操作系统FIFO算法简化版

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1、NORTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY操作系统(2014年秋季学期)序号:实验报告系别:计算机学院班级:姓名:学号:实验名称:存储管理2021-8-1722/22NORTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY总成绩:评语:日期:《操作系统》实验报告实验名称存储管理实验序号2实验日期2014.12.25实验人一、实验目的、要求与环境1.目的:(1)通过编写程序实现请求分页存储管理的Optimal、FIFO、LRU等页面置换算法中的一种,掌握虚拟存储管理中有关缺页处理方法等内容,巩固有关虚

2、拟存储管理的教学内容。(2)理解内存分配原理,特别是以页面为单位的虚拟内存分配方法2.要求:在WindowsXP、Windows2000、Win7、Linux等操作系统下,使用的VC、VB、java或C等编程语言,实现请求分页存储管理的一种页面置换算法。2021-8-1722/22NORTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY3.环境:1.硬件设备:PC机一台2.软件环境:安装Windows操作系统或者Linux操作系统,并安装相关的程序开发环境,如CC++Java等编程语言环境。二、相关背景知识关于操作系

3、统的内存管理,如何节省利用容量不大的内存为最多的进程提供资源,一直是研究的重要方向。而内存的虚拟存储管理,是现在最通用,最成功的方式——在内存有限的情况下,扩展一部分外存作为虚拟内存,真正的内存只存储当前运行时所用得到信息。这无疑极大地扩充了内存的功能,极大地提高了计算机的并发度。虚拟页式存储管理,则是将进程所需空间划分为多个页面,内存中只存放当前所需页面,其余页面放入外存的管理方式。常用的页面置换算法有OPT、FIFO、LRU、Clock、LFU、PBA等。这里重点介绍FIFO、OPT、LRU(1)先进先出页面置换算法(FIF

4、O)FIFO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。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。(2)最佳置换算法(OPT)2021-8-1722/22NORTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY它是由Belady

5、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,但可以利用此算法来评价其它算法。(3)最近最久未使用置换算法(LRU)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

6、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。三、实验设计说明选择置换算法,先输入所有页面号,为系统分配物理块,依次进行置换:FIFO基本思想:是用队列存储内存中的页面,队列的特点是先进先出,与该算法是一致的,所以每当发生缺页时,就从队头删除一页,而从队尾加入缺页。或者借助辅助数组time[mSIZE]记录物理块中对应页面的进入时间,每次需要置换时换出进入时间最小的页面。物理块数:m

7、Size页面引用个数:pSize,全局静态变量物理块中的页号,页面引用串和辅助数组并进行相关的初始化。打印函数print(),核心函数FIFO()。2021-8-1722/22NORTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY缺页率=访问缺页次数/访问总次数。四、实验设计的流程图实验流程图:开始初始化设置输入分配物理块,页面选择操作FIFO算法YN结束打印输出2021-8-1722/22NORTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGYFIFO模块流程图:新的指令页面在物理块中?中中?内存内页面tim

8、e+1内存内页面time+1YN载入新页面time=0内存物理块满?N选择time最大页面换出Y2021-8-1722/22NORTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2021-8-1722/22NORTHCHINAUNIVERSITYOFT

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