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1、实 验 报 告（2023 / 2023 学年 第 一 学期）课程名称计算机操作系统实验名称虚拟存储中页面置换算法的模拟实现实验时间2023年12月19日指导单位南京邮电大学指导教师崔衍学生姓名班级学号学院(系)物联网院专 业网络工程实 验 报 告实验名称虚拟存储中页面置换算法的模拟实现指导教师崔衍实验类型上机实验实验学时4实验时间2023.12.19一、 实验目的和规定目的：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技术特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法规定：(1)设计实现下面算法，并输出下述各种算法的命中率。 先进先出的算法（FIFO）； 最近最少使用算法（LRR)
2、； 最佳淘汰算法（OPT）先淘汰最不常用的页地址。(2)多次反复运营改善后的程序，观测并记录运营结果，并分析因素。二、实验环境(实验设备)Vc+6.0二、 实验原理及内容实验三#include #include#include#include#define Bsize 4typedef struct BLOCK/声明一种新类型物理块类型 int pagenum;/页号 int accessed;/访问字段，其值表达多久未被访问BLOCK; int pc;/程序计数器，用来记录指令的序号int n;/缺页计数器，用来记录缺页的次数 static int temp320;/用来存储320条随机数B
3、LOCK blockBsize; /定义一大小为4的物理块数组/*void init( ); /程序初始化函数int findExist(int curpage);/查找物理块中是否有该页面int findSpace( );/查找是否有空闲物理块int findReplace( );/查找应予置换的页面void display ( );/显示void suijishu( );/产生320条随机数,显示并存储到temp320void pagestring( );/显示调用的页面队列void OPT( );/OPT算法void LRU( );/ LRU算法void FIFO( );/FIFO算法/
4、*void init( ) for(int i=0;iBsize;i+) blocki.pagenum=-1; blocki.accessed=0; pc=n=0; /-int findExist(int curpage) for(int i=0; iBsize; i+) if(blocki.pagenum = curpage ) return i;/检测到内存中有该页面，返回block中的位置 return -1;/-int findSpace( ) for(int i=0; iBsize; i+) if(blocki.pagenum = -1) return i;/找到空闲的block，返
5、回block中的位置 return -1;/-int findReplace( ) int pos = 0; for(int i=0; iblockpos.accessed) pos = i;/找到应予置换页面，返回BLOCK中位置 return pos;/-void display( ) for(int i=0; iBsize; i+) if(blocki.pagenum != -1) printf( %02d,blocki.pagenum); coutpc; cout*按照规定产生的320个随机数：*endl; for(int i=0;i320;i+) tempi=pc; if(flag%
6、2=0) pc=+pc%320; if(flag=1) pc=rand( )% (pc-1); if(flag=3) pc=pc+1+(rand( )%(320-(pc+1); flag=+flag%4; printf( %03d,tempi); if(i+1)%10=0) coutendl; /-void pagestring( ) for(int i=0;i320;i+) printf( %02d,tempi/10); if(i+1)%10=0) coutendl; /-void OPT( ) int exist,space,position ; int curpage; for(int
7、i=0;i320;i+) if(i%100=0) getch( ); pc=tempi; curpage=pc/10; exist = findExist(curpage); if(exist=-1) space = findSpace ( ); if(space != -1) blockspace.pagenum = curpage; display( ); n=n+1; else for(int k=0;kBsize;k+) for(int j=i;j320;j+) if(blockk.pagenum!= tempj/10) blockk.accessed = 1000; /将来不会用，设
8、立为一个很大数 else blockk.accessed = j; break; position = findReplace( ); blockposition.pagenum = curpage; display( ); n+; cout缺页次数:nendl; cout缺页率:(n/320.0)*100%endl;/- void LRU( ) int exist,space,position ; int curpage; for(int i=0;i320;i+) if(i%100=0) getch( ); pc=tempi; curpage=pc/10; exist = findExist
9、(curpage); if(exist=-1) space = findSpace( ); if(space != -1) blockspace.pagenum = curpage; display( ); n=n+1; else position = findReplace( ); blockposition.pagenum = curpage; display( ); n+; else blockexist.accessed = -1;/恢复存在的并刚访问过的BLOCK中页面accessed为-1 for(int j=0; j4; j+) blockj.accessed+; cout缺页次
10、数:nendl; cout缺页率:(n/320.0)*100%endl;/-void FIFO( ) int exist,space,position ; int curpage; for(int i=0;i320;i+) if(i%100=0) getch( ); pc=tempi; curpage=pc/10; exist = findExist(curpage); if(exist=-1) space = findSpace( ); if(space != -1) blockspace.pagenum = curpage; display( ); n=n+1; else position
11、 = findReplace( ); blockposition.pagenum = curpage; display( ); n+; blockposition.accessed-; for(int j=0; jBsize; j+) blockj.accessed+; cout缺页次数:nendl; cout缺页率:(n/320.0)*100%endl;/*void main( ) int select; cout请输入第一条指令号(0320)：; suijishu( ); cout*相应的调用页面队列*endl; pagestring( ); do cout*endl; cout-1:OP
12、T 2:LRU 3:FIFO 4:退出-endl; cout*endl; coutselect; cout*endl; init( ); switch(select) case 1:cout最佳置换算法OPT:endl; cout*endl; OPT( ); break; case 2:cout最近最久未使用置换算法LRU:endl; cout*endl; LRU( ); break; case 3:cout先进先出置换算法FIFO:endl; cout*endl; FIFO( ); break; default: ; while(select!=4);实验结果： 实验四Login用户登录bo
13、ol chklogin(char *users, char *pwd)int i;for(i=0; itemp-filename;cintemp-content;if(recent-child=NULL)temp-parent=recent;temp-child=NULL;recent-child=temp;temp-prev=temp-next=NULL;cout文献建立成功!child;while(ttemp-next)ttemp=ttemp-next;if(strcmp(ttemp-filename,temp-filename)=0&ttemp-isdir=0)printf(对不起,文献
14、已存在!);return 1;ttemp-next=temp;temp-parent=NULL;temp-child=NULL;temp-prev=ttemp;temp-next=NULL;cout文献建立成功!endl;return 1;int dir()int i=0,j=0;temp=new fnode;temp=recent;if(temp!=root)cout .child=NULL)coutTotal: directors i files j child;while(temp)if(temp-isdir)cout filenameendl;i+;elsecout filenamen
15、ext;coutTotal: directors ifiles j filename;if(recent-child=NULL)cout文献不存在!child-filename,filename)=0)coutchild-contentchild;while(temp-next)if(strcmp(temp-next-filename,filename)=0)coutnext-contentendl;return 1;cout文献不存在!filename;if(recent-child=NULL)cout文献不存在!child-filename,filename)=0)recent-child
16、-isopen=1;/设立文献标记为打开cinrecent-child-content;recent-child-isopen=0;/设立文献标记为关闭cout文献写入成功!child;while(temp-next)if(strcmp(temp-next-filename,filename)=0)recent-child-isopen=1;/设立文献标记为打开cintemp-next-content;recent-child-isopen=0;/设立文献标记为关闭cout文献写入成功!endl;return 1;cout文献不存在!filename;temp=new fnode;if(rec
17、ent-child)temp=recent-child;while(temp-next & (strcmp(temp-filename,filename)!=0 | temp-isdir!=0)temp=temp-next;if(strcmp(temp-filename,filename)!=0)cout不存在该文献！endl;return 0;elsecout不存在该文献！parent=NULL)temp-prev-next=temp-next;if(temp-next)temp-next-prev=temp-prev;temp-prev=temp-next=NULL;elseif(temp
18、-next)temp-next-parent=temp-parent;temp-parent-child=temp-next;delete temp;cout文献已删除!temp-filename;if(recent-child=NULL)temp-parent=recent;temp-child=NULL;recent-child=temp;temp-prev=temp-next=NULL;elsettemp=recent-child;while(ttemp-next)ttemp=ttemp-next;if(strcmp(ttemp-filename,temp-filename)=0&tte
19、mp-isdir=1)printf(对不起,目录已存在!);return 1;ttemp-next=temp;temp-parent=NULL;temp-child=NULL;temp-prev=ttemp;temp-next=NULL;return 1;切换目录int dir()int i=0,j=0;temp=new fnode;temp=recent;if(temp!=root)cout .child=NULL)coutTotal: directors i files j child;while(temp)if(temp-isdir)cout filenameendl;i+;elseco
20、ut filenamenext;coutTotal: directors ifiles j endl;四、实验小结（涉及问题和解决方法、心得体会、意见与建议等） 通过课程设计,加深了对操作系统的结识,了解了操作系统中各种资源分派算法的实现,特别是对虚拟存储,页面置换有了进一步的了解,并可以用高级语言进行模拟演示。在这短短的两周时间里，通过浏览、阅读有关的资料，学到了很多东西，同时也发现仅仅书本的知识是远远不够的，需要把知识运用到实践中去，能力才干得到提高。 两种页面置换算法FIFO和LRU理解起来相称容易，但在实际编程实现的时候需要注意各种细节，需要耐心细致，实际编程中碰到一些细节上的小问题的
21、确需要仔细考虑才行。 思考题：1.假如增长分派给作业的内存块数，则将会对作业运营过程中的缺页率产生什么影响？答：LUR算法将减少缺页率；OPT算法将减少缺页率；FIFO算法将提高缺页率 2.为什么一般情况下，LRU具有比FIFO更好的性能？答：FIFO置换算法设计简朴，容易理解。但它的效率并不是总能达成令人满意的效果。这个算法只有在顺序访问地址空间时才干达成抱负效果，但根据程序的局部性原理，那些常被访问的页面往往要在主存中停留的最久，FIFO算法却将会将其换出页面，留下的只是一些新调入的的指令，这将导致内存频繁换页。LRU则选择在最近一段时间里最近没有使用过的页面予以置换，是与每个页面最后使用的时间又关的。当必须置换一个页面时，LRU选择过去一段时间里最久未被使用的页面。这种算法以最近的过去作为最近的将来的近似，较好地运用了程序的局部性原理。一般情况下，能取得较好的效果，是经常采用的页面置换算法。 五、指导教师评语 成 绩批阅人日 期