页面置换算法--课程设计报告.docx

第PAGE\*MERGEFORMAT16页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT16页课程设计报告设计题目：页面置换算法班级：科技一班组长学号：组长姓名：指导教师：设计时间：2017年3月设计分工组长学号及姓名：E11414103叶传军分工：算法设计，整体构架，课程实验报告成绩：95组员1学号及姓名：E11414101周坚坚分工：界面设计，代码整理，背景制作成绩：96目录摘要４1.设计目的５2.课设要求５3.系统分析６4.系统设计６4.1问题分析６4.2程序整体框图７4.3FIFO算法８4.4LRU算法９4.5OPT算法１０4.6LFR算法１１5.功能与测试１２6.结论１４7.心得体会１５８.附录１５摘要随着计算机的普及，人们生活得到极大改善，人们在精神方面也同样需要提高，所以越来越多的人进行着各种各样的学习。操作系统是计算机中最重要的环节之一，也是计算机专业学生的一门重要的专业课程。操作系统的好坏，直接影响整个计算机系统的性能和用户对计算机的使用。一个精心的操作系统能极大的扩展计算机的性能，充分发挥系统中的各种设备的使用效率，提高系统的可靠性。由于操作系统中各种软硬件资源的管理，内容比较繁琐，具有很强的实践性，要学好这门课程，必须把理论和实践紧密结合，才能取得较好的学习效果。本次课程设计是在学完操作系统后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握操作系统的原理以及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。熟悉页面置换算法及其实现，引入计算机操作性能评价方法的概念。关键词：页面置换算法，LRU算法，OPT算法，FIFO算法，LFR算法1.设计目的1、存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本次设计的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式管理的页面置换算法。2、提高自己的程序设计能力、提高算法设计质量与程序设计素质；2.课设要求设计一个请求页式存储管理方案。并编写模拟程序实现之。要求包含：1．过随机数产生一个指令序列，共320条指令。其地址按下述原则生成：①50%的指令是顺序执行的；②25%的指令是均匀分布在前地址部分；③25%的指令是均匀分布在后地址部分；具体的实施方法是：在[0，319]的指令地址之间随机选区一起点M;顺序执行一条指令，即执行地址为M+1的指令；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’;顺序执行一条指令，其地址为M’+1；在后地址[M’+2，319]中随机选取一条指令并执行；重复A—E，直到执行320次指令。2．指令序列变换成页地址流设：（1）页面大小为1K；用户内存容量为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（对应虚存地址为[0，9]）；第10条—第19条指令为（对应虚存地址为[10，19]）；。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。第310条—第319条指令为（对应虚存地址为[310，319]）；按以上方式，用户指令可组成32页。3.计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。FIFO先进先出的算法LRU最近最少使用算法OPT最佳淘汰算法（先淘汰最不常用的页地址）LFR最不经常使用算法3.系统分析在多道程序环境下，要使程序运行，必须先为之创建进程。而创建进程的第一步是将程序和数据装入内存。存储器实现的功能主要是内存分配等功能，本模拟系统所要实现的就是将进程的程序和数据装入内存（物理块）。具体需要实现的功能如下：1、读入进程大小，进行分页，确定每一页的指令地址范围；2、读入一个指令，确定其所在页面，读入内存物理块中。物理块空闲直接读入，物理块已满，指向下步操作。3、物理块已满，将要淘汰原来首先进入到内存中的页面，即换出；然后将现在的指令地址页面读入物理块中，即换入。4.系统设计4.1问题分析分页存储管理，是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片，称为页面或页，并为各页加以编号。相应地，也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为物理块，在为进程分配内存时，以块为单位将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中系统为每个进程建立一个页表，页表给出逻辑页号和具体内存块号相应的关系。一个页表中包含若干个表目，表目的自然序号对应于用户程序中的页号，表目中的块号是该页对应的物理块号。请求页式存储管理方式是一种实现虚拟存储器的方式，是指在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其它页面。当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，则根据某种算法淘汰某个页面，以便装入新