大作业用先进先出(FIFO)页面调度算法处理缺页中断

实验四 用先进先出（FIFO ）页面调度算法处理缺页中断1．实验目的深入了解页式存储管理如何实现地址转换；进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。

2．实验预备知识页式存储管理中的地址转换的方法；页式虚拟存储的缺页中断处理方法。

3．实验内容编写程序完成页式虚拟存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。

实验具体包括：首先对给定的地址进行地址转换工作，若发生缺页则先进行缺页中断处理，然后再进行地址转换；最后编写主函数对所作工作进程测试。

假定主存64KB ，每个主存块1024字节，作业最大支持到64KB ，系统中每个作业分得主存块4块。

4．提示与讲解页式存储管理中地址转换过程很简单，假定主存块的大小为2n 字节，主存大小为2m'字节和逻辑地址m 位，则进行地址转换时，首先从逻辑地址中的高m-n 位中取得页号，然后根据页号查页表，得到块号，并将块号放入物理地址的高m'-n 位，最后从逻辑地址中取得低n 位放入物理地址的低n 位就得到了物理地址，过程如图1所示。

图1 页式存储管理系统地址转换示意图地址转换是由硬件完成的，实验中使用软件程序模拟地址转换过程，模拟地址转换的流程图如图2所示（实验中假定主存64KB ，每个主存块1024字节，逻辑地址即n=10,m'=16，物理地址中块号6位、块内地址10位；作业最大64KB，即m=16，逻辑地址中页号6位、页内地址10位）。

在页式虚拟存储管理方式中，作业信息作为副本放在磁盘上，作业执行时仅把作业信息的部分页面装入主存储器，作业执行时若访问的页面在主存中，则按上述方式进行地址转换，若访问的页面不在主存中，则产生一个“缺页中断”，由操作系统把当前所需的页面装入主存储器后，再次执行时才可以按上述方法进行地址转换。

页式虚拟存储管理方式中页表除页号和该页对应的主存块号外，至少还要包括存在标志（该页是否在主存），磁盘位置（该页的副本在磁盘上的位置）和修改标志（该页是否修改过）。

国家开放大学《操作系统》形考任务（应用题）参考答案1．用如图所示的进程状态转换图能够说明有关处理机管理的大量内容。

图进程状态转换图试回答：①什么事件引起每次显著的状态变迁？②下述状态变迁因果关系能否发生？为什么？参考答案：①就绪→运行：CPU空闲，就绪态进程被调度程序选中。

运行→就绪：正在运行的进程用完了本次分配给它的CPU时间片。

运行→阻塞：运行态进程因某种条件未满足而放弃对CPU的占用，如等待读文件。

阻塞→就绪：阻塞态进程所等待的事件发生了，例如读数据的操作完成。

②下述状态变迁：（A）2→1：可以。

运行进程用完了本次分配给它的时间片，让出CPU，从就绪队列中选一个进程投入运行。

（B）3→2：不可以。

任何时候一个进程只能处于一种状态，它既然由运行态变为阻塞态，就不能再由运行态变为就绪态。

（C）4→1：可以。

某一阻塞态进程等待的事件出现了，而且此时就绪队列为空，该进程进入就绪队列后马上又被调度运行。

2．系统中只有一台打印机，有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。

设每个用户程序对应一个进程。

问：这三个进程间有什么样的制约关系？试用P、V操作写出这些进程使用打印机的算法。

参考答案：因为打印机是一种临界资源，所以这三个进程只能互斥使用这台打印机，即一个用户的计算结果打印完之后，另一个用户再打印。

设三个进程分别为A、B和C。

设一个互斥信号量mutex，其初值为1。

3．判断下列同步问题的算法是否正确？若有错，请指出错误原因并予以改正。

①设A，B两个进程共用一个缓冲区Q，A向Q写入信息，B从Q读出信息，算法框图如图左侧所示。

②设A，B为两个并发进程，它们共享一个临界资源。

其运行临界区的算法框图如图右侧所示。

参考答案：①这个算法不对。

因为A、B两个进程共用一个缓冲区Q，如果A先运行，且信息数量足够多，那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的，造成信息丢失，B就不能从Q中读出完整的信息。

改正：A、B两进程要同步使用缓冲区Q。

（答案在后面）一、 填空题（每空1分,共10分)1. 常见的I/O 控制方式有程序I/O 方式、 中断 I/O 控制方式、 DMA I/O 控制方式和 通道 I/O 控制方式四种。

2. 操作系统向用户提供的两个基本接口是 程序 接口和 用户 接口。

3. 若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示。

已知页面大小为1024字节，逻辑地址（3082）10转化得到的物理地址是 6154 . 4. 具有多路性、独立性、及时性和交互性特征的操作系统是 分时操作系统.5. 通道用于控制 设备控制器 与内存之间的信息交换。

6. 事务的最基本特性是. 7. 若盘块大小为4KB ，每个盘块号占4字节，在采用两级索引时允许的最大文件长度为 4GB 。

二、单选题（每题2分,共20分）1. 用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成（ )。

A. 顺序文件B. 链接文件 C 。

索引文件D. 目录文件2. 一作业8：00到达系统，估计运行时间为1小时，若10：00开始执行该作业，则其响应比是（ C ）。

A. 2B. 1C. 3D. 0。

5 3. 文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名( C )。

A 。

应该相同 B. 应该不同 C. 可以相同，也可以不同 D 。

受系统约束 4. 死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略，其解决方法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。

下列方法中破坏了“循环等待”条件的是( D ）. A 。

银行家算法 B. 一次性分配策略 C. 剥夺资源法 D 。

资源有序分配法 5. 进程状态从就绪态到运行态的转化工作是由（B ）完成的。

A 。

作业调度B 。

进程调度 C. 页面调度 D 。

设备调度 6. 采用缓冲技术的主要目的是（C ）。

A. 改善用户编程环境 B 。

提高CPU 的处理速度 C. 提高CPU 和设备间的并行程度 D 。

实现与设备无关性 7. 目录文件所存放的信息是（ D )。

操作系统第二次作业一、选择题1.虚拟存储器的容量是由计算机的地址结构决定的，若CPU有32位地址，则它的虚拟地址空间为【A】。

A．4G B．2G C．64K D．100K2.在请求分页存储管理方案中，若某用户空间为3个页面，页长1KB，现有页表如下，则逻辑地址1800。

A．1052 B．3124 C．1076 D．58963.【 A】用于管理各种不同的真实文件系统，是真实文件系统与服务之间的接口。

A.VFSB.Ext2C. vfatD.JFS4.用磁带作为文件存贮介质时，文件只能组织成【 A】A.顺序文件B.链接文件C.索引文件D.目录文件5.按数据组织分类，【 B】是以字节为单位直接读写的设备。

A．块设备B．字符设备C．网络设备 D．虚拟设备6.在现代操作系统中采用缓冲技术的主要目的是【 C】。

A．改善用户编程环境 B.提高CPU的处理速度C．提高CPU和设备之间的并行程度 D.实现与设备无关性7.【 D】是将大量计算机通过网络连接在一起，以获得极高的运算能力和数据共享的系统。

A. 实时系统B.分时系统C. 网络系统D.分布系统式8.若一个文件的访问控制权限值为0754，请问同组用户对该文件具有【 C】权限。

A. 可读B.可读可写C. 可读可执行D.没有权限9.操作系统的安全问题中【 D】是绕过安全性控制、获取对程序或系统访问权的程序方法。

A．木马B．病毒C．蠕虫D．后门10.虚拟存储器的最大容量是由【B】决定的。

A．页表长度B．计算机系统的地址结构和外存空间C．内存空间D．逻辑空间11.在请求分页存储管理方案中，若某用户空间为3个页面，页长1KB，现有页表如下，则逻辑地址2100。

A．1052 B．3124 C．1076 D．529612.下面的【 B】不是文件的物理存储结构。

A. 索引文件B.记录式文件C. 顺序文件D.链接文件13.从用户的角度看，引入文件系统的主要目的是【C】。

A. 实现虚拟存储B.保存文件系统C. 实现对文件的按名存取D.保存用户和系统的文档14.使用SPOOLing系统的目的是为了提高【D】的使用效率。

实验五存储管理（二）学号：姓名：班级：实验目的：1. 了解虚拟存储器。

2. 掌握分页存储管理的原理，熟悉段式存储和段页式存储管理。

3. 掌握常用的页面置换算法。

实验内容：一、选择：1.可变分区方式常用的主存分配算法中，（C）总是找到能满足作业要求的最大空闲区分配A、最佳适应算法B、首次适应算法C、最坏适应算法D、循环首次适应算法2．下列（A ）存储方式不能实现虚拟存储器A、分区B、页式C、段式D、段页式3．操作系统处理缺页中断时，选择一种好的调度算法对主存和辅存中的信息进行高效调度尽可能地避免（D）A、碎片B、CPU空闲C、多重中断D、抖动4．分页式存储管理的主要特点是（C）A、要求处理缺页中断B、要求扩充主存容量C、不要求作业装入到主存的连续区域D、不要求作业全部同时装人主存5．LRU页面调度算法淘汰（B）的页A、最近最少使用B、最近最久未使用C、最先进入主存D、将来最久使用6．分区管理要求对每一个作业都分配（A）的主存单元A、地址连续B、若干地址不连续的C、若干连续的页D、若干不连续的帧7．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是（A）A、节省主存空间B、物理上扩充主存容量C、提高CPU的效率D、实现主存共享8．分页虚拟存储管理中，缺页中断时，欲调度一页进入主存中，内存己无空闲块，如何决定淘汰已在主存的块时，（B）的选择是很重要的A、地址变换B、页面调度算法C、对换方式D、覆盖技术9．（D）存储管理兼顾了段式在逻辑上清晰和页式在存储管理上方便的优点A、分段B、分页C、可变分区方式D、段页式10．在固定分区分配中，每个分区的大小是（C）A、随作业长度变化B、相同C、可以不同但预先固定D、可以不同但根据作业长度固定11．下述（B）页面置换算法会产生Belady现象A、最佳置换算法B、先进先出算法C、LRU算法D、Clock算法12．在一个分页式存储管理系统中，页表的内容为：若页的大小为4KB，则地址转换机构将相对地址0转换成的物理地址是（A）。

作业调度：从输入井中选中后备作业装入主存储器的过程，称为作业调度进程调度：从就绪队列中选中一个进程占用处理器运行作业调度的必要条件：系统现有尚未分配的资源可以满足被选中作业的资源要求。

作业调度算法的原则：公平性、平衡资源使用、极大的流量作业调度算法1、先来先服务算法按照作业进入输入井的先后次序来挑选作业，进入的作业优先被选中。

但是要注意，不是先进入的一定被选中，只有满足“必要条件”的作业才可能被选中。

一个先进入的作业，如果它所需要的资源或其中一部分资源已被在它先前的作业占用且尚未归还，那么这个作业将被推迟，而去选择在它之后进入的资源能满足的作业。

一旦有作业执行结束归还了资源后，作业调度再次选择作业时，仍要按照进入输入井的次序去挑选，刚刚被推迟的作业有可能被优先选中。

例子：假设用户使用的主存空间为100KB，作业调度和进程调度均采用先来先服务算法，进入输入井时间如下表：当作业调度是，A,B作业首先依次被选中装入主存，但作业C到达输入井后，由于不能满足它对主存量的要求，只能让它在输入井中等待，对随后到达输入井的作业D和E，作业D的主存需求可以得到满足，于是选中D装入主存。

于是A,B,C 总共占用85KB主存，还剩余15KB的空闲区，不够装入作业E，因此C,E均被推迟，在输入井中等待。

随后A被执行完，释放了15KB的主存，目前存储器有两个15KB的空闲区，仍不能装入C或E。

随后在11.3刻时间，B执行完，释放60K 的主存空间和A作业释放的15KB合并后成75KB的空闲区。

满足C和E的需求，因此C,E在11.3刻同时被装入主存。

优点：算法简单容易实现，具有一定的公平性缺点计算时间短的作业可能周转时间很长，从而增加了系统平均周转时间，降低了系统的吞吐率2、计算时间短的作业优先算法作业调度根据在输入井中的作业提出的计算时间为标准，优先选择计算时间短且资源能得到满足的作业。

由于作业是依次进入输入井的，所以该算法仍将像先来先服务算法一样，会依次把作业A,B,D先装入主存，调度进程按装入的次序让他们依次占用处理器。

四、计算题1、某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB ，内存为16KB 。

假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址是什么？要求：写出主要计算过程。

1．解：页式存储管理的逻辑地址分为两部分：页号和页内地址。

由已知条件“用户编程空间共32个页面”，可知页号部分占5位；由“每页为1KB”，1K=210，可知内页地址占10位。

由“内存为16KB”，可知有16块，块号为4位。

逻辑地址0A5C （H ）所对应的二进制表示形式是：000 1010 0101 1100，根据上面的分析，下划线部分为页内地址，编码 “000 10” 为页号，表示该逻辑地址对应的页号为2。

查页表，得到物理块号是11（十进制），即物理块地址为：10 11，拼接块内地址10 0101 1100，得10 1110 0101 1100，即2E5C （H ）。

2、对于如下的页面访问序列：1， 2， 3， 4， 1， 2， 5， 1， 2， 3， 4， 5当内存块数量为3时，试问：使用FIFO 、LRU 置换算法产生的缺页中断是多少？写出依次产生缺页中断后应淘汰的页。

（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断。

要求写出计算步骤。

） 2．解：采用先进先出（FIFO ）调度算法，页面调度过程如下：页面次序主存 页面 情况共产生缺页中断9次。

依次淘汰的页是1、2、3、4、1、2。

采用最近最少使用（LRU ）调度算法，页面调度过程如下： 共产生缺页中断10次。

依次淘汰的页是1、2、3、4、5、1、2。

3、下表给出了某系统中的空闲分区表，系统采用可变式分区存储管理策略。

现有以下作业序列：96K 、20K 、200K 。

若用首次适应算法和最佳适应算法来处理这些作业序列，试问哪一种算法可以满足该作业序列的请求，为什么?空闲分区表页面次序1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 主存 页面 情况3．解：若采用最佳适应算法，在申请96K 存储区时，选中的是5号分区，5号分区大小 与申请空间大d,-致，应从空闲分区表中删去该表项；接着申请20K 时，选中1号分区，分配后1号分区还剩下12K ；最后申请200K ，选中4号分区，分配后剩下18K 。

实验六虚拟存储器一、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。

二、实验目的在计算机系统中，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。

通过本实验帮助同学理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器。

三、实验题目本实验有三道题目，其中第一题必做，第二，三题中可任选一个。

第一题：模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。

[提示]（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，页表的格式为：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。

操作系统计算题答案1.设某进程所需要的服务时间t=k ⨯q,k 为时间的个数,q 为时间长度且为常数.当t 为一定值时,令q →0,则有k →∞.从而服务时间为t 的进程的响应时间T 是t 的连续函数.对应于时间片调度方式RR,先来先服务方式FCFS 和线性优先级调度方式SRR,其响应时间函数分别为:T rr(t)=()λμμ-⨯t T fc(t)=()λμ-1 T sr (t)=()()()'11λμμλμ-⨯---t 其中'λ=()λ⨯-a b 1=r λ⨯ 取(μλ,)=(50,100),分别改变r 的值,计算T rr (t),T fc (t)和T sr(t),并画出其时间变化图.2.对实时系统的频率单调调度算法,对于由3个周期组成的实时任务序列,设每个周期为T i(i=1,2,3),其相应任务的执行时间为C i(i=1,2,3).计算说明当进程执行时间与周期比之和为0.7时,能否保证用户所要求的时限(32=1.266).3.有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,它们的优先数分别为1,2,3,4,5(数值小的优先级低),在使用最高优先级优先调度算法时,计算作业的平均周转时间.解答：1.对(,λμ)=(50，100) T rr (t)=t,T fc (t)=1/50,T sr (t)=1/50-(1-100t)/(100-50t)0r →时，T sr (t)→1/100+t1r →时, T sr (t)→2t 图象如下： ysr (t) 0 x 0 x 0 x 只有T sr (t)受r 值影响，且r 值增大，T sr (t)的斜率增大，y 截距由1/100趋向0，服务时间也增加。

题目：4.假定某页式管理系统,主存为64KB,分成16块,块号为0,1,2,3,4,K K ,15,设某作业有4页,其页号为0,1,2,3,被分别装入主存的2，4,1,6块,试问:(1)该作业的总长度是多少字节?(按十进)(2)写出该作业每一页在主存中的起始地址.(3)若给出逻辑地址[0,100],[1,50],[2,0],[3,60],请计算出相应的内存地址.(方括号内的第一个元素为页号,第二个元素为页内地址).5.有一个虚存系统,某进程内存占了3页,开始时内存为空, 执行如下访问页号顺序后:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5.(1).采用先进先出(FIFO)淘汰算法,缺页次数是多少?(2).采用最近最少使用(LRU)淘汰算法,缺页次数是多少?6.有一只铁笼子,每次只能放入一只动物,猎人向笼中放入老虎,农民向笼中放入羊,野生动物园等待取笼中的老虎,饭店等待取笼中的羊,试用P.V操作写出能同步执行的程序.解答：4.解：(1)每块长度=64KB/16=4KB于是由题目可知，每页也是4KB。

对⽤LRU和FIFO算法计算“缺页中断”的理解输⼊缺页次数页⾯流：0 1 2 3 2 1 3 2 5 2 3 6 2 1 4 2 FIFO分析：012發別調⼊內存，則內存：012(3次缺⾴)調⼊3逃汰最先進⼊的0,則內存：123(4次缺⾴)調⼊2來命中,則內存：123(內存中有2不缺⾴)調⼊1來命中,則內存：123(內存中有1不缺⾴)調⼊3來命中,則內存：123(內存中有3不缺⾴)調⼊5逃汰最先進⼊的1,則內存：235(5次缺⾴)2，3別別命中，則內存：235調⼊6逃汰最先進⼊的,則內存：356(6次缺⾴)調⼊2逃汰最先進⼊的,則內存：562(7次缺⾴)調⼊1逃汰最先進⼊的,則內存：621(8次缺⾴)最后2命中，所以缺页8次=============================在LRU算法中，最近最少使⽤的页⾯被先换出输⼊:7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0写出LRU算法实现页⾯更换，并给出缺页次数.(设在内存中占四个页架）分析：1题⽬给了访问串7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 02题⽬给了内存中占四个页架3题⽬给了⽤LRU算法来实现。

要求：画出算法实现。

LRU给出⾏ 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0头-----> 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 01 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 70 1 2 2 3 0 4 2 2 0 3 3 1 2 0 1底-----> 7 7 1 1 2 3 0 4 4 4 0 0 3 3 2 2淘汰出内存的页⾯： 7 1 4 3整个的表格是怎么来的呢？请注意：题⽬给了7, 写7；题⽬给了0，写0, 7下⼀格；题⽬给了1, 写1，0下⼀格；题⽬给了2, 写2，1下⼀格；注意：已经四个了从上到下是：2107达到了2的要求：内存中占四个页架。

//页面调度算法（FIFO）#include<stdio.h>#define TRUE 1#define FALSE 0#define MAX 7 // 页的最大数#define IN 4 // 在主存中的页数#define count 13 // 指令数量int P[IN]; // 表示已在主存中的页面int k; // 表示P数组中最先进入内存的页的位置typedef struct{int num; // 页号bool pre; // 标志int random; // 主存块号bool revise; // 修改标志int location; // 在磁盘上的位置}Page_Item;Page_Item Page_Record[MAX];// 指令数据结构typedef struct{char oper; // 操作符int Page_Num; // 页号int Unit_Num; // 单元号}Instruction;Instruction IC[count];// 初始化指令和页表void Init(){k=0; // 指向最先进入内存的页// 初始化页表Page_Record[0].num=0;Page_Record[0].pre=TRUE;Page_Record[0].random=5;Page_Record[0].revise=FALSE;Page_Record[0].location=011;Page_Record[1].num=1;Page_Record[1].pre=TRUE;Page_Record[1].random=8;Page_Record[1].revise=FALSE;Page_Record[1].location=012; Page_Record[2].num=2;Page_Record[2].pre=TRUE; Page_Record[2].random=9; Page_Record[2].revise=FALSE; Page_Record[2].location=013;Page_Record[3].num=3;Page_Record[3].pre=TRUE; Page_Record[3].random=1; Page_Record[3].revise=FALSE; Page_Record[3].location=021;Page_Record[4].num=4;Page_Record[4].pre=FALSE; Page_Record[4].random=0; Page_Record[4].revise=FALSE; Page_Record[4].location=022;Page_Record[5].num=5;Page_Record[5].pre=FALSE; Page_Record[5].random=0; Page_Record[5].revise=FALSE; Page_Record[5].location=023;Page_Record[6].num=6;Page_Record[6].pre=FALSE; Page_Record[6].random=0; Page_Record[6].revise=FALSE; Page_Record[6].location=121;// 初始化指令序列IC[0].oper='+';IC[0].Page_Num=0;IC[0].Unit_Num=70;IC[1].oper='+';IC[1].Page_Num=1;IC[1].Unit_Num=50;IC[2].oper='*';IC[2].Page_Num=2;IC[2].Unit_Num=15;IC[3].oper='w';IC[3].Page_Num=3;IC[3].Unit_Num=21;IC[4].oper='r';IC[4].Page_Num=0;IC[4].Unit_Num=56;IC[5].oper='-';IC[5].Page_Num=6;IC[5].Unit_Num=40;IC[6].oper='>';IC[6].Page_Num=4;IC[6].Unit_Num=53;IC[7].oper='+';IC[7].Page_Num=5;IC[7].Unit_Num=23;IC[8].oper='w';IC[8].Page_Num=1;IC[8].Unit_Num=37;IC[9].oper='r';IC[9].Page_Num=2;IC[9].Unit_Num=78;IC[10].oper='+';IC[10].Page_Num=4;IC[10].Unit_Num=1;IC[11].oper='r';IC[11].Page_Num=6;IC[11].Unit_Num=84;IC[12].oper='#';IC[12].Page_Num=0;IC[12].Unit_Num=0;}// 根据FIFO算法替换页,所需要的参数是被调入页的页结构体void replace(Page_Item page){// 被替换的页已经修改了if(TRUE==Page_Record[P[k]].revise){// 修改被调出页的存在标志Page_Record[P[k]].pre=FALSE;// 修改被调出页的修改标志Page_Record[P[k]].revise=FALSE;printf("调出%d页\n",P[k]);}// 将调入页的存在标志修改为TRUEpage.pre=TRUE;// 将被调出页的主存块号赋给调入页的主存块号page.random=Page_Record[P[k]].random;// 将调入页的页号赋给P[k]P[k]=page.num;printf("调入%d页\n",page.num);// 修改k指针k=(k+1)%IN;}// 指令执行过程void excute(){int i=0; // 指向当前正在执行的指令while('#'!=IC[i].oper){printf("执行%c指令,需%d页\n",IC[i].oper,IC[i].Page_Num);// 若正在执行的指令所需的页不在内存中if(FALSE==Page_Record[IC[i].Page_Num].pre){printf("该页不在内存中,请求调入.........\n");// 调用替换函数，调入所需的页replace(Page_Record[IC[i].Page_Num]);}// 修改指令对该页的操作if('+'==IC[i].oper||'*'==IC[i].oper||'-'==IC[i].oper||'>'==IC[i].oper){printf("%c指令修改了%d页\n",IC[i].oper,IC[i].Page_Num);// 修改该页的修改标志Page_Record[IC[i].Page_Num].revise=TRUE;}i++; // 指向下一条指令}for(i=0;i<IN;i++){if(TRUE==Page_Record[P[i]].revise){printf("%d页写回外存!\n",P[i]);}}}void main(){Init();excute();}。

形考作业一题目随机，请使用Ctrl+F组合键查找题目题目：按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（）。

题目：UNIX操作系统核心层的实现结构设计采用的是（）。

题目：UNIX命令的一般格式是（）。

[选项] [参数]题目：操作系统的基本职能是（）题目：操作系统对缓冲区的管理属于（）的功能。

题目：操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（）。

题目：工业过程控制系统中运行的操作系统最好是（）。

题目：进程从运行状态变为阻塞状态的原因是（）。

题目：进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（题目：进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念。

题目：两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的（）关系。

题目：两个进程争夺同一个资源（）。

题目：某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。

题目：批处理系统的主要缺点是（）。

题目：如果信号量S的值是0 , 此时进程A执行P（S）操作，那么，进程A会（）。

CPU题目：若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为-1，则表示有（）个等待进程。

题目：实时操作系统追求的目标是（）。

题目：死锁的四个必要条件中，无法破坏的是（）。

题目：为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的（），根据它而感知进程的存在。

题目：为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（）。

题目：为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。

题目：系统出现死锁的原因是（）。

题目：系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）。

题目：下列关于进程和线程的叙述中，正确的是（）。

题目：下列关于引入线程的好处的描述中，不正确的是（）。

题目：下列进程状态的转换中，不正确的是（）。

题目：下列系统中，属于实时系统的是（）。

题目：下面不属于分时系统特征的是（）。

题目：现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和操作的异步性。

计算机操作系统上机教案学院名称：河北政法职业学院系部名称：计算机系课程名称：计算机操作系统任课教师：张敏丽授课题目：操作系统实训1 授课序号：12 授课班级：司法信息2003级教学方法：讲授，实训课时：2学时教学目的：通过这一章的学习，使学生掌握该计算机系统的使用方法。

教学重点：界面的使用。

教学难点：熟悉该系统的操作命令。

作业布置：教学内容：一、实习内容选择一个计算机系统，熟悉该系统的操作命令，且掌握该计算机系统的使用方法。

二、实习目的配合操作系统课程的学习，模拟实现操作系统的功能，有助于对操作系统的理解。

操作系统功能的模拟实现可以在计算机系统的终端上进行，也可以在一台微型计算机上进行。

根据您的学习条件，选择一个计算机系统，熟悉对该系统的使用，那么您可以顺利地完成本课程的实习。

为了尽快地熟悉计算机系统，可编辑一个源程序，且对编辑好的源程序编译、运行、显示/打印运行结果等。

三、实习题目1打开:"开始"-"程序"-"附件"-"系统工具",①进行磁盘清理,②进行磁盘碎片整理,③进行磁盘扫描,④进行磁盘维护向导的操作,⑤进行"系统信息"中启动过程的设置.2浏览"控制面板"-"系统"---"设备管理器"信息的查看及"控制面板"-"网络"-的配置信息的作用.在"控制面板"-"电源管理"-中修改电源管理选项和,在"控制面板"-"日期/时间"-中修改日期和时间.2 按大纲模式建立一"培训练习"文档,文档内容为本本书目录的前三章,每章节只取两个标题,然后在普通视图下输入每节的前两行文字,并在页面视图下排版出满意的文档,最后存于"Word文档练习"中.4 根据"简历向导"建立一个人建立资料,用文件名"简历"存于"Word文档练习"文件夹中.授课题目：操作系统实训2 授课序号：14 授课班级：司法信息2003级教学方法：讲授，实训课时：2学时教学目的：通过这一章的学习，使学生掌握处理机的调度方法。

先进先出(FIFO)页面置换算法一、设计思想该算法总是淘汰最先进入内存的页面，既选择内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。

该算法实现简单，只需要把一个进程已调入内存的页面，按照先后测序链接成一个队列，并设置一个指针，使他总是指向最老的页面。

但该算法与进程实际运行的规律不相适应，因为在进程中，有些页面经常被访问，比如，含有全局变量、常用函数、例程等的页面，FIFO 算法并不能保证这些页面不被淘汰。

这里，我们用下面的例子，采用FIFO 算法进行页面置换。

当进程第一次访问页面2时，将把第七页换出，因为它是最先被调入内存的；在第一次范文页面3时，又将把第零页换出，因为他在现有的2，0，1三个页面中是最老的页。

由下图可以看出，利用FIFO 算法时进行了十二次页面置换，比最佳置换算法正好多一倍。

引用率0 1二、运行结果1、输入分配的物理块数和页面号引用串，执行算法。

2、执行FIFO算法过程如下：三、源程序代码#include <iostream>#include <iomanip> //使用setw()时用到的头文件#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <conio.h> //使用getchar()时用到的头文件using namespace std;#define Max 30 //某进程调入内存中的最大页面数#define Size 10 //系统为某进程分配的最大物理块数void Init(int Block[],int m) //初始化物理块{ int i;for(i=0;i<m;i++){Block[i]=-1;}}void creat(int Page[],int n) //输入页面串引用号{ int i;for(i=0;i<n;i++){cin>>Page[i];}void FIFO(int Page[],int Block[],int n,int m){//max_stay:比较当前内存中页面驻留的最久时间,count:统计页面置换次数//get:某物理块是否等待驻入新页面(-1:否)//flag:标记当前序号页面是否已驻入内存(-1:否)//block_num:驻留内存时间最长的页面所在的物理块序号//time[]标记对应序号的物理块中页面驻留时间int i,j,max_stay=0,count=0;int get=-1,flag=-1,block_num=-1;int time[Size];for(i=0;i<m;i++) //初始化time[]{ time[i]=0;}for(i=0;i<n;i++){ for(j=0;j<m;j++) //有空闲物理块时，页面直接驻入内存空闲块{ if(Block[j]==-1){get=j; //物理块j即将(/等待)驻入新页面break;}}for(j=0;j<m;j++) //查找序号相同的页面{ if(Block[j]==Page[i])//物理块j中页面与当前期望调入内存的页面相同{flag=j;break;}}for(j=0;j<m;j++) //找到驻留内存时间最久的页面置换出{if(time[j]>max_stay){max_stay=time[j];block_num=j; //block_num标记当前序号物理块中页面驻留时间最久}}if(flag==-1) //不存在相同页面{ if(get!=-1) //物理块即将(/等待)驻入新页面{Block[get]=Page[i]; //存入页面time[get]=0; //当前物理块重新计时for(j=0;j<=get;j++) //已驻入页面的驻留时间加1{time[j]++;}get=-1;}else //页面调度置换，序号block_num的物理块是驻留时间最久的{Block[block_num]=Page[i];time[block_num]=0;for(j=0;j<Size;j++){time[j]++;}block_num=-1;max_stay=0;count++;}}else //待调入页面与序号flag的物理块中页面相同{for(j=0;j<m;j++){time[j]++;}flag=-1;}for(j=0;j<m;j++) //输出物理块中的页面驻入情况{cout<<setw(3)<<Block[j];}cout<<endl;}if(n>m)count=count+m-3;cout<<"缺页中断次数为:"<<count<<endl;}void main(){ int n,m,Page[Max],Block[Size];cout<<"*******先进先出FIFO页面置换算法*******"<<endl;cout<<"--------------------------------------"<<endl;cout<<"*******(默认:-1表示物理块空闲)*******"<<endl;cout<<endl<<"请输入系统为进程分配的物理块数(m<=10):";while(1){cin>>m;if(m>Size||m<1){cout<<"警告：输入的数据错误！"<<endl;cout<<"请重新输入物理块数:";}else break;}Init(Block,m);cout<<"请输入总页面数(n<=30):";cin>>n;cout<<"\n请输入页面号引用串:";creat(Page,n);cout<<"FIFO算法过程如下:"<<endl;FIFO(Page,Block,n,m);getchar(); //直接执行exe文件时做停留查看结果之用getchar();}。

先进先出（FIFO）页⾯置换算法C语⾔实现、最近最久未使⽤（LRU）页⾯置换算法C语⾔实现1.实现效果2.实现源代码1 #include<iostream>2 #include<process.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<ctime>5 #include<conio.h>6 #include<stdio.h>7 #include<string.h>8using namespace std;910#define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n")/*表格控制*/11#define bsize 4 //物理块⼤⼩12#define psize 16 //进程⼤⼩13void chushihua();//初始化函数14void ymzh();16void changeaddr(struct Page p[], int logaddr);17void dizhizhuanhuan();18void menu();19int wang();2021int yemianliu[32]={0};//全局变量数组,地址流22int p;23struct Page {24int pno;//页号25int flag;//标志位26int cno;//主存号27int modf;//修改位28int addr;//外存地址29 }Page; //全局变量p是⼀共有多少地址流3031 typedef struct pagel32 {33int num; /*记录页⾯号*/34int time; /*记录调⼊内存时间*/35 }Pagel; /*页⾯逻辑结构,⽅便算法实现*/3637 Pagel b[bsize]; /*内存单元数*/38int c[bsize][psize];/*保存内存当前的状态:缓冲区*/39int queue[100];/*记录调⼊队列*/40int k;/*调⼊队列计数变量*/41int phb[bsize]={0};//物理块标号42int pro[psize]={0};//进程序列号43int flag[bsize]={0};//进程等待次数(存放最久未被使⽤的进程标志)*/ 44int i=0,j=0;//i表⽰进程序列号,j表⽰物理块号*/45int m =-1,n =-1;//物理块空闲和进程是否相同判断标志*/46int mmax=-1, maxflag=0;//标记替换物理块进程下标*/47int count =0; //统计页⾯缺页次数4849void chushihua() //初始化函数50 {51int t;52 srand(time(0));//随机产⽣指令序列53 p=12+rand()%32;54 cout<<"地址流序列:";55 cout<<endl;56for(i=0; i<p; i++)57 {58 t=1+rand()%9;59 yemianliu[i]=t;//将随机产⽣的指令数存⼊页⾯流60 }61for (i=p-1;i>=0;i--)62 {63 cout<<yemianliu[i]<<"";64 }65 cout<<endl;66 }67void ymzh()68 {69 chushihua();70 yemianzhihuan();71 }7273void yemianzhihuan()74 {75int a;76 printf("----------------------------------\n");77 printf("☆☆欢迎使⽤分页模拟实验系统☆☆\n");78 printf("----------------------------------");79 printf("☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");80 printf("☆☆1.进⼊硬件地址变换算法☆☆\n");81 printf("☆☆------------------------☆☆\n");82 printf("☆☆2.进⼊页⾯置换算法☆☆\n");83 printf("☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");84 printf("请输⼊您的选择:");85switch(a)86 {87case1:88 ymzh();89break;90case2:91 wang();92break;93default:94 cout<<"输⼊有误,请重新输⼊!"<<endl;95break;96 }97 }98100int j=logaddr/64;//对应的块号101int k=logaddr%64; //对应的偏移量102int flag=0;103int addr;104for(int i=0;i<8;i++)105 {106if(p[i].pno==j)//找到对应的页号107 {108if(p[i].flag==1)//页⾯标志为1109 {110 addr=p[i].cno*64+k;111 cout<<"物理地址为:"<<addr<<endl;112 cout<<"详细信息:"<<"\t页⾯号:"<<p[i].pno<<"\t 主存号："<<p[i].cno<<"\t偏移量:"<<k<<endl; 113 flag=1;114break;115 }116 }117 }118119if(flag==0)120 cout<<"该页不在主存,产⽣缺页中断"<<endl;121 }122123void dizhizhuanhuan()124 {125int a;126int ins;//指令逻辑地址127struct Page p[8];128 p[0].pno=0;p[0].flag=1;p[0].cno=5;p[0].modf=1;p[0].addr=011;129 p[1].pno=1;p[1].flag=1;p[1].cno=8;p[1].modf=1;p[1].addr=012;130 p[2].pno=2;p[2].flag=1;p[2].cno=9;p[2].modf=0;p[2].addr=013;131 p[3].pno=3;p[3].flag=1;p[3].cno=10;p[3].modf=0;p[3].addr=015;132 p[4].pno=4;p[4].flag=0;p[4].addr=017;133 p[5].pno=5;p[5].flag=0;p[5].addr=025;134 p[6].pno=6;p[6].flag=0;p[6].addr=212;135 p[7].pno=7;p[7].flag=0;p[7].addr=213;136 printf("\t\t\t--------------------------------\n");137 printf("\t\t\t☆☆欢迎使⽤分页模拟实验系统☆☆\n");138 printf("\t\t\t---------------------------------\n");139 printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");140 printf("\t\t\t☆☆1.输⼊指令☆☆\n");141 printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");142 printf("\t\t\t☆☆2.进⼊页⾯置换算法☆☆\n");143 printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");144 printf("\t\t\t☆☆0.EXIT ☆☆\n");145 printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");146while(a!=0)147 {148 cout<<endl<<"请输⼊您的选择:";149 cin>>a;150151 cout<<"页号"<<"标记位"<<"外存地址"<<"主存号"<<endl;152for(int i=0;i<8;i++)153 {154 cout<<p[i].pno<<"\t"<<p[i].flag<<"\t"<<p[i].addr<<"\t";155if(p[i].flag)156 cout<<p[i].cno;157 cout<<endl;158 }159160switch(a)161 {162case0:printf("\t\t\t再见!\t\t\t\n"); break;163case1:164 cout<<"请输⼊指令的逻辑地址:";165 cin>>ins;166 changeaddr(p, ins);break;167case2: system("CLS"); a=wang();break;168default:cout<<"输⼊有误,请重新输⼊!"<<endl;break;169 }170 }171 }172173void menu()174 {175int a;176 printf("\t\t\t--------------------------------\n");177 printf("\t\t\t☆☆欢迎使⽤分页模拟实验系统☆☆\n");178 printf("\t\t\t---------------------------------\n");179 printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");180 printf("\t\t\t☆☆1.输⼊指令☆☆\n");181 printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");182 printf("\t\t\t☆☆2.进⼊页⾯置换算法☆☆\n");184 printf("\t\t\t☆☆0.EXIT ☆☆\n");185 printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n"); 186 printf("请选择所要执⾏的操作:");187 scanf("%d",&a);188switch(a)189 {190case0: printf("\t\t\t-再见!-\t\t\t\n");break;191case1: dizhizhuanhuan (); break;192case2: wang (); break;193default:cout<<"输⼊有误,请重新输⼊!"<<endl;break; 194 }195 }196int main()197 {198 menu();199 }200201//****************随机产⽣序列号函数202int* build()203 {204 printf("随机产⽣⼀个进程序列号为:\n");205int i=0;206for(i=0; i<psize; i++)207 {208 pro[i]=10*rand()/(RAND_MAX+1)+1;209 printf("%d ", pro[i]);210 }211 printf("\n");212return(pro);213 }214215//***************************************查找空闲物理块216int searchpb()217 {218for (j=0;j<bsize; j++)219 {220if(phb[j] == 0)221 {222 m=j;223return m;224break;225 }226 }227return -1;228 }229//************************************查找相同进程230int searchpro()231 {232for(j=0;j< bsize;j++)233 {234if(phb[j] =pro[i])235 {236 n=j;237return j;238 }239 }240return -1;241 }242243//*************************初始化内存244void empty()245 {246for(i=0;i<bsize;i++)247 phb[i]=0;248 count=0; //计数器置零249 } //******先进先出页⾯置换算法250void FIFO()251 {252for( i=0; i<psize; i++)253 {254// m=searchpb();255// n=searchpro();256//找到第⼀个空闲的物理快257for(j=0;j<bsize;j++) {258if(phb[j] == 0){259 m=j;260break;261 }262 }263//找与进程相同的标号264for(j=0;j<bsize;j++) {265if(phb[j] == pro[i]){266 n=j;268 }269270//找flag值最⼤的271for(j=0;j<bsize;j++)272 {273if(flag[j]>maxflag)274 {275 maxflag = flag[j];276 mmax = j;277 }278 }279280if(n == -1)//不存在相同进程281 {282if(m != -1)//存在空闲物理块283 {284 phb[m]=pro[i];//进程号填⼊该空闲物理块285// count++;286 flag[m]=0;287for (j=0;j<=m; j++)288 {289 flag[j]++;290 }291 m=-1;292 }293else//不存在空闲物理块294 {295 phb[mmax] =pro[i];296 flag[mmax] =0;297for (j=0;j<bsize;j++)298 {299 flag[j]++;300 }301 mmax = -1;302 maxflag = 0;303 count++;304 }305 }306else//存在相同的进程307 {308 phb[n] = pro[i];309for(j=0;j<bsize;j++)310 {311 flag[j]++;312 }313 n=-1;314 }315for(j=0;j < bsize;j++)316 {317 printf("%d ", phb[j]);318 }319 printf("\n");320 }321 printf("缺页次数为:%d\n",count);322 printf("缺页率 :%16. 6f",(float)count/psize);323 printf("\n");324 }325/*初始化内存单元、缓冲区*/326void Init(Pagel *b,int c[bsize][psize])327 {328int i,j;329for (i=0;i<psize;i++)330 {331 b[i].num=-1;332 b[i].time=psize-i-1;333 }334for(i=0;i<bsize;i++)335for(j=0;j<psize;j++)336 c[i][j]=-1;337 }338/*取得在内存中停留最久的页⾯,默认状态下为最早调⼊的页⾯*/ 339int GetMax(Pagel *b)340 {341int i;342int max=-1;343int tag=0;344for(i=0;i<bsize;i++)345 {346if(b[i].time>max)347 {348 max=b[i].time;349 tag= i;350 }353 }354355/*判断页⾯是否已在内存中*/356int Equation(int fold, Pagel *b)357 {358int i;359for(i=0;i<bsize;i++)360 {361if(fold==b[i]. num)362return i;363 }364return -1;365 }366/*LRU核⼼部分*/367void Lruu(int fold, Pagel *b)368 {369int i;370int val;371 val=Equation(fold, b);372if (val>=0)373 {374 b[val].time=0;375for(i=0;i<bsize;i++)376if (i!=val)377 b[i].time++;378 }379else380 {381 queue[++k]=fold;/*记录调⼊页⾯*/382 val=GetMax(b);383 b[val].num=fold;384 b[val].time=0;385for (i=0;i<bsize;i++){386387// URLcount++;388if (i!=val)389 b[i].time++;390 }391 }392 }393394void LRU()395 {396int i,j;397 k=0;398 Init(b, c);399for(i=0; i<psize; i++)400 {401 Lruu(pro[i],b);402 c[0][i]=pro[i];403/*记录当前的内存单元中的页⾯*/404for(j=0;j<bsize;j++)405 c[j][i]=b[j].num;406 }407408/*结果输出*/409 printf("内存状态为:\n");410 Myprintf;411for(j=0;j<psize;j++)412 printf("|%2d", pro[j]);413 printf("|\n");414 Myprintf;415416for(i=0;i<bsize;i++)417 {418for(j=0; j<psize; j++)419 {420if(c[i][j]==-1)421 printf("|%2c",32);422else423 printf("|%2d",c[i][j]);424 }425 printf("|\n");426 }427428 Myprintf;429// printf("\n调⼊队列为:");430// for(i=0;i<k;i++)431// printf("%3d", queue[i]);432433 printf("\n缺页次数为:%6d\n 缺页率 :%16. 6f", k+1,(float)(k+1)/psize); 434 }437int wang()438 {439int sel;440do{441 printf("\t\t\t--------------------------------\n");442 printf("\t\t\t☆☆欢迎使⽤分页模拟实验系统☆☆\n");443 printf("\t\t\t---------------------------------\n");444 printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");445 printf("\t\t\t☆☆虚拟内存☆☆\n");446 printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");447 printf("\t\t\t☆☆1.产⽣随机序列☆☆\n");448 printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");449 printf("\t\t\t☆☆2.最近最久未使⽤☆☆\n");450 printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");451 printf("\t\t\t☆☆3.先进先出☆☆\n");452 printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");453 printf("\t\t\t☆☆0.退出☆☆\n");454 printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");455 printf("请选择所要执⾏的操作:");456 scanf("%d",&sel);457switch(sel)458 {459case0: printf("\t\t\t再见!t\t\t\n"); break;460case1: build(); break;461case2: printf("最近最久未使⽤\n"); LRU();empty(); printf("\n");break; 462case3: printf("先进先出算法\n"); FIFO();empty();printf("\n");break; 463default:printf("请输⼊正确的选项号!");printf("\n\n");break;464 }465 }while(sel !=0 );466return sel;467 }。

计算机科学与技术系实验报告专业名称网络工程课程名称操作系统原理项目名称FIFO页面调度算法处理缺页中断班级 12网络工程（1）班学号 1204031030姓名方彬同组人员朱佳宝、王卫、凌含涛、胡星瑞实验日期 2014.12.02一、实验目的与要求：（1）熟悉、掌握先进先出FIFO算法，并实现用先进先出FIFO算法页面调度算法处理缺页中断.（2）理解基于先进先出FIFO的内存管理调度算法，更好的掌握算法的思想，结合实验理解算法更直观，深刻具体。

通过对先进先出FIFO的调度算法的模拟实验可以清楚的了解内存管理是如何调度的，以及加深对内存管理的了解。

二、实验内容1）任务分析：以无歧义的陈述说明实验任务，并明确规定：(a)输入的形式和输入值的范围；在输入文本框中输入，输入值的范围在0~6之间(b) 输出的形式；输出为缺页序列的表格(c) 程序所能达到的功能；输入页号，输出缺页序列，实现先进先出算法的模拟(d) 测试数据：包括正确的输入及其输出结果和错误的输入及其输出结果。

①输入值为空：②输入值越界：③正确的输入值：2）概要设计：说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。

本程序中定义了一个数组int[] mainstore = {3,2,1,0 };用于模拟主存存放页；此外还定义了一个数组int[] flag = {0,0,0,0,0,0,0 };用于表明页号的修改标志位，便于之后的操作。

该程序的只要流程如下：3）详细设计：实现概要设计中定义的所有数据类型，对每个操作只需要写出伪码算法；对主程序和其他模块也都需要写出伪码算法(伪码算法达到的详细程度建议为：按照伪码算法可以在计算机键盘直接输入高级程序设计语言程序)；画出函数和过程的调用关系图。

using System;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;using System.Windows.Forms;using lru;using change;namespace 操作系统{public partial class Form1 : Form{public Form1(){InitializeComponent();}//定义一个窗口类，在类里面定义一个窗口int[] mainstore = {3,2,1,0 };//定义数组用于存放页int[] flag = {0,0,0,0,0,0,0 };//定义修改标志位的数组int blo = 0;//用来控制在表格的哪一列输出页号序列private void button1_Click(object sender, EventArgs e)//定义一个事件响应，即对输入进行操作{if (string.IsNullOrEmpty(txt.Text))MessageBox.Show("请输入页号！");else if (int.Parse(txt.Text) > 6 || int.Parse(txt.Text) < 0)MessageBox.Show("输入页号不合法，请重新输入！");//判断输入是否合法else{int page = int.Parse(txt.Text);int i=0;if (page != mainstore[0] && page != mainstore[1] && page != mainstore[2] && page != mainstore[3])//插入页内存中不存在，进行FIFO算法{int lll;lll = mainstore[0];if (flag[mainstore[0]] == 0)//修改标志位为0，直接覆盖{mainstore[0] = page;flag[lll] = 1;}Else//修改标志位为1，数组执行FIFO{for (i = 0; i < 3; i++)mainstore[i] = mainstore[i + 1];mainstore[3] = page;}MessageBox.Show("当前调走页号"+lll.ToString ()+"\n存入页号为"+page.ToString ());l0.Text = "0";l1.Text = "0";l2.Text = "0";l3.Text = "0";l4.Text = "0";l5.Text = "0";l6.Text = "0";//标志位初始化；for (int j = 0; j < 4; j++){if (mainstore[j] == 0)l0.Text = "1";if (mainstore[j] == 1)l1.Text = "1";if (mainstore[j] == 2)l2.Text = "1";if (mainstore[j] == 3)l3.Text = "1";if (mainstore[j] == 4)l4.Text = "1";if (mainstore[j] == 5)l5.Text = "1";if (mainstore[j] == 6)l6.Text = "1";}//根据插入页号，将标志位置1for (int k = 0;k < 7; k++){if (lll == 0)ll0.Text = "1";if (lll == 1)ll1.Text = "1";if (lll == 2)ll2.Text = "1";if (lll == 3)ll3.Text = "1";if (lll == 4)ll4.Text = "1";if (lll == 5)ll5.Text = "1";if (lll == 6)ll6.Text = "1";}//根据情况，将修改标志位置1}else{MessageBox.Show("该页已在主存中！" );}blo++;if(blo==1){txt10.Text = mainstore[0].ToString();txt11.Text = mainstore[1].ToString();txt12.Text = mainstore[2].ToString();txt13.Text = mainstore[3].ToString();}else if(blo==2){txt20.Text = mainstore[0].ToString();txt21.Text = mainstore[1].ToString();txt22.Text = mainstore[2].ToString();txt23.Text = mainstore[3].ToString();}else if(blo==3){txt30.Text = mainstore[0].ToString();txt31.Text = mainstore[1].ToString();txt32.Text = mainstore[2].ToString();txt33.Text = mainstore[3].ToString();}else if(blo==4){txt40.Text = mainstore[0].ToString();txt41.Text = mainstore[1].ToString();txt42.Text = mainstore[2].ToString();txt43.Text = mainstore[3].ToString();}else if(blo==5){txt50.Text = mainstore[0].ToString();txt51.Text = mainstore[1].ToString();txt52.Text = mainstore[2].ToString();txt53.Text = mainstore[3].ToString();}else if(blo==6){txt60.Text = mainstore[0].ToString();txt61.Text = mainstore[1].ToString();txt62.Text = mainstore[2].ToString();txt63.Text = mainstore[3].ToString();}else if(blo==7){txt70.Text = mainstore[0].ToString();txt71.Text = mainstore[1].ToString();txt72.Text = mainstore[2].ToString();txt73.Text = mainstore[3].ToString();}else if(blo==8){txt80.Text = mainstore[0].ToString();txt81.Text = mainstore[1].ToString();txt82.Text = mainstore[2].ToString();txt83.Text = mainstore[3].ToString();}//根据插入数量，决定在输出表的指定列输出}}private void 刷新ToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e){Form1 the_new = new Form1();the_new.Show();}private void 退出ToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e){this.Close();}4）调试分析：(a)调试过程中遇到哪些问题，是如何解决的；Q1：一开始的程序只能输入9个页号序列，超过之后就不能够再显示新的页号序列；（定义了一个变量BLO，用于记录输入页号数量，做求模运算mod 9,这样当超过九个之后又会从第一列开始覆盖）Q2：考虑到程序的用户友好性，增加了序列刷新功能，刷新输出区域；（定义了一个button，点击后将输出区域初始化）Q3：开始没有理解修改标志位的作用，所以功能没有实现；（经过与同学的讨论，定义了一个数组flag[]，将页号作为flag[]的下标选择置1或置0）(b) 算法的时空分析：算法的时间复杂度和空间复杂度分析；5）测试结果：包括输入和输出，测试数据应该完整和严格。

处理缺页中断的流程缺页中断是啥呢？简单说呀，就是当程序要访问的页面不在内存里的时候，就会触发这个中断。

这就好比你去图书馆找一本书，你按照索书号去找，结果发现那个书架上没有这本书，这时候就相当于发生了缺页中断啦。

那遇到这种情况怎么处理呢？一、发现缺页。

当系统检测到要访问的页面不在内存的时候，就像是图书馆管理员发现你要的书不在书架上一样。

这个时候系统就知道，有问题啦，得处理这个缺页中断。

二、查找空闲页面。

接下来呢，系统就要去找找看有没有空闲的页面。

这就好比图书馆管理员要看看有没有空的书架位置可以放你要的那本书。

如果能找到空闲页面，那就很好办啦。

可是有时候呢，内存可能都被占满了，就像图书馆的书架都摆满了书一样，那可就有点麻烦咯。

三、页面置换（如果没有空闲页面）要是没有空闲页面的话，就得进行页面置换啦。

这就像是图书馆管理员要从书架上拿下来一本不太常用的书，然后把你要的书放上去。

不过呢，这个过程要很小心哦。

系统要选择一个合适的页面从内存中换出去。

这里面有很多种算法可以选择呢，像先进先出算法，就是先把最早进入内存的页面换出去；还有最近最少使用算法，就是把最近一段时间内使用最少的页面换出去。

这就像是在图书馆里决定把哪本书拿下来一样，要考虑很多因素，不能随便乱拿。

四、调入所需页面。

不管是有空闲页面还是通过页面置换腾出了空间，接下来就是把需要的页面调入内存啦。

就像图书馆管理员终于把你要的书放到书架上了。

这个时候，系统就把那个缺页从磁盘里读到内存中的相应页面位置。

五、重新执行被中断的指令。

最后呢，一切都准备好了，就像书已经在书架上了，你就可以去拿来看了。

系统就重新执行那个因为缺页中断而被中断的指令。

这样整个程序就能继续顺利地运行下去啦。

处理缺页中断就像是一场小小的冒险，系统要在内存这个大图书馆里找到合适的位置，把需要的页面放进去或者换出来，这样才能保证程序运行得稳稳当当的呢。

这过程中每一个步骤都很重要，就像图书馆的每一个管理环节都不可或缺一样。