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页面置换算法操作系统课程设计报告.doc
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计算机与信息学院
《操作系统综合设计》报告
设计题目:页面置换算法
学生姓名:
学 号:
专业班级:计算机科学与技术班
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85505743/bg2.jpg)
2015 年 7 月
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85505743/bg3.jpg)
一、设计题目.............................................................................................................................4
二、开发环境与工具.................................................................................................................4
三、设计原理.............................................................................................................................4
1.最佳(Optimal)置换算法...........................................................................................4
2.先进先出(FIFO)页面置换算法.................................................................................5
3.最近最久未使用(LRU)页面置换算法.....................................................................6
四、重要算法.............................................................................................................................6
1.算法流程图......................................................................................................................6
2. 关键代码.........................................................................................................................8
五、设计结果...........................................................................................................................22
六、设计体会...........................................................................................................................24
七、附录...................................................................................................................................25
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一、设计题目
第 15 题:页面置换算法
1. 建立相应的数据结构;
2. 在屏幕上显示页面的状况;
3. 时间的流逝可以用下面几种方法模拟:
(a) 按键盘,每按一次可以认为过一个时间单位;
(b) 相应 WM_TIMER;
4. 将一批页的置换情况存入磁盘文件,以后可以读出并重放;
5. 计算页面的缺页次数、缺页后的页面置换次数;
6. 支持算法:FIFO、LRU、最佳置换算法。
二、开发环境与工具
开发环境:Windows
开发工具:VC6.0 、 Eclipse
三、设计原理
1.最佳(Optimal)置换算法
最佳置换算法是由 Belady 于 1966 年提出的一种理论上的算法。其所选择
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85505743/bg5.jpg)
的被淘汰页面将是以后永不使用的,或是在未来最长时间内不再被访问的页面。
采用最佳置换算法通常可以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,因而该算法是无法实现的,但可以用该算法去评价其他算法。现举例说
明如下:
假定系统为某进程分配了三个物理快,并考虑有以下的页面号引用串:
7, 0, 1, 2, 0, 3, 0, 4, 2, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 7, 0, 1
进程运行时,先将 7,0,1 三个页面放入内存。以后,当进程要访问页面 2
时,将会产生缺页中断。此时 OS 根据最佳置换算法将将选择页面 7 予以淘汰。
这是因为页面 0 将作为第 5 个被访问的页面,页面 1 是第 14 个被访问的页面,
而页面 7 则要在第 18 次页面访问是才需调入。下次访问页面 0 时,因它已在
内存而不必产生缺页中断。当进程访问页面 3 时,又讲引起页面 1 被淘汰;因
为它在现在的 1,2,0 三个页面中,将是以后最晚才被访问的。图 1 示出了采用
最佳置换算法时的置换图。由图可以看出,采用最佳置换算法发生了 6 次页面
置换。
页面号
7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1
物理快 1
7 7 7 2 2 2 2 2 7
物理快 2
0 0 0 0 4 0 0 0
物理快 3
1 1 3 3 3 1 1
2.先进先出(FIFO)页面置换算法
FIFO 算法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
存中驻留时间最长的页面予以淘汰。该算法实现简单,只需要把已经调入内存的页面按先
后次序排成一个队列,当发生缺页时,将队首页面出队,再将找到的页面入队,这样就完
成了页面置换的任务。以书上的为例有如下表格:
7 0 1 2 0 3 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
7 7 7 2 2 2 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 7 7
0 0 0 0 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 0 0 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2
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