实验1-进程调度

置换时采用一个指针，从当前指针位置开始按 地址先后检查各页，寻找user bit=0的页面作为被置换
页。
指针经过的user bit=1的页都修改为user bit=0， 最后指针停留在被置换页的下一个页。
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第5章
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入口
查询指针前进一步， 指向下一个表目
块号
页号
访问位
指针
０ １ N ２
usebit=0
替换指针 4 0
页面访问位=0？
３ ４ 2 1
Y
选择该页面淘汰
返回
５
６ ７ 5 1 0 1
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3、实验内容
设计程序实现以上三种页面调度算法，要求：
① 可以选择页面调度算法类型；
② 可以为进程设置分到物理页的数目，设置进程的页面引用情况， 可以从键盘输入页面序列，也可从文件中读取；
初值为 0。每次时钟中断时，计数器加 R。发生缺页中 断时，选择计数器值最小的一页淘汰。可以对此算法 进行改进，当计数器在加 R前先右移一位，R位加到计 数器的最左端，这称为页面老化算法。
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(3) 最近未使用页面淘汰算法(Not Recently Used， NRU)：也称轮转算法(clock)，它是LRU和FIFO算法 的折衷。具体做法是： 每页有一个使用标志位(use bit)，若该页被访问， 则置user bit=1。
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虚拟存储器பைடு நூலகம்
实验三 页面置换算法的设计与实现
1、实验目的 页式虚拟存储器实现的一个难点是设计页面调度 （置换）算法，即将新页面调入内存时，如果内存中 所有的物理页都已经分配出去，就要按某种策略来废 弃某个页面，将其所占据的物理页释放出来，供新页
面使用。本实验的目的是通过编程实现几种常见的页
面调度（置换）算法，加深实验者对页面调度思想的 理解。
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课时安排
实验名称：面置换算法的设计与实现 计划课时：4课时 详细实验内容 1 先进先出页面置换算法 (First In First Out，FIFO) 2 最近最少使用页面淘汰算法 (LRU，Least Recently Used) 3 最近未使用页面淘汰算法 (Not Recently Used，NRU) 课时（周次） 2课时（第13周完成） （必选） 2课时（第14周完成） （可选） 2课时（第14周完成） （可选）
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• 一个特殊的栈 可利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面 号。每当进程访问某页面时，便将该页面的页面号从栈中移 出，将它压入栈顶。因此，栈顶始终是最新被访问页面的编 号，而栈底则是最近最久未使用页面的页面号。假定现有一 进程所访问的页面的页面号序列为： 4，7，0，7，1，0，1，2，1，2，6 随着进程的访问，栈中页面号的变化情况如图4-30所示。 在访问页面6时发生了缺页，此时页面4是最近最久未被访问 的页，应将它置换出去。
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• 每个页面设立移位寄存器：被访问时左边最高位置 1， 定期右移并且最高位补0，于是寄存器数值最小的就是 最久未使用页面。
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LRU的软件解决方案：淘汰访问次数最少的页面。
实现的办法是设置一个软件计数器，一个页一个，
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2、实验原理：页面置换算法 (page replacement algorithm)
页面置换 (淘汰)算法决定在需要调入页面时，内
存中哪个物理页面被置换。页面置换算法的出发点是 把未来不再使用的或者短时期内较少使用的页面调出。
③ 随时计算当前的页面调度次数的缺页中断率；
④ 使用敲键盘或响应WM-TIMER的形式模仿时间的流逝； ⑤ 以直观的的形式将程序的执行情况显示在计算机屏幕上；
⑥ 存盘及读盘功能，可以随时将数据存入磁盘文件，供以后重复实
验时使用。
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设页面走向为P=4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，主存
容量M=3，置换算法采用FIFO，则缺页中断次数和缺页率如表
5.2所示。
表5.2 FIFO的性能分析(M=3)
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设M=4，缺页中断次数和缺页率如表5.3所示。 表5.3 FIFO的性能分析(M=4)
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(3) 最 近 最 少 使 用 页 面 淘 汰 算 法 (LRU ， Least Recently Used)： 置换内存中最久未使用的页面。这是局部性原理的合理 近似，其性能接近最佳算法。但由于需要记录页面使 用时间的先后关系，因此硬件开销太大。硬件机构可
以是：
一个特殊的栈：把被访问的页面移到栈顶，于 是栈底的就是最久未使用页面。 每个页面设立移位寄存器：被访问时左边最高 位置 1，定期右移并且最高位补 0，于是寄存器数值最 小的就是最久未使用页面。
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实验结束后，按以下实验报告内容上交书面实验报告。
实验题目与要求
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总的设计思想，及环境语言、工具等
数据结构与模块说明(功能与框图) 源程序
• 运行结果与运行情况
• 你认为你完成的作业哪些地方做得比较好或比较出色。 • 差距与局限，什么地方做得不太好，或什么地方可以做 得更进一步的工作。 • 从本作业得到的收获。对编写与调试过程中经验教训的 总结。 • 完成本题的其他方法。
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4
7
0
7
1 1 7 0 4
0 0 1 7 4
1 1 0 7 4
4
7 4
0 7 4
7 0 4
2 2 1 0 7 4
1 1 2 0 7 4
2 2 1 0 7 4
6 6 2 1 0 7
图5-1
用栈保存当前使用页面时栈的变化情况
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页面置换常用的算法有以下几种：
(1) 最佳算法(optimal，OPT)：置换“未来不再使 用的”或“在离当前最远位置上出现的”页面。 (2) 先进先出页面置换算法(First In First Out， FIFO)：置换建立最早的页面。
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