配。 5.利用不同的颜色代表不同的进程对内存的占用情况,动态更新这些信息。 【算法设计】 (1)设计思想: 通过建立一个链表,来描述已分配和空闲的内存分区。对于每一个分区,它可能存放了某个进程,也可能是两个进程间的空闲区。链表中的每一个结点,分别描述了一个内存分区,包括它的起始地址、长度、指向下一个结点的指针以及分区的当前状态。 在基于链表的存储管理中,当一个新的进程到来时,需要为它分配内存空间,即为它寻找某个空闲分区,该分区的大小必须大于或等于进程的大小. 最先匹配法:假设新进程的大小为M,那么从链表的首节点开始,将每一个空闲节点的大小与M相比较,直到找到合适的节点.这种算法查找的节点很少,因而速度很快. 最佳匹配算法:搜索整个链表,将能够装得下该进程的最小空闲区分配出去. 最坏匹配法:在每次分配的时候,总是将最大的那个空闲区切去一部分,分配给请求者.它的依据是当一个很大的空闲区被切割成一部分后,可能仍然是一个比较大的空闲区,从而避免了空闲区越分越小的问题. (2)设计表示: 分区结点设计: template class ChainNode { friend Chain; public:

进程调度算法的模拟实现

操作系统课程设计报告题目:进程调度算法的模拟实现_ 专业计算机科学与技术 学生姓名 班级 学号 指导教师 发放日期2015.1.30 信息工程学院

目录 1 概述 (1) 2 设计原理 (1) 2.1先来先服务算法 (1) 3 详细设计与编码 (2) 3.1 模块设计 (2) 3.2 系统流程图 (2) 3.3 系统详细设计 (2) 4 结果与分析 (6) 4.1 测试方案 (6) 4.2 测试结果 (6) 4.3 测试结果分析 (9) 5 设计小结 (10) 6 参考文献 (10) 附录程序代码 (12)

进程调度算法的模拟实现 进程调度算法的模拟实现 1 概述 选择一个调度算法,实现处理机调度,进程调度算法包括:先来先服务算法,短进程优先算法,时间片轮转算法,动态优先级算法。可选择进程数量,本程序包括四种算法,用C或C++语言实现,执行时在主界面选择算法(可用函数实现),进入子页面后输入进程数,(运行时间,优先数由随机函数产生),执行,显示结果。 2 设计原理 2.1先来先服务(FCFS)算法 每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业,将它们调入内存,为它们分配资源创建进程,然后放入就绪队列 2.2 时间片轮转法(RR)算法 系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把CPU分配给队首进程,并令其执行一个时间片。时间片的大小从几ms到几百ms。当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,同时也让它执行一个时间片。 2.3短作业优先(SJF)算法 短作业优先调度算法是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使它立即执行并一直执行到完成,或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。 2.4最高优先权优先(HRRN)算法 优先权调度算法是为了照顾紧迫型作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入最高优先权优先调度算法。动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权,是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的,以便获得更好的调度性能。

天津理工大学 操作系统实验3:磁盘调度算法地实现

实验报告学院(系)名称:计算机与通信工程学院

【实验过程记录(源程序、测试用例、测试结果及心得体会等)】 #include #include #include using namespace std; const int MaxNumber=100; int TrackOrder[MaxNumber]; int MoveDistance[MaxNumber]; //----移动距离; int FindOrder[MaxNumber]; //-----寻好序列。 double AverageDistance; //-----平均寻道长度 bool direction; //-----方向 true时为向外,false为向里 int BeginNum; //----开始磁道号。 int M; //----磁道数。 int N; //-----提出磁盘I/O申请的进程数 int SortOrder[MaxNumber]; //----排序后的序列 bool Finished[MaxNumber]; void Inith() { cout<<"请输入磁道数:"; cin>>M; cout<<"请输入提出磁盘I/O申请的进程数:"; cin>>N; cout<<"请依次输入要访问的磁道号:"; for(int i=0;i>TrackOrder[i]; for(int j=0;j>BeginNum; for(int k=0;k=0;i--) for(int j=0;jSortOrder[j+1])

操作系统实验之内存管理实验报告

学生学号 实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称 计算机操作系统 开 课 学 院 计算机科学与技术学院 指导老师姓名 学 生 姓 名 学生专业班级 2016 — 2017 学年第一学期

实验三 内存管理 一、设计目的、功能与要求 1、实验目的 掌握内存管理的相关内容,对内存的分配和回收有深入的理解。 2、实现功能 模拟实现内存管理机制 3、具体要求 任选一种计算机高级语言编程实现 选择一种内存管理方案:动态分区式、请求页式、段式、段页式等 能够输入给定的内存大小,进程的个数,每个进程所需内存空间的大小等 能够选择分配、回收操作 内购显示进程在内存的储存地址、大小等 显示每次完成内存分配或回收后内存空间的使用情况 二、问题描述 所谓分区,是把内存分为一些大小相等或不等的分区,除操作系统占用一个分区外,其余分区用来存放进程的程序和数据。本次实验中才用动态分区法,也就是在作业的处理过程中划分内存的区域,根据需要确定大小。 动态分区的分配算法:首先从可用表/自由链中找到一个足以容纳该作业的可用空白区,如果这个空白区比需求大,则将它分为两个部分,一部分成为已分配区,剩下部分仍为空白区。最后修改可用表或自由链,并回送一个所分配区的序号或该分区的起始地址。 最先适应法:按分区的起始地址的递增次序,从头查找,找到符合要求的第一个分区。

最佳适应法:按照分区大小的递增次序,查找,找到符合要求的第一个分区。 最坏适应法:按分区大小的递减次序,从头查找,找到符合要求的第一个分区。 三、数据结构及功能设计 1、数据结构 定义空闲分区结构体,用来保存内存中空闲分区的情况。其中size属性表示空闲分区的大小,start_addr表示空闲分区首地址,next指针指向下一个空闲分区。 //空闲分区 typedef struct Free_Block { int size; int start_addr; struct Free_Block *next; } Free_Block; Free_Block *free_block; 定义已分配的内存空间的结构体,用来保存已经被进程占用了内存空间的情况。其中pid作为该被分配分区的编号,用于在释放该内存空间时便于查找。size表示分区的大小,start_addr表示分区的起始地址,process_name存放进程名称,next指针指向下一个分区。 //已分配分区的结构体 typedef struct Allocate_Block { int pid; int size; int start_addr; char process_name[PROCESS_NAME_LEN]; struct Allocate_Block *next; } Allocate_Block; 2、模块说明 2.1 初始化模块 对内存空间进行初始化,初始情况内存空间为空,但是要设置内存的最大容量,该内存空间的首地址,以便之后新建进程的过程中使用。当空闲分区初始化

实验六 分页内存管理算法模拟

实验七分页内存管理算法模拟 姓名:黄中圣 学号:20140288 班级:14级计科三班 一、实验目的 1、熟悉基本分页存储管理。 2、建立描述分页内存管理中的页目录表、页表结构。 3、实现进行虚拟内存到物理内存的映射算法。 二、实验理论基础及教材对应关系 1、操作系统中内存管理。 2、基本分页内存、分段内存管理。 3、页目录表、页表的作用,以及虚拟地址到物理地址的映射关系。 三、实验内容与步骤 题目:分页存储管理的设计与实现。 某系统采用了两级页表机制,可使页表所占用内存尽量少,分页地址变换机构如下图所示:

分页地址变换机构 页目录表共1024项,每个页表1024项,每页的大小是4K个字节。地址转换时,先由分段部件生成线性地址,再由上面所述的分页部件,根据线性地址中的页目录索引在页目录表中找相应的项,该项值为所需页表在内存的块号,找到该页表后,然后按第21-12位的页表索引找到所需页的物理内存起始地址,把它与12位偏移直接相加得到32位的物理地址。 设系统有如表1中所示的10个段,已知:1-8段从内存的200000H处开始由低地址到高地址连续存放,映射到3G+4M开始的线性地址空间;9段(缓冲区)放在400000H开始的内存,映射的线性地址同物理地址;显存从B8000H 开始,映射到3G开始的线性地址空间。 表1

(1)、请设计并填写页目录表和页表(需说明每张表的内存地址)内存的物理地址200000H(=0010 0000 0000 [0000 0000 0000])映射到的线性地址为3G+4M(=[1100 0000 01] [00 0000 0000] [0000 0000 0000]), 内存的物理地址400000H(= 0100 0000 0000 [0000 0000 0000])映射到的线性地址为400000H(=[0000 0000 01] [00 0000 0000] [0000 0000 0000]), 内存的物理地址B8000H(=1011 1000 [0000 0000 0000])映射到的线性地址为3G(=[1100 0000 00] [00 0000 0000] [0000 0000 0000]), 页目录表#0索引为0000 0000 01,该项值为所需页表在内存的块号,找到该页表后,00 0000 0000为页表索引,该值找到所需页的物理内存起始地址,又12位偏移值为0000 0000 0000,所以物理内存起始地址为:400000H 页目录表#1索引为1100 0000 00,该项值为所需页表在内存的块号,找到该页表后,00 0000 0000为页表索引,该值找到所需页的物理内存起始地址,又12位偏移值为0000 0000 0000,所以物理内存起始地址为:B8000H 页目录表#1索引为1100 0000 01,该项值为所需页表在内存的块号,找到该页表后,00 0000 0000为页表索引,该值找到所需页的物理内存起始地址,又12位偏移值为0000 0000 0000,所以物理内存起始地址为:200000H 所以设置页目录表1张,内存地址为...., 页表3张内存起始地址分别为0000 0000 01,1100 0000 00,1100 0000 01 (2)、线性地址为:C0401010H、C0404010H、C0414010H,则物理地址是多少,所在段的段名是什么?(需写出计算的详细步骤) C0401010=(1100 0000 01)(00 0000 0001) (0000 0001 0000)物理地址为: 0010 0000 0001 (0000 0001 0000)=201010H在第2段 C0404010=(1100 0000 01)(00 0000 0100) (0000 0100 0000)物理地址为: 0010 0000 0100 (0000 0100 0000)=204040H在第5段 C0414010=(1100 0000 01)(00 0001 0100) (0000 0001 0000)物理地址为: 0010 0001 0100 (0000 0001 0000)=214010H在第6段 实验步骤: 1、定义页目录表、页表的数据结构,以及必要的数据。 #define Page_Size 4096 // 页面大小

进程模拟调度算法课程设计

一.课程概述 1.1.设计构想 程序能够完成以下操作:创建进程:先输入进程的数目,再一次输入每个进程的进程名、运行总时间和优先级,先到达的先输入;进程调度:进程创建完成后就选择进程调度算法,并单步执行,每次执行的结果都从屏幕上输出来。 1.2.需求分析 在多道程序环境下,主存中有着多个进程,其数目往往多于处理机数目,要使这多个进程能够并发地执行,这就要求系统能按某种算法,动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程,使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。由于处理机是最重要的计算机资源,提高处理机的利用率及改善系统必(吞吐量、响应时间),在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏,因而,处理机调度便成为操作系统设计的中心问题之一。本次实验在VC++6.0环境下实现先来先服务调度算法,短作业优先调度算法,高优先权调度算法,时间片轮转调度算法和多级反馈队列调度算法。 1.3.理论依据 为了描述和管制进程的运行,系统为每个进程定义了一个数据结构——进程控制块PCB(Process Control Block),PCB中记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息,系统总是通过PCB对进程进行控制,亦即,系统是根据进程的PCB 而不是任何别的什么而感知进程的存在的,PCB是进程存在的惟一标志。本次课程设计用结构体Process代替PCB的功能。 1.4.课程任务 一、用C语言(或C++)编程实现操作模拟操作系统进程调度子系统的基本功能;运用多 种算法实现对进程的模拟调度。 二、通过编写程序实现进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转、短作业优先、多 级反馈队列调度算法,使学生进一步掌握进程调度的概念和算法,加深对处理机分配的理解。 三、实现用户界面的开发

实验五动态页式存储管理实现过程的模拟

实验五动态页式存储管理实现过程的模拟 一、实验目的与要求 在计算机系统中,为了提高主存利用率,往往把辅助存储器(如磁盘)作为主存储器的扩充,使多道运行的作业的全部逻辑地址空间总和可以超出主存的绝对地址空间。用这种办法扩充的主存储器称为虚拟存储器。通过本实验帮助学生理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器;掌握物理内存和虚拟内存的基本概念;掌握重定位的基本概念及其要点,理解逻辑地址与绝对地址;掌握动态页式存储管理的基本原理、地址变换和缺页中断、主存空间的分配及分配算法;掌握常用淘汰算法。 二、实验环境 VC++6.0集成开发环境或java程序开发环境。 三、实验内容 模拟分页式虚拟存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,以及选择页面调度算法处理缺页中断。 四、实验原理 1、地址转换 (1)分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上,当作业被选中时,可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。为此,在为作业建立页表时,应说明哪些页已在主存,哪些页尚未装入主存,页表的格式如图10所示: 图10 页表格式 其中,标志----用来表示对应页是否已经装入主存,标志位=1,则表示该页已经在主存,标志位=0,则表示该页尚未装入主存。 主存块号----用来表示已经装入主存的页所占的块号。

在磁盘上的位置----用来指出作业副本的每一页被存放在磁盘上的位置。 (2)作业执行时,指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号,硬件的地址转换机构按页号查页表,若该页对应标志为“1”,则表示该页已在主存,这时根据关系式: 绝对地址=块号×块长+单元号 计算出欲访问的主存单元地址。如果块长为2的幂次,则可把块号作为高地址部分,把单元号作为低地址部分,两者拼接而成绝对地址。若访问的页对应标志为“0”,则表示该页不在主存,这时硬件发“缺页中断”信号,有操作系统按该页在磁盘上的位置,把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。 (3)设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。当访问的页在主存时,则形成绝对地址,但不去模拟指令的执行,而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。当访问的页不在主存时,则输出“* 该页页号”,表示产生了一次缺页中断。该模拟程序的算法如图11。 图11 地址转换模拟算法 2、用先进先出(FIFO)页面调度算法处理缺页中断。

请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟

信息工程学院实验报告 课程名称:操作系统Array实验项目名称:请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟实验时间: 班级姓名:学号: 一、实验目的: 1.了解内存分页管理策略 2.掌握调页策略 3.掌握一般常用的调度算法 4.学会各种存储分配算法的实现方法。 5.了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。 二、实验环境: PC机、windows2000 操作系统、VC++ 三、实验要求: 本实验要求4学时完成。 1.采用页式分配存储方案,通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣,同时也考虑页面大 小及内存实际容量对命中率的影响; 2.实现OPT 算法 (最优置换算法) 、LRU 算法 (Least Recently) 、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模拟; 3.会使用某种编程语言。 实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法,针对实验要求完成基本代码编写、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告,按时上交。 四、实验内容和步骤: 1.编写程序,实现请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。要求屏幕显示LRU算法 的性能分析表、缺页中断次数以及缺页率。 2.在上机环境中输入程序,调试,编译。 3.设计输入数据,写出程序的执行结果。 4.根据具体实验要求,填写好实验报告。 五、实验结果及分析: 实验结果截图如下:

利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。当进程访问某页面时,便将该页面的页面号从栈中移出,将它压入栈顶。因此,栈顶始终是最新被访问页面的编号,栈底是最近最久未被使用的页面号。当访问第5个数据“5”时发生了缺页,此时1是最近最久未被访问的页,应将它置换出去。同理可得,调入队列为:1 2 3 4 5 6 7 1 3 2 0 5,缺页次数为12次,缺页率为80%。 六、实验心得: 本次实验实现了对请求页式存储管理中常用页面置换算法LRU算法的模拟。通过实验,我对内存分页管理策略有了更多的了解。 最近最久未使用(LRU)置换算法的替换规则:是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。该算法赋予每个页面一个访问字段,用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间,当需淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进行淘汰。 最佳置换算法的替换规则:其所选择的被淘汰页面,将是以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。 先进先出(FIFO)页面置换算法的替换规则:该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面,按先后次序链接成一个队列,并设置一个指针,称为替换指针,使它总是指向最老的页面。 三种替换算法的命中率由高到底排列OPT>LRU>FIFO。 本次的程序是在网上查找的相关代码然后自己进行修改,先自己仔细地研读了这段代码,在这过程中我对C++代码编写有了更深的了解。总之,本次实验使我明白要学会把课堂上的理论应用到实际操作中。我需要在今后熟练掌握课堂上的理论基础,只有坚实的基础,才能在实际操作中更得心应手。 附录: #include "" #include <> const int DataMax=100; const int BlockNum = 10;

磁盘调度算法的模拟实现

磁盘调度算法的模拟实现 学院 专业 学号 学生姓名 指导教师姓名 2014年3月19日 目录

一、课设简介 (2) 1.1 课程设计题目 (2) 1.2 课程设计目的 (2) 1.3 课程设计要求 (2) 二、设计内容 (3) 2.1功能实现 (3) 2.2流程图 (3) 2.3具体内容 (3) 三、测试数据 (4) 3.3 测试用例及运行结果 (4) 四、源代码 (5) 五、总结 (12) 5.1 总结............................................ 一、课设简介 1.1课程设计题目

磁盘调度算法的模拟实现1 1.2程序设计目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节,它为学生提供了一个既动手又动脑,将课本上的理论知识和实际有机的结合起来,独立分析和解决实际问题的机会。 1)进一步巩固和复习操作系统的基础知识。 2)培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。 3)提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。 4)提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。 1.3 设计要求 1)磁头初始磁道号,序列长度,磁道号序列等数据可从键盘输入,也可从文件读入。 2)最好能实现磁道号序列中磁道号的动态增加。 3)磁道访问序列以链表的形式存储 4)给出各磁盘调度算法的调度顺序和平均寻道长度 二、设计内容 2.1 功能实现 设计并实现一个本别利用下列磁盘调度算法进行磁盘调度的模拟

程序。 1) 先来先服务算法FCFS 2) 最短寻道时间优先算法 SSTF 2.2流程图 2.3具体内容 1)先来先服务算法FCFS 这是一种比较简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘 的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单,且每个进程的请 求都能依次得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情 况。此算法由于未对寻道进行优化,在对磁盘的访问请求比较多的情开始 选择算法 F C F S S S T F 结束

实验四 内存管理模拟实验

实验四内存管理模拟实验 模拟实现一个简单的固定(可变)分区存储管理系统 1.实验目的 通过本次课程设计,掌握了如何进行内存的分区管理,强化了对首次适应分配算法和分区回收算法的理解。 2.实验内容 (1)建立相关的数据结构,作业控制块、已分配分区及未分配分区 (2)实现一个分区分配算法,如最先适应算法、最优或最坏适应分配算法 (3)实现一个分区回收算法 (4)给定一个作业/进程,选择一个分配或回收算法,实现分区存储的模拟管理 图1.流程图

3.实验步骤 首先,初始化函数initial()将分区表初始化并创建空闲分区列表,空闲区第一块的长度是30,以后的每个块长度比前一个的长度长20。 frees[0].length=30 第二块的长度比第一块长20,第三块比第二块长20,以此类推。 frees[i].length=frees[i-1].length+20; 下一块空闲区的首地址是上一块空闲区的首地址与上一块空闲区长度的和。frees[i].front=frees[i-1].front+frees[i-1].length; 分配区的首地址和长度都初始化为零occupys[i].front=0;occupys[i].length=0; 显示函数show()是显示当前的空闲分区表和当前的已分配表的具体类容,分区的有起始地址、长度以及状态,利用for语句循环输出。有一定的格式,使得输出比较美观好看。 assign()函数是运用首次适应分配算法进行分区,从链首开始顺序查找,直至找到一个大小能满足要求的空闲分区为止;然后再按照作业的大小,从该分区中划出一块内存空间分配给请求者,余下的空闲分区仍留在空闲链中。若从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分区,则此次内存分配失败,返回。这个算法倾向于优先利用内存中低址部分被的空闲分区,从而保留了高址部分的的大空闲区。着给为以后到达的大作业分配大的内存空间创造了条件。它的缺点是低地址部分不断被划分,会留下很多难以利用的、很小的空闲分区,而每次查找又都是从低址部分开始,这样无疑会增加查找可用空闲分区的开销。 分配内存,从空闲的分区表中找到所需大小的分区。设请求的分区的大小为job_length,表中每个空闲分区的大小可表示为free[i].length。如果frees[i].length>=job_length,即空闲空间I的长度大于等于作业的长度将空闲标志位设置为1,如果不满足这个条件则输出:“对不起,当前没有满足你申请长度的空闲内存,请稍后再试!”。如果frees[i].length>=job_length空闲区空间I的长度不大于作业长度,I的值加1判断下一个空闲区空间是否大于作业的长度。把未用的空闲空间的首地址付给已用空间的首地址,已用空间的长度为作业的长度,已用空间数量加1。如果(frees[i].length>job_length),空间的长度大于作业的长度,frees[i].front+=job_length; 空闲空间的起始首地址=原空闲区间的起始长度加作业长度frees[i].length-=job_length;空闲区间的长度=原空闲区间的长度-作业的长度。如果空间的长度与作业的长度相等,空闲区向前移一位,空闲区的数量也减一。这样判断所有情况并相应分配之后,内存空间分配成功。 第二个操作为:撤消相应作业。在这个操作中,进行了以下步骤: (1)按照系统提示输入将要撤消的作业名; (2)判断该作业是否存在 若不存在:输出“没有这个作业名,请重新输入作业名”; 若存在:则先分别用flag,start,len保存该作业在分配区表的位置i,内存空间的首地址以及长度。接着根据回收区的首地址,即该作业的首地址,从空闲区表中找到相应的插入点,将其加入空闲表,此时可能出现以下三种情况之一: 1 .回收区只与插入点前一个空闲分区F1相邻接即(frees[i].front+frees[i].length)==start),此时判断其是否与后一个空闲分区F2相邻接,又分两种情况: 若相邻接,则将三个分区合并,修改新的空闲分区的首地址和长度。新的首地址为F1的首地址,长度为三个分区长度之和,相应的代码为:

实验七请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟

实验七请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟实验七请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟实验学时:4 实验类型:设计 实验要求:必修 一、实验目的 (1)了解内存分页管理策略 (2)掌握调页策略 (3)掌握一般常用的调度算法 (4)学会各种存储分配算法的实现方法。 (5)了解页面大小和内存实际容量对命中率的影响。 二、实验内容 (1)采用页式分配存储方案,通过分别计算不同算法的命中率来比较算法的优劣,同时也考虑页面大小及内存实际容量对命中率的影响; (2)实现OPT 算法 (最优置换算法) 、LRU 算法 (Least Recently) 、 FIFO 算法 (First IN First Out)的模拟; (3)会使用某种编程语言。 三、实验原理 分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的片,称为页面或页。 在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在内存而需把它们调入内存,但内存已无空闲空间时,为了保证该进程能正常运行,系统必须从内存中调出一页程序或数据,送磁盘的对换区中。但应将哪个页面调出,须根据一定的算法来确定。

通常,把选择换出页面的算法称为页面置换算法(Page_Replacement Algorithms)。 一个好的页面置换算法,应具有较低的页面更换频率。从理论上讲,应将那些以后不再会访问的页面换出,或将那些在较长时间内不会再访问的页面调出。 1、最佳置换算法OPT(Optimal) 它是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。其所选择的被淘汰页面,将是以后永不使用的或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。采用最佳置换算法,通常可保证获得最低的缺页率。但由于人目前还无法预知一个进程在内存的若干个页面中,哪一个页面是未来最长时间内不再被访问的,因而该算法是无法实现的,便可以利用此算法来评价其它算法。 2、先进先出(FIFO)页面置换算法 这是最早出现的置换算法。该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面,按先后次序链接成一个队列,并设置一个指针,称为替换指针,使它总是指向最老的页面。 3、最近最久未使用置换算法 (1)LRU(Least Recently Used)置换算法的描述 FIFO置换算法性能之所以较差,是因为它所依据的条件是各个页面调入内存的时间,而页面调入的先后并不能反映页面的使用情况。最近最久未使用(LRU)置换算法,是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的。由于无法预测各页面将来的使用情况,只能利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似,因此,LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法赋予每个页面一个访问字段,用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间t,,当须淘汰一个页面时,选择现有页面中其t值最大的,即最近最久未使用的页面予以淘汰。 (2)LRU置换算法的硬件支持

进程调度算法模拟程序设计C++

(1)用C语言(或其它语言,如Java)实现对N个进程采用某种进程调度算法(如动态优先权调度)的调度。 (2)每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述,包括以下字段:?进程标识数ID。 ?进程优先数PRIORITY,并规定优先数越大的进程,其优先权越高。 ?进程已占用CPU时间CPUTIME。 ?进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时,ALLTIME变为0。 ?进程的阻塞时间STARTBLOCK,表示当进程再运行STARTBLOCK个时间 片后,进程将进入阻塞状态。 ?进程被阻塞的时间BLOCKTIME,表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME 个时间片后,将转换成就绪状态。 ?进程状态STATE。 ?队列指针NEXT,用来将PCB排成队列。 (3)优先数改变的原则: ?进程在就绪队列中呆一个时间片,优先数增加1。 ?进程每运行一个时间片,优先数减3。 (4)为了清楚地观察每个进程的调度过程,程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来,包括正在运行的进程,处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。 (5)分析程序运行的结果,谈一下自己的认识。 实验代码 #include "iostream.h" #include "windows.h" //#define N 3 typedef struct{ int ID; int PRIORITY; int CPUTIME;

int ALLTIME; int STARTBLOCK; int BLOCKTIME; int STATE;//0-运行1-阻塞2-就绪3-结束4-未到达 int REACH; int TIME; }PROCESS; void textcolor (int color) { SetConsoleTextAttribute (GetStdHandle (STD_OUTPUT_HANDLE), color ); } void main(){ int i,time,max,l,l1,time1,flag=0,total=0,N,server[10],sum=0; PROCESS pro[10]; textcolor(13); cout<<"注意:本程序中状态代表如下"<>N; cout<<"请设置时间片长度:"; cin>>time; cout<<"请输入各进程初始状态:"<>pro[i].ID>>pro[i].PRIORITY>>pro[i].REACH;

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