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第一章 设计任务-----------------------------------------------------------------------------------------------1
1.1 设计目的...............................................................................................................................1
1.2 设计题目...............................................................................................................................2
第二章 算法原理-----------------------------------------------------------------------------------------------2
第三章 主要数据结构-----------------------------------------------------------------------------------------3
第四章 设计方案-----------------------------------------------------------------------------------------------3
4.1 方案实现原理.......................................................................................................................3
4.2 方案设计流程图...................................................................................................................4
4.3 方案设计代码.......................................................................................................................5
第五章 程序截图---------------------------------------------------------------------------------------------14
5.1 主窗体界面.........................................................................................................................14
5.2 输入方式界面.....................................................................................................................15
5.2.1 输入方式选择..........................................................................................................15
5.2.2 随机数输入方式......................................................................................................16
5.2.3 按要求输入数据......................................................................................................16
5.3 先进先出(FIFO)算法演示界面....................................................................................17
5.3.1 随机数输入方式......................................................................................................17
5.3.2 按要求输入方式......................................................................................................18
5.4 最近最久未使用(LRU)算法演示界面........................................................................19
5.4.1 随机数输入方式......................................................................................................19
5.4.2. 按要求输入方式.....................................................................................................20
5.5 最佳(OPT)算法演示界面.............................................................................................21
5.5.1 随机数输入方式......................................................................................................21
5.5.2 按要求输入方式......................................................................................................22
5.6 退出界面.............................................................................................................................22
第六章 结论与心得------------------------------------------------------------------------------------------23
第七章 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------23
第一章 设计任务
1.1 设计目的
操作系统是计算机教学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。操作系统质量的好坏,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
个精心设计的操作系统能极大地扩充计算机系统的功能,充分发挥系统中各种设备的使用
3
效率,提高系统工作的可靠性。由于操作系统涉及计算机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,必须把理论与实践紧密结合,才能
取得较好的学习效果。
课程设计是学生学习完《计算机操作系统》课程后,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。
1.2 设计题目
课题四:设计一个虚拟存储区和内存工作区编程序演示下述算法的具体实现过程并
计算访问命中率:
要求设计主界面以灵活选择某算法,且以下算法都要实现
、先进先出算法()
、最近最久未使用算法()
、最佳置换算法()
第二章 算法原理
2.1 先进先出页面置换算法(FIFO)
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
次序存入一个时间数组,并将其中时间值最大的页面进行淘汰,并替换入新的页面就可以
实现。
2.2 最近最久未使用页面置换算法(LRU)
算法的基本思想:当需要淘汰某一页时,选择离当前时间最近的一段时间内最久没有
使用过的页先淘汰。该算法的主要出发点是,如果某页被访问了,则它可能马上还被访问
或者反过来说,如果某页很长时间未被访问,则它在最近一段时间不会被访问。
2.3 最佳页面置换算法(OPT)
最佳页面置换算法是一种理论上的算法,其所选择的被淘汰页面,将是永不使用的,
或者是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。可保证获得最低的缺页率。但由于人们
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,因而该算法也是无法实现的。但是可利用该算法去评价其它算法。
3
第三章 主要数据结构
!"#$%%定义物理块的个数
!&"#$'%%定义页面走向的个数
()*"#$+,-'''./%%物理块数组
(&*&"#$+,-'./%%控制页面走向数组
(*"#$+,-'./%%时间轴数组*+
(0( *"#$+,-'./%%过去时间最长数组*+
(1*"#$+,-'./%%未来时间最长数组*+
2 34%%55555555输入数据55555555%%
234%%55555555算法的函数555555555%%
234%%55555555算法的函数5555555555%%
234%%5555555算法的函数555555555%%
void main() //******* 主函数*******//
第四章 设计方案
4.1 方案实现原理
按要求输入页面序列,缺页时按 、、 的策略进行页面置换,输出置换
情况和命中率。假设页面数不超过 &"#$,&*&"#$+表示简化了的页表,只包含
页号序列。"#$ 表示分配给该进程的物理块数,6 用来表示置换次数。初始化:
选择不同的输入方式输入页面序列,存放于数组 &*&"#$+中。按照循环,依次查
找页面是否存在于页表中,不存在则置换页面,置换次数加一,置换次数初始为 6,
',存在则输出当前页表,格式化依次输出访问下一个页面后的页表,然后输出置换总次
数和命中率。
3
4.2 方案设计流程图
3
4.3 方案设计代码
!"#$%%定义物理块的个数
!&"#$'%%定义页面走向的个数
()*"#$+,-'''./%%物理块数组
(&*&"#$+,-'./%%控制页面走向数组
(*"#$+,-'./%%时间轴数组*+
(0( *"#$+,-'./%%过去时间最长数组*+
(1*"#$+,-'./%%未来时间最长数组*+
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
2 34%%55555555输入数据55555555%%
-
/
,'/
&7389999999999999999999999999999999999999999999999999999:84/
&738;请 选 择 输 入 数 据 的 输 入 方 式 ;:84/
&7389999999999999999999999999999999999999999999999999999:84/
&738;随机数输入数据 ;:84/
&738;;:84/
&738;按要求输入数据 ;:84/
&738;99999999999999999999999999999999999999999999999999;:84/
&738:($<6=84/
(738>8?4/
73,,4%%随机数输入数据
-
&738: 随机产生的 >个页面走向如下=::8&"#$4/
(33@44/%%把时间作为 (34函数的种子,就可以避免重复随机数
的产生
73,'/&"#$/AA4
-
&*+,(34>B/%%随机产生 ' 到 B 的数
&738>8&*+4/
.
&738:84/
.
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