[计算机软件及应用]操作系统页面置换算法和磁盘调度算法

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操作系统十大算法具体内容

操作系统十大算法具体内容

操作系统十大算法具体内容操作系统是计算机系统的核心组成部分,主要负责管理计算机的硬件资源和提供各种系统服务。

操作系统算法是操作系统实现各种功能和服务的基础,包括进程调度、内存管理、文件系统等方面。

下面将介绍操作系统中的十大算法,以及它们在操作系统中的具体内容:1.进程调度算法进程调度算法决定了操作系统如何选择就绪队列中的进程分配处理机资源。

常见的进程调度算法包括先来先服务调度算法(FCFS)、最短作业优先调度算法(SJF)、轮转调度算法(RR)等。

这些算法基于进程的优先级、执行时间、资源需求等考虑,来决定选择哪个进程获得处理机资源。

2.内存管理算法内存管理算法决定了如何有效地分配和回收内存资源。

常见的内存管理算法包括固定分区算法、动态分区算法和虚拟内存管理算法等。

这些算法根据进程的内存需求和空闲内存空间的情况,来决定如何分配和回收内存资源。

3.页面置换算法页面置换算法是一种在虚拟内存管理中使用的算法,用于将进程的页面从磁盘中换入内存,并选择合适的页面进行置换。

常见的页面置换算法有最佳置换算法(OPT)、先进先出置换算法(FIFO)、最近最少使用置换算法(LRU)等。

这些算法根据页面的访问情况和页面的驻留时间来决定选择哪个页面进行置换。

4.文件管理算法文件管理算法决定了如何组织和管理文件系统中的文件。

常见的文件管理算法有顺序文件组织算法、索引文件组织算法、哈希文件组织算法等。

这些算法根据文件的访问特点和性能需求,来决定如何组织和管理文件数据。

5.磁盘调度算法磁盘调度算法决定了操作系统如何调度磁盘上的IO请求,以提高磁盘的访问效率。

常见的磁盘调度算法有先来先服务调度算法(FCFS)、最短寻半径优先调度算法(SSTF)、扫描调度算法(SCAN)等。

这些算法根据磁盘的寻道距离和IO请求的到达时间等因素,来决定选择哪个IO请求进行调度。

6.死锁检测和解决算法死锁是指多个进程因为互相等待而无法继续执行的情况。

操作系统-页面置换算法

操作系统-页面置换算法

操作系统-页面置换算法操作系统页面置换算法在操作系统中,页面置换算法是一项至关重要的技术,它主要用于管理内存中的页面,当内存空间不足时,决定哪些页面应该被替换出去,为新的页面腾出空间。

这一过程对于系统的性能和效率有着直接的影响。

想象一下,内存就像是一个有限大小的书架,而页面就像是一本本书。

当书架已经满了,但我们还想放入新的书时,就必须要把一些书拿出来,为新书腾出位置。

页面置换算法就是决定拿哪本书出来的规则。

常见的页面置换算法有多种,下面我们来详细了解一下。

首先是先进先出(FIFO)算法。

它的原理就像排队一样,先进入内存的页面先被替换出去。

这种算法实现起来比较简单,但可能会出现一种叫做“Belady 异常”的现象,即增加分配给进程的物理块数量时,反而可能会导致缺页率增加。

这是因为可能先进入的页面是经常被使用的,而后面进来的是不常使用的,这样就容易造成错误的替换。

接下来是最近最久未使用(LRU)算法。

它的思路是把最近一段时间内最久没有被使用的页面替换出去。

这种算法的性能通常比较好,因为它更能反映页面的实际使用情况。

但它的实现相对复杂,需要额外的硬件支持或者通过软件来模拟实现。

然后是最近未使用(NRU)算法。

这个算法会把页面分为四类:未被访问且未被修改、未被访问但已被修改、已被访问但未被修改、已被访问且已被修改。

然后根据这些分类来选择替换的页面。

它的优点是实现相对简单,但可能不如 LRU 算法那么精确。

还有一种叫做时钟(Clock)算法,也称为第二次机会算法。

它把所有的页面组成一个环形链表,通过一个指针来遍历。

当需要替换页面时,如果页面的访问位是 0 ,则直接替换;如果是 1 ,则将其访问位置为 0 ,然后指针继续移动,直到找到访问位为 0 的页面。

除了以上这些,还有最优(OPT)算法。

这是一种理想的算法,它会选择未来最长时间内不会被使用的页面进行替换。

但由于它需要预先知道未来的页面访问情况,所以在实际中是无法实现的,通常只是用来作为评估其他算法性能的标准。

计算机操作系统算法题(最全)

计算机操作系统算法题(最全)

计算机操作系统算法题(最全)计算机操作系统算法题(最全)一、引言在计算机科学和操作系统领域,算法是一项重要的研究内容。

本文将介绍一些计算机操作系统中常见的算法题,从最基础的调度算法到更高级的分布式算法。

二、调度算法1. 先来先服务调度算法(FCFS)先来先服务调度算法是一种简单而常见的调度算法。

它根据作业到达的顺序进行调度,先到先服务。

该算法不具有抢占性,即一旦作业开始执行,就会一直执行直到完成。

2. 最短作业优先调度算法(SJF)最短作业优先调度算法通过预测作业执行时间,选择估计执行时间最短的作业进行调度。

这种算法能够最大限度地减少平均等待时间和响应时间。

3. 时间片轮转调度算法(RR)时间片轮转调度算法将CPU时间划分为固定长度的时间片,每个进程在一个时间片内执行,超过时间片的进程会被暂停,为其他进程让出CPU。

4. 优先级调度算法优先级调度算法根据作业的优先级进行调度。

每个进程被分配一个优先级,优先级高的进程优先获得CPU。

5. 多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法将进程划分为多个队列,每个队列拥有不同的优先级。

进程首先进入最高优先级的队列,如果执行时间超过了一个时间片,则进入下一优先级队列,以此类推。

这种算法能够兼顾长作业和短作业的调度。

三、内存分配算法1. 静态分区分配算法静态分区分配算法将内存分为固定大小的若干区域,每个进程根据大小分配到相应的区域。

这种算法简单直观,但会造成内存碎片。

2. 动态分区分配算法动态分区分配算法根据进程大小动态分配内存空间,在进程调度时查找合适的内存分区进行分配。

常见的动态分区分配算法有首次适应算法、循环首次适应算法和最佳适应算法。

3. 页面置换算法页面置换算法用于解决虚拟内存系统中的页面置换问题。

常见的页面置换算法有FIFO算法、LRU算法和LFU算法。

四、磁盘调度算法1. 先来先服务磁盘调度算法先来先服务磁盘调度算法按照请求的顺序进行磁盘访问,存在时间片浪费的问题。

操作系统课设报告页面置换算法

操作系统课设报告页面置换算法

武汉轻工大学数学与计算机学院《操作系统》课程设计说明书题目:页式虚拟存储管理页面置换算法专业:班级:学号:姓名:指导老师:2015年5月26日目录一、设计目的二、设计内容三、基本原理和解决方案四、实验内容五、流程图六、源代码七、运行结果八、实验总结(心得体会)一、设计目的通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟程序,了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换算法。

二、设计内容阅读教材《计算机操作系统》第四章,掌握存储器管理相关概念和原理。

模拟实现页式虚拟存储管理的三种页面置换算法(OPT、FIFO和LRU),并通过比较性能得出结论。

前提:(1)页面分配采用固定分配局部置换。

(2)作业的页面走向和分得的物理块数预先指定。

可以从键盘输入也可以从文件读入。

(3)置换算法的置换过程输出可以在显示器上也可以存放在文件中,但必须清晰可读,便于检验。

三、基本原理和解决方案存储管理是操作系统进行资源管理的一个重要功能。

现代操作系统广泛采用虚拟存储的技术对内存进行扩充。

实现虚拟存储的一个主要技术手段就是将辅存和主存统一管理,在二者之间进行对换,从而形成物理上两级而逻辑上一级的存储管理系统。

一个置换算法的好坏对这个逻辑上的单级虚存的性能起着极其重要的作用,而且会影响处理机的调度性能。

对于本任务规定的前提:页面分配采用固定分配局部置换,则置换发生的时机是作业已经将操作系统分配的固定数目的物理块全部用完且发生缺页的时候。

此时必须要将已经装入内存的部分逻辑页面换出以便将所缺的页面调入内存。

置换算法就是一个决定将内存中“哪一个”页面换出的算法。

四、实验内容1.通过随机数产生一个指令序列,共320条指令,指令的地址按下述原则生产:50%的指令是顺序执行的;25%的指令是均匀分布在前地址部分;25%的指令是均匀分布在后地址部分。

2.将指令序列变换成为页地址流设页面大小为1K;用户内存容量为4页到32页;用户虚存容量为32K。

操作系统页面调度算法

操作系统页面调度算法
int Bfor_ArryFull(struct ye b[N],struct ye a[M],int c[N])
{
int i;
printf("请输入作业序号(9个页面并用空格隔开):\n");
for(i=0;i<N;i++) scanf("%d",&b[i].Ye_Hao);
printf("发生缺页的面号分别为:\n");
int j,ii=0;
for(j=1;j<N;j++)
{int f=0;
for( k=0;k<=ii;k++)
{
if(b[j]==a[k]) {f=1;break;}中断
{
printf("%d ",b[j]);//打印缺页的页号
count++;
a[0].Ye_Hao=b[0].Ye_Hao;
a[0].falg=0;
b[0].falg=0;
printf("%d ",b[0].Ye_Hao);
int ii=0;
int k,j;
count++;
for(j=1;j<N;j++)
{int flag=0;
for( k=0;k<=ii;k++)
{
if(b[j].Ye_Hao==a[k].Ye_Hao) {flag=1;break;}//包含在中间找到,在末尾找到
五、实验操作过程及实验结果记录
1、FIFO页面置换算法:
此算法的思想是按照作业到来的顺序进行处理,以下是源代码,代码已经调试,可上机运行。

操作系统页面置换算法和磁盘调度算法

操作系统页面置换算法和磁盘调度算法

物理与电子信息工程学院《操作系统》课程设计报告题目:1、页面淘汰算法2、磁盘调度算法班级:10计本完成日期:2012-9-14指导教师:曾令华目录一、页面淘汰算法(一) (1)1.1 实验目的 (3)1.2 概念原理 (3)1.3 总体设计 (4)1.4 详细设计 (6)1.5 心得总结 (18)二、磁盘调度算法(二) (19)2.1 实验目的 (19)2.2 概念原理 (19)2.3 总体设计 (20)2.4 详细设计 (21)2.5 心得总结 (32)一、页面淘汰算法(一)1.1实验目的加深对操作系统原理的进一步认识,加强实践动手能力和程序开发能力的培养,提高分析问题解决问题的能力,培养合作精神,以巩固和加深页面置换的概念。

这次课程设计,就是通过模拟页面置换来加深对操作系统中页面置换概念的理解通过对页面置换算法的设计,深入理解页面淘汰算法的优劣性。

1.2概念原理(1)先进先出页面置换算法(FIFO)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)它是由Belady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。

操作系统中的虚拟内存管理与页面置换算法

操作系统中的虚拟内存管理与页面置换算法

操作系统中的虚拟内存管理与页面置换算法虚拟内存管理和页面置换算法是操作系统中重要的概念和技术。

在计算机系统中,虚拟内存可以为程序提供比实际内存空间更大的地址空间,从而使得程序能够运行更大的数据量,而页面置换算法则是在需要将内存中的页面换出至磁盘时选择哪些页面进行置换的策略。

本文将分别从虚拟内存管理和页面置换算法两个方面进行详细的介绍。

虚拟内存管理虚拟内存是一种使用硬盘空间模拟扩展内存的技术。

它允许系统将一个程序的一部分或全部数据和程序代码加载到物理内存中,而不是将所有程序都加载到内存中。

这样可以使得系统能够运行更多的程序,节省物理内存空间。

虚拟内存管理的主要功能包括地址映射、页面调度、页面置换等,其中最重要的是地址映射。

地址映射是虚拟内存管理的主要功能之一。

虚拟内存管理使用了分页和分段技术。

分页是将物理内存和虚拟内存划分成固定大小的页,在页面地址映射过程中,每个页面都有对应的页面表,记录了虚拟页面和物理页面之间的对应关系。

分段是将程序划分成不同的段,每个段的大小不固定,段表记录了虚拟段和物理段之间的对应关系。

地址映射的过程就是将程序的虚拟地址转换成对应的物理地址的过程,这个过程需要通过页面表和段表来实现。

除了地址映射,虚拟内存管理中的页面调度也是非常重要的。

页面调度是将需要的页面加载到内存中的过程。

当程序需要访问一个虚拟地址对应的数据时,系统会通过页面表来找到对应的物理页面,并将这个页面加载到内存中。

如果这个页面已经存在于内存中,则直接访问对应的物理页面。

如果页面不在内存中,就会触发缺页中断,系统会根据页面置换算法来选择哪些页面进行置换。

页面置换算法页面置换算法是虚拟内存管理中的一个关键技术。

它是在内存中的页面不够用时,选择哪些页面进行置换的策略。

页面置换算法的目标是尽量减少页面置换的开销,使得系统能够更有效地利用有限的内存资源。

常见的页面置换算法包括FIFO算法、最近最久未使用算法(LRU算法)、时钟算法、最不常用算法(LFU算法)、最佳算法(OPT算法)等。

操作系统磁盘调度算法例题讲解

操作系统磁盘调度算法例题讲解

操作系统磁盘调度算法例题讲解磁盘调度算法是操作系统中一个重要的组成部分,其主要任务是根据不同的策略来优化磁盘访问的效率,提高系统的性能。

在现代计算机系统中,磁盘调度算法扮演着至关重要的角色,不仅直接影响到系统的响应速度和吞吐量,同时也对系统的稳定性和可靠性产生着重要影响。

因此,研究和了解磁盘调度算法的原理和实现是非常有必要的。

磁盘调度算法通常可以分为多种类型,每种类型都有自己的特点和适用场景。

在实际应用中,合理选择和使用适合当前系统需求的磁盘调度算法可以有效提升系统的性能和稳定性。

本文将针对几种常见的磁盘调度算法进行详细讲解,包括先进先出(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描(SCAN)、循环扫描(C-SCAN)、最短服务时间优先(SSTF)等,并结合实例对其进行深入分析。

先进先出(FCFS)是最简单的磁盘调度算法之一,它按照磁盘请求的顺序进行调度,即先到达的请求先服务。

这种算法的优点是实现简单,适用于小负载情况下。

然而,FCFS算法存在一个明显的缺点,即平均响应时间较长,因为它无法考虑磁头移动的距离而导致延迟较大。

在某些情况下,FCFS算法可能导致磁头频繁在磁道之间移动,降低了系统的效率。

最短寻道时间优先(SSTF)是一种更为优化的磁盘调度算法,它总是选择离当前磁头位置最近的请求进行处理。

SSTF算法可以有效减少磁头的移动距离,从而降低了平均寻道时间和响应时间,提高了系统的性能。

然而,SSTF算法可能导致一些请求长时间等待,造成部分磁道请求的饥饿现象。

因此,在实际应用中,需要权衡考虑不同算法之间的优劣,选择最适合当前系统需求的算法。

扫描(SCAN)算法是一种经典的磁盘调度算法,它模拟磁头在盘面上的扫描运动,按一个方向移动磁头直到碰到磁盘的边界,然后反向继续扫描。

SCAN算法可以有效减少寻道时间,提高磁盘的利用率。

然而,SCAN算法存在一个缺点,即可能导致中间磁道请求长时间等待的问题。

操作系统页面置换算法

操作系统页面置换算法
操作系统课程设计 页面置换算法
设计内容
在进程运行过程中,若其所要访问的页面不 在内存所需把他们调入内存,但内存已无空 闲时,为了保证进程能够正常运行,系统必 须从内存中调入一页程序或数据。但应将那 个页面调出,须根据一定的算法来确定。通 常,把选择换出页面的算法称为页面置换算 法。置换算法的好坏,将直接影响到系统的 性能。
OPT算法 算法
最近最久未使用算法LRU
这种算法的基本思想是,如果某一页被访问 了,那么它很可能马上又被访问;反之,如 果某一页很长时间没有被访问,那么最近也 不太可能会被访问。这种算法考虑了程序设 计的局部性原理。其实质是,当需要置换一 页时,选择在最近一段时间最久未使用的页 面予以淘汰。
LRU算法 算法
系统界面以及图标
系统运行流程图
NRU 页面 置换
LFU 页面 置换
最佳置换算法OPT
它是一种理想化的算法,性能最在最长时间内不再 被访问的页面置换出去。但是要确定哪一个 被访问的页面置换出去 页面是未来最长时间内不再被访问的,目前 来说是很难估计的,所以该算法通常用来评 价其它算法。不过作为模拟实验,我们已经 可以做到实现OPT算法。
最少使用置换算法LFU
该置换算法选择在最近使其使用最少的页面 作为淘汰页,为每一个页面新增一个关联的 变量,用于统计该页面被访问的次数,在置 换页面时,选择被访问次数最少的那个置换 出去。
LFU算法 算法
最近未用算法NRU
为每页设置一位访问位,当某页被访问时, 其访问位置1。置换算法在替换页面时,只 需要检查它的访问位,如果是0,就将该页 换出,如果是1,则重新将它置为0,从而给 该页第二次驻留内存的机会,再依次检查下 一个页面。如果最后一个页面任然没有被换 出,则到第一个页面去重新检查。

操作系统文件系统与磁盘调度算法

操作系统文件系统与磁盘调度算法

操作系统文件系统与磁盘调度算法操作系统是计算机系统中的核心组件,它管理着计算机的软硬件资源,并提供了与用户进行交互的界面。

操作系统的文件系统和磁盘调度算法是其中非常重要的两个组成部分。

本文将对操作系统文件系统和磁盘调度算法进行详细探讨。

一、操作系统文件系统文件系统是操作系统用来管理和控制文件的一种机制。

它通过将文件组织成为一个层次结构的目录树,使得用户能够方便地存取和管理文件。

在文件系统中,文件被组织成为目录,目录又可以嵌套形成更复杂的目录结构。

文件系统还提供了创建、删除、修改、读取等操作文件的接口,以及权限管理、保护和共享等功能。

操作系统文件系统的设计需要考虑到以下几个重要的因素:1. 效率:文件系统需要提供高效的文件访问接口,使得用户能够迅速地定位到所需要的文件,以及快速地进行文件的读写操作。

2. 完整性:文件系统需要确保文件的完整性,即在文件的读写过程中不会出现丢失、损坏或者冲突的情况。

3. 安全性:文件系统需要提供安全的权限管理机制,以确保只有经过授权的用户能够对文件进行操作,并且提供数据加密和身份验证等功能。

二、磁盘调度算法磁盘调度算法是用来管理磁盘上的磁道的一种方法。

磁盘上的数据被组织成为一个个磁道,磁头可以在不同的磁道之间进行移动,以读取和写入数据。

磁盘调度算法的目标是使得磁头的移动距离最小化,以提高磁盘访问的效率。

常见的磁盘调度算法包括以下几种:1. 先来先服务(FCFS):按照磁盘请求的顺序进行调度。

这种算法简单直观,但是可能会导致磁头在不同磁道之间频繁移动,从而影响了磁盘的访问效率。

2. 最短寻道时间优先(SSTF):选择离当前磁道最近的磁道进行调度。

这种算法能够最小化磁头的移动距离,提高磁盘的访问效率,但是可能导致某些请求长时间等待。

3. 扫描算法(SCAN):磁头按照一个方向上的顺序进行移动,直到到达磁道的边界,然后改变方向进行下一次扫描。

这种算法能够保证所有请求都会被满足,但是可能会导致某些请求等待时间较长。

操作系统涉及的几个算法及计算

操作系统涉及的几个算法及计算

可变分区分配算法:1.首次适配first fit----->将空白区按其存储空间中地址递增的顺序排列在一起,每次分配时从始端开始查找空白区,选择首次满足的区域。

2.下次适配next fit----->把空白区构成一个循环链,每次查找时,总是从上次查找结束的地方开始,选择满足的区域分配。

3.最佳适应best fit----->总是寻找能够容纳作业的最小存储区域。

4.最坏适应worst fit----->总是寻找能够容纳作业的最大的空白区。

页面置换算法:1.Opt最优替换----->换掉未来最久不被使用的页。

所有页置换算法中页错误率最低的,但需要预判未来的页面情况,因此无法被实现。

2.Fifo先进先出----->淘汰FIFO队列头部的页面。

3.Secend chance二次机会----->每个页面增加一个访问标志位,用于标识此数据放入缓存队列后是否被再次访问过。

如果当前这个页面是最旧的且之前未被访问过,则替换,如果访问过,则将标志未清零。

4.Clock----->产生缺页错误时,当前指针指向C,如果C被访问过,则清除C的访问标志,并将指针指向D;如果C没有被访问过,则替换页面,并置访问标志,并将指针指向下一页。

5.LRU最近最少使用----->设置一个特殊的栈,保存当前使用的各个页面的页面号。

性能接近最优算法,但硬件开销太大。

Belady现象:在使用类FIFO基础算法作为缺页置换算法时,分配的页面增多,但缺页率反而提高,这样的异常现象称为Belady Anomaly。

虽然这种现象说明的场景是缺页置换,但在运用FIFO算法作为缓存算法时,同样也是会遇到,增加缓存容量,但缓存命中率也会下降的情况。

页目录页表项的计算PV操作实例生产者-消费者信号量设置:semaphore mutex=1;//互斥semaphore empty=N;//空闲数量semaphore full=0;//产品数量生产者P(empty);P(mutex);one>>bufferV(mutex)V(full)消费者P(full);P(mutex);one<<bufferV(mutex)V(empty)调度计算1.先来先服务(FCFS)较有利于长作业,而不利于短作业。

计算机操作系统的调度算法

计算机操作系统的调度算法

计算机操作系统的调度算法随着计算机技术的飞速发展,操作系统扮演着越来越重要的角色。

操作系统是计算机软件的一部分,负责管理计算机的各种资源,其中之一就是进程的调度算法。

调度算法是操作系统中负责决定进程执行顺序的重要组成部分。

它可以根据某些策略和规则,合理分配计算机的处理器资源,提高系统的性能和效率。

下面将为大家介绍一些常见的计算机操作系统调度算法。

1. 先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务是最简单、最直观的调度算法之一。

按照进程到达的顺序依次分配处理器资源,无论进程的优先级和需要执行的时间。

这种算法的优点是简单易实现,但是无法适应不同种类进程的需求,容易导致长作业的执行时间过长而影响其他进程的运行。

2. 短作业优先(SJF)调度算法短作业优先调度算法是根据进程的服务时间来进行排序,并按照时间最短的顺序分配处理器资源。

短作业优先算法可以减少平均等待时间,但会导致长作业饥饿,即长时间等待的作业无法得到执行。

3. 优先级调度算法优先级调度算法根据进程的优先级来分配处理器资源。

每个进程都有一个优先级,优先级高的进程先得到执行。

这种算法可以根据不同作业的需求进行灵活调度,但是可能导致优先级过高的进程占用过多的资源,影响其他进程的执行。

4. 时间片轮转调度算法时间片轮转是一种常见的多任务调度算法。

它将处理器的时间分成若干个时间片,每个进程在一个时间片内得到执行,然后切换到下一个进程。

时间片轮转算法可以保证公平性,每个进程都有机会得到执行,但是对于长时间的作业,可能会导致上下文切换的频繁,降低系统的效率。

5. 多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法将进程按照优先级划分到不同的队列中,每个队列有不同的时间片大小。

进程按照优先级先执行高优先级队列中的作业,而低优先级的进程则进入下一个队列等待执行。

这种算法结合了优先级调度和时间片轮转调度的特点,可以有效平衡系统的性能和公平性。

6. 最短剩余时间(SRT)调度算法最短剩余时间调度算法是短作业优先调度算法的一种改进。

计算机系统中的操作系统调度算法分析

计算机系统中的操作系统调度算法分析

计算机系统中的操作系统调度算法分析操作系统是指负责管理计算机硬件和软件资源,提供服务和接口给用户和应用程序的一个软件系统。

在操作系统中,调度算法对于资源的分配和使用起到了至关重要的作用。

本文将就计算机系统中的操作系统调度算法进行分析。

一、调度算法分类操作系统调度算法可分为以下几种:1.先来先服务算法(FCFS)FCFS算法是指按照任务的到达时间顺序进行调度,任务先到达的先被处理。

该算法实现简单,但当优先级相同的任务比较多时容易出现饥饿现象。

2.最短作业优先算法(SJF)SJF算法是指在就绪队列中选择执行时间最短的任务进行处理。

该算法会导致短作业得到优先处理,但是如果长作业一直没有执行完成,就可能出现饥饿现象。

3.优先级调度算法(PS)PS算法是根据不同的任务设定不同的优先级,优先级高的任务具有更高的调度优先级。

该算法会导致优先级高的任务得到优先处理,但当优先级低的任务过多时会出现饥饿现象。

4.时间片轮转算法(RR)RR算法是指将CPU的使用时间按照时间片分配给正在就绪队列中等待的任务,每个任务得到固定的时间。

当时间片用完时,当前任务会被挂起,让主调度程序去调度下一个任务。

该算法可以避免饥饿现象,但是需要设置合适的时间片大小。

二、调度算法应用分析不同的调度算法在不同的场合下具有不同的优缺点,应该根据具体情况选择合适的算法。

1.对于长作业环境,应选择SJF算法。

SJF算法适用于长作业环境下,具有较好的平均等待时间和平均周转时间。

2.对于突发性任务环境,应选择RR算法。

RR算法适用于突发性任务,在较短的时间内完成任务,降低响应时间。

3.对于多级队列环境,应选择多级反馈队列算法。

多级反馈队列算法可以根据不同的任务类型、优先级和资源需求将就绪队列分成多个队列,并设置不同的时间片,有效避免饥饿现象。

三、调度算法改进分析在实际应用中,操作系统调度算法面临着一系列的问题,需要进行不断地改进和优化。

以下是几种调度算法的改进措施:1.最短剩余时间优先算法(SRT)SRT算法是SJF算法的改进,它考虑到了长作业对短作业的影响,对于已经进入执行状态的任务进行优先调度。

操作系统中的虚拟内存与页面置换算法

操作系统中的虚拟内存与页面置换算法

操作系统中的虚拟内存与页面置换算法操作系统是计算机系统中最核心的组成部分之一,负责管理和协调计算机系统的各种资源。

虚拟内存和页面置换算法是操作系统中的重要概念和技术,用于提高系统的性能和资源利用率。

本文将详细介绍操作系统中的虚拟内存和页面置换算法的原理及其应用。

一、虚拟内存的概念和原理虚拟内存是一种操作系统技术,它可以扩展计算机的实际物理内存大小,使得应用程序能够访问比实际物理内存更大的虚拟地址空间。

虚拟内存的实现原理是将进程的虚拟地址空间映射到物理内存或磁盘上,实现了从逻辑地址到物理地址的转换。

虚拟内存的主要功能包括内存保护、内存共享和内存扩充。

通过内存保护,操作系统可以为每个进程分配独立的虚拟地址空间,防止不同进程之间的内存相互干扰;通过内存共享,操作系统可以将相同的虚拟页面映射到不同的进程,实现进程间的数据共享;通过内存扩充,操作系统可以将虚拟内存中的部分内容映射到磁盘上,从而将物理内存中的数据暂时存储在磁盘上,释放出更多的物理内存供其他进程使用。

二、页面置换算法的概念和分类页面置换算法是虚拟内存管理中的核心算法,用于根据内存访问的特点和目标来选择被置换出去的页面,以便为新的页面腾出空间。

常用的页面置换算法有FIFO(First In First Out)、LRU(Least Recently Used)、LFU(Least Frequently Used)和OPT(Optimal)等。

FIFO算法是最简单的页面置换算法,它按照页面进入内存的顺序选择被置换出去的页面。

尽管FIFO算法实现简单,但是由于没有考虑到页面的使用频率和重要性,可能会导致被频繁访问的页面被置换出去,降低系统的性能。

LRU算法是最常用的页面置换算法之一,它根据页面最近的访问时间来选择被置换出去的页面。

LRU算法认为,最长时间没有被访问的页面很可能在未来也不会被访问,因此选择该页面来置换可以最大程度上减少页面置换的次数,提高系统的性能。

操作系统中的虚拟内存管理与页面置换算法分析

操作系统中的虚拟内存管理与页面置换算法分析

操作系统中的虚拟内存管理与页面置换算法分析虚拟内存是一种操作系统的内存管理技术,它能够使得每个程序能够访问比其实际内存大小更大的地址空间,从而提高系统的利用率和性能。

虚拟内存管理的核心任务之一是页面置换算法,它决定了在物理内存不足时,操作系统如何选择将哪些页调入内存、哪些页调出内存。

虚拟内存管理的基本概念是通过将主存划分为大小固定的页,而将程序划分为大小相同的块,即页面。

当程序运行需要访问某个页时,如果该页已经在主存中,则直接访问该页即可。

如果该页不在主存中,则需要通过页面置换算法将其调入主存,同时选择一个页将其置换出去。

页面置换算法的性能直接影响了系统的整体性能和响应速度,因此选择一个合适的页面置换算法至关重要。

常用的页面置换算法有先进先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)、最不经常使用(LFU)等。

FIFO算法是最简单的页面置换算法之一。

它根据页面在主存中进入的先后顺序来进行页面的置换。

即当需要置换页面时,选择在主存中驻留时间最长的页面进行置换。

然而,FIFO算法存在着“先进入的页面先出去”的缺点,这使得系统可能会频繁地置换掉正在频繁使用的页面,从而导致较高的页错误率,降低系统性能。

相比之下,LRU算法是一种更为常用和高效的页面置换算法。

它根据页面的访问历史来进行页面的置换,即当需要置换页面时,选择在最近一段时间内最久未被使用的页面进行置换。

LRU算法能够充分利用局部性原理,即程序往往在短时间内频繁访问一部分页面,因此将最近最久未使用的页面置换出去,可以降低页错误率,提高系统性能。

LFU算法则根据页面的使用频率来进行页面的置换。

LFU算法记录每个页面被访问的次数,当需要置换页面时,选择使用频率最低的页面进行置换。

LFU算法适用于对于频繁使用的页面进行保护,避免被频繁置换出去,但对于使用频率低的页面,可能会长时间占用主存资源。

除了上述常见的页面置换算法外,还有许多其他的页面置换算法,如Clock算法、二次机会算法等。

操作系统调度算法是什么

操作系统调度算法是什么

操作系统调度算法是什么学习操作系统的朋友们肯定遇到过调度算法,目的是控制资源使用者的数量,选取资源使用者许可占用资源或占用资源,那么有哪些重要调度算法呢。

下面由店铺为大家整理了操作系统调度算法的相关知识,希望对大家有帮助!操作系统有哪些主要调度算法操作系统调度算法一、磁盘调度1.先来先服务(FCFS):是按请求访问者的先后次序启动磁盘驱动器,而不考虑它们要访问的物理位置2.最短寻道时间优先(SSTF):让离当前磁道最近的请求访问者启动磁盘驱动器,即是让查找时间最短的那个作业先执行,而不考虑请求访问者到来的先后次序,这样就克服了先来先服务调度算法中磁臂移动过大的问题3.扫描算法(SCAN)或电梯调度算法:总是从磁臂当前位置开始,沿磁臂的移动方向去选择离当前磁臂最近的那个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向无请求访问时,就改变磁臂的移动方向。

在这种调度方法下磁臂的移动类似于电梯的调度,所以它也称为电梯调度算法。

4.循环扫描算法(CSCAN):循环扫描调度算法是在扫描算法的基础上改进的。

磁臂改为单项移动,由外向里。

当前位置开始沿磁臂的移动方向去选择离当前磁臂最近的哪个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向无请求访问时,再回到最外,访问柱面号最小的作业请求。

操作系统调度算法二、进程调度算法1.先进先出算法(FIFO):按照进程进入就绪队列的先后次序来选择。

即每当进入进程调度,总是把就绪队列的队首进程投入运行。

2. 时间片轮转算法(RR):分时系统的一种调度算法。

轮转的基本思想是,将CPU的处理时间划分成一个个的时间片,就绪队列中的进程轮流运行一个时间片。

当时间片结束时,就强迫进程让出CPU,该进程进入就绪队列,等待下一次调度,同时,进程调度又去选择就绪队列中的一个进程,分配给它一个时间片,以投入运行。

3. 最高优先级算法(HPF):进程调度每次将处理机分配给具有最高优先级的就绪进程。

最高优先级算法可与不同的CPU方式结合形成可抢占式最高优先级算法和不可抢占式最高优先级算法。

操作系统中常见算法汇总

操作系统中常见算法汇总

操作系统中常见算法汇总1.调度算法调度算法是操作系统中最关键的算法之一,用于决定哪个进程在何时执行。

常见的调度算法有先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、时间片轮转、优先级调度等。

2.分配算法分配算法用于资源的分配和管理,主要涉及内存管理和磁盘调度。

其中,内存管理算法包括最先适应、最佳适应和最坏适应等。

磁盘调度算法包括先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。

3.页面置换算法在虚拟内存管理中,页面置换算法用于决定将哪些页面调出内存,以便为新页面腾出空间。

常见的页面置换算法有最佳置换、先进先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)等。

4.死锁避免算法死锁是多进程并发执行时可能出现的一种资源竞争问题。

死锁避免算法用于通过动态检测和预防死锁的发生。

常见的死锁避免算法有银行家算法和资源分配图算法等。

5.文件系统算法文件系统算法用于文件的组织和管理,包括文件分配和空闲空间管理等。

常见的文件系统算法有FAT、NTFS、EXT系列等。

6.磁盘调度算法磁盘调度算法用于优化磁盘存储的读写操作,以提高磁盘的性能和效率。

常见的磁盘调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。

7.内存分配算法内存分配算法用于管理物理内存的分配和回收,以满足进程对内存的需求。

常见的内存分配算法有固定分区分配、动态分区分配、伙伴系统等。

8.页面替换算法页面替换算法用于在虚拟内存管理中选择牺牲的页面,一般是根据一定的策略选择最适合替换的页面。

常见的页面替换算法有最佳置换、先进先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)等。

9.缓存替换算法缓存替换算法用于管理缓存空间中的数据,当缓存空间不够用时,需要根据一定策略选择最适合替换的数据。

常见的缓存替换算法有最近最少使用(LFU)、最不经常使用(LRU)等。

10.数据结构和算法以上是操作系统中常见的算法汇总,这些算法在操作系统的不同部分扮演着重要的角色,对于操作系统的性能和效率有着重要影响。

操作系统页面置换算法(opt,lru,fifo,clock)实现

操作系统页面置换算法(opt,lru,fifo,clock)实现

操作系统页⾯置换算法(opt,lru,fifo,clock )实现选择调出页⾯的算法就称为页⾯置换算法。

好的页⾯置换算法应有较低的页⾯更换频率,也就是说,应将以后不会再访问或者以后较长时间内不会再访问的页⾯先调出。

常见的置换算法有以下四种(以下来⾃操作系统课本)。

1. 最佳置换算法(OPT)最佳(Optimal, OPT)置换算法所选择的被淘汰页⾯将是以后永不使⽤的,或者是在最长时间内不再被访问的页⾯,这样可以保证获得最低的缺页率。

但由于⼈们⽬前⽆法预知进程在内存下的若千页⾯中哪个是未来最长时间内不再被访问的,因⽽该算法⽆法实现。

最佳置换算法可以⽤来评价其他算法。

假定系统为某进程分配了三个物理块,并考虑有以下页⾯号引⽤串: 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, 1三个页⾯依次装⼊内存。

进程要访问页⾯2时,产⽣缺页中断,根据最佳置换算法,选择第18次访问才需调⼊的页⾯7予以淘汰。

然后,访问页⾯0时,因为已在内存中所以不必产⽣缺页中断。

访问页⾯3时⼜会根据最佳置换算法将页⾯1淘汰……依此类推,如图3-26所⽰。

从图中可以看出⾤⽤最佳置换算法时的情况。

可以看到,发⽣缺页中断的次数为9,页⾯置换的次数为6。

图3-26 利⽤最佳置换算法时的置换图2. 先进先出(FIFO)页⾯置换算法优先淘汰最早进⼊内存的页⾯,亦即在内存中驻留时间最久的页⾯。

该算法实现简单,只需把调⼊内存的页⾯根据先后次序链接成队列,设置⼀个指针总指向最早的页⾯。

但该算法与进程实际运⾏时的规律不适应,因为在进程中,有的页⾯经常被访问。

图3-27 利⽤FIFO 置换算法时的置换图这⾥仍⽤上⾯的实例,⾤⽤FIFO 算法进⾏页⾯置换。

进程访问页⾯2时,把最早进⼊内存的页⾯7换出。

然后访问页⾯3时,再把2, 0, 1中最先进⼊内存的页换出。

操作系统磁盘调度算法

操作系统磁盘调度算法

操作系统磁盘调度算法磁盘调度算法的作用在计算机系统中,磁盘是一个重要的存储设备,而磁盘调度算法则是管理磁盘读写请求的关键操作之一。

磁盘调度算法可以使磁盘的读写时间最小,提高磁盘的利用率,保证磁盘的可靠性。

常见的磁盘调度算法先来先服务(FCFS)先来先服务是一种简单、易于实现的磁盘调度算法。

它将磁盘请求队列中的请求按照队列顺序进行服务,即磁盘读写请求按照先来先服务的原则被服务。

例如,如果请求队列为1,2,3,4,5,则磁头先会寻找1,完成后再寻找2,以此类推。

当然,这种算法会存在“饥饿”现象,即后面的请求需要等待前面的请求完成后才能获得服务。

最短寻道时间优先(SSTF)SSTF是一种比FCFS更优秀的算法,它选择离当前磁头位置最近的请求为下一个服务对象。

这种算法的好处在于,可以减少磁头的寻道时间。

例如,如果当前磁头在请求队列的3个请求2, 5和8的中间位置,则SSTF会选择请求2,这样会比选择5或8更快地完成磁盘读写。

扫描算法(SCAN)扫描算法,也称电梯算法,是一种沿着磁道的方向移动磁头的算法。

在扫描算法中,磁头在一个方向上移动,直到到达最边缘,然后开始沿着相反的方向移动,直到服务完整个队列。

例如,如果磁头的移动方向是向“外”(即向磁道号增大的方向),磁头将服务最小的请求,然后继续向下寻找。

当磁头到达队列的最大值后,再继续向“内”折回。

这种算法将会循环操作队列,直到完成服务。

循环扫描算法(C-SCAN)循环扫描算法是一种改进版的SCAN算法,它将SCAN算法改进成了一个环形的磁盘,在这个环形的磁盘上磁头运动方向是单向的。

与SCAN算法不同的是,当读写头到达一端时,它不会立即返回而是重新回到另一端继续扫描。

例如,一旦磁头到达队列的最大值,它会马上返回队列的最小值,这样可以更好地利用闲置时间服务队列。

磁盘调度算法的选择在实际应用中,选择适当的磁盘调度算法对于磁盘性能有着至关重要的影响。

FCFS算法简单但性能一般,SSTF算法寻找最近请求可提高系统性能,SCAN和C-SCAN算法可以处理高负载的读写请求。

408磁盘调度算法

408磁盘调度算法

408磁盘调度算法磁盘调度算法是操作系统中用于优化磁盘访问速度的一种重要技术。

磁盘是计算机系统中用于存储数据的关键组件,磁盘调度算法可以有效地减少磁盘访问时间,提高系统的性能。

在本文中,将介绍磁盘调度算法的背景、相关概念以及常见的磁盘调度算法,帮助读者更好地理解和应用这些算法。

一、背景在计算机系统中,磁盘存储设备通常被划分为多个逻辑区域,每个区域称为一个磁盘块或扇区。

磁盘调度算法的目的是根据请求队列中的磁盘访问请求,合理地安排磁头的移动顺序,使磁盘的读写操作更加高效。

在传统的设计中,磁盘是由一个或多个磁头组成的磁盘组成的,这些磁头可以在磁盘表盘的不同位置进行移动,以读取或写入数据。

磁盘调度算法主要是为了解决两个问题:一是磁头寻址时间太长,影响系统性能;二是磁盘的访问次序不当,导致磁盘资源的浪费。

因此,设计一个高效的磁盘调度算法对于系统性能的提升至关重要。

二、磁盘调度算法的相关概念1.磁盘访问请求:磁盘访问请求是指操作系统向磁盘发送的读写请求,请求包括要访问的扇区号或逻辑块号。

2.磁盘调度队列:磁盘调度算法的输入是一个磁盘请求队列,其中包含各个磁盘访问请求。

磁盘调度算法的任务就是根据请求队列中的磁盘访问请求,合理地安排磁头的移动顺序。

3.磁盘调度算法的性能指标:磁盘调度算法的性能通常用平均寻道时间、平均旋转等待时间和平均传输时间等指标来衡量。

这些指标反映了磁盘调度算法的效率和性能。

1.先来先服务算法(FCFS):先来先服务算法是最简单的磁盘调度算法,按照请求的到达顺序依次调度磁盘访问请求。

FCFS算法的优点是简单易实现,但其缺点是可能导致磁盘访问时间过长,造成磁盘资源的浪费。

2.最短寻道时间优先算法(SSTF):最短寻道时间优先算法是一种基于磁头移动距离的调度算法,每次选择最接近当前磁头位置的下一个访问请求进行处理。

SSTF算法的优点是可以减少平均寻道时间,但存在饥饿问题,即一些请求可能一直得不到处理。

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物理与电子信息工程学院《操作系统》课程设计报告题目:1、页面淘汰算法2、磁盘调度算法班级:10计本完成日期:2012-9-14指导教师:曾令华目录一、页面淘汰算法(一) (1)1.1 实验目的 (3)1.2 概念原理 (3)1.3 总体设计 (4)1.4 详细设计 (6)1.5 心得总结 (18)二、磁盘调度算法(二) (19)2.1 实验目的 (19)2.2 概念原理 (19)2.3 总体设计 (20)2.4 详细设计 (21)2.5 心得总结 (32)一、页面淘汰算法(一)1.1实验目的加深对操作系统原理的进一步认识,加强实践动手能力和程序开发能力的培养,提高分析问题解决问题的能力,培养合作精神,以巩固和加深页面置换的概念。

这次课程设计,就是通过模拟页面置换来加深对操作系统中页面置换概念的理解通过对页面置换算法的设计,深入理解页面淘汰算法的优劣性。

1.2概念原理(1)先进先出页面置换算法(FIFO)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)它是由Belady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。

1.3总体设计1、根据要求设计页面淘汰算法的流程运行程序进入主页面,选择输入模式,随机和手动输入两种模式(1)随机模式●输入物理块和页面号引用串长度的随机范围●按要求随机生成页面号引用串●进入页面置换算法选择模式●1为FIFO,2为LRU,3为OPT,4为退出●产生结果,分析数据正确型,完成后可以再次选择,进行不同的模式来计算●退出关闭程序(2)手动模式●手机输入物理块和页面号引用串长度的数值●按要求生成页面号引用串●进入页面置换算法选择模式●1为FIFO,2为LRU,3为OPT,4为退出●产生结果,分析数据正确型,完成可以再次选择,进行不同的模式来计算●退出关闭程序FIFO算法流程图:OPT算法流程图:1.4详细设计流程截图:初始化欢迎说明随机生成物理块跟页面号引用串个数,选择算法选择1.FIFO算法选择3.OPT算法手动输入选择算法源代码:#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include<iostream.h>#include <time.h>#define L 20//页面走向长度最大为20/*全局变量*/int mSIZE; /*物理块数*/int pSIZE; /*页面号引用串个数*/static int memery[10]={0}; /*物理块中的页号*/ static int page[100]={0}; /*页面号引用串*/ static int temp[100][10]={0}; /*辅助数组*//*置换算法函数*/void FIFO();void LRU();void OPT();void Hwi();/*辅助函数*/void print(unsigned int t);void zinstruction();void sinstruction();void mDelay(unsigned int Delay);/*主函数*/void main(){int eneration;int code;system("color 0D");cout<<"|*********************************************|"<<endl;cout<<"||欢迎:||"<<endl;cout<<"|| 页面置换算法||"<<endl;cout<<"|| 包含FIFO/OPT/LRU ||"<<endl;cout<<"|| by-王力&&王运||"<<endl;cout<<"|*********************************************|"<<endl;cout<<"|**********************************************|"<<endl;cout<<"||说明:||"<<endl;cout<<"|| 选择物理块与页面号引用串个数生成方式||"<<endl;cout<<"|| 生成物理块与页面号引用串个数||"<<endl;cout<<"|| 选择何种算法||"<<endl;cout<<"|| ||"<<endl; cout<<"|**********************************************|"<<endl;system("pause");system("cls");printf("请选择物理块与页面号引用串个数的生成方式\n");printf("(1—随机生成,2—手动输入):");do{ //判断输入是否正确scanf("%d",&eneration);if(eneration!=1&&eneration!=2){printf("请选择1或者2:");}}while(eneration!=1&&eneration!=2);switch(eneration){case 2:{system("cls");sinstruction();getchar();system("color 0B");printf("请输入物理块的个数(M<=10):");scanf("%d",&mSIZE);printf("请输入页面号引用串的个数(P<=100):");scanf("%d",&pSIZE);puts("请依次输入页面号引用串(连续输入,需用空格隔开):");for(int i=0;i<pSIZE;i++) //手动输入数组{scanf("%d",&page[i]);}printf("\n");system("pause");}break;case 1:{system("cls");zinstruction();getchar();int i,j,a,b,f,h;system("color 0B");srand(time(NULL));printf("请输入物理块的随机参数的范围个数,两个数之间请用空格隔开(前者大于后者):");do{scanf("%d %d",&a,&b);if(b>10)printf("实际物理块必须小于10(即后者不得大于10),请重新输入:");if(a>=b)printf("输入的后者不得大于或等于前者,请重新输入:");// else break;}while(b>10||a>=b);mSIZE=rand()%(b-a)+a;/*产生a-b(包括a和b)的随机数*/srand(time(NULL));printf("请输入页面号引用串的随机范围,两个数之间请用空格隔开(前者大于后者):");do //判断psize不大于100{scanf("%d %d",&f,&h);/*产生f-h(包括f和h)的随机数*/if(h>100)printf("实际页面长度须小于100(即后者不得大于100),请重新输入:");if(f>=h)printf("输入的后者不得大于或等于前者,请重新输入:");// else break;}while(h>100||f>=h);pSIZE=rand()%(h-f)+f;printf("\n");printf("随机产生的物理块数x=%d 和页面号引用串长度y=%d \n",mSIZE,pSIZE);getchar();j=time(NULL);//取时钟时间srand(j);//以时钟时间x为种子,初始化随机数发生器for(i=0;i<pSIZE;i++) //产生随机数组{page[i]=rand( )%10;//产生1到9之间的随即数放到page[i]中}printf("\n");system("pause");}break;// system("cls");}///////////////////////////////////////功能选择后的执行do{printf("\n");printf("随机产生页面号引用串:");for(int i=0;i<pSIZE;i++) //显示随机数组printf("%d ",page[i]);printf("\n");printf("|************************************|\n");printf("|请选择何种算法:|\n");printf("| 1.先进先出(FIFO) |\n");printf("| 2.最近最久未使用(LRU) |\n");printf("| 3.最佳(OPT) |\n");printf("| 4.清楚界面|\n");printf("| 0.退出|\n");printf("|************************************|\n");printf("请选择操作:[ ]\b\b");scanf("%d",&code);printf("\n");///////////////////////////////////////////算法的选用if(code!=1&&code!=2&&code!=3&&code!=4&&code!=0){printf("输入错误,请看清选择\n");}else{switch(code){case 1:FIFO();printf("\n");system("pause");break;case 2:LRU();printf("\n");system("pause");break;case 3:OPT();printf("\n");system("pause");break;case 4:system("cls");break;case 0:system("cls");system("color 0A");printf("|*************************************|\n*");printf("|| 感谢使用页面置换算法演示器! ||\n*");printf("|| 如遇bug或有疑问联系||\n*");printf("|| 本人不负任何责任||\n*");printf("|| by-王力&&王运! ||\n*");printf("|*************************************|\n*");exit(0);}}}while (code!=0);///////////////////////////////////////功能选择后的执行end}/*显示程序的注意事项*/void zinstruction(){printf("说明:\n");printf(" 1、你选择的是随机输入,系统将随机生成页面号引用串\n");printf(" 2、选择页面面置换算法FIFO/OPT/LRU\n");printf(" 3、得出结果,关闭程序\n");}void sinstruction(){printf("说明:\n");printf(" 1、你选择的是手动输入页面号引用串\n");printf(" 2、选择页面面置换算法有FIFO/OPT/LRU\n");printf(" 3、得出结果,关闭程序\n");}void print(unsigned int t){int i,j,k,l;int flag;printf("置换顺序依次为:\n");for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k++){for(i=20*k;(i<pSIZE)&&(i<20*(k+1));i++){if(((i+1)%20==0)||(((i+1)%20)&&(i==pSIZE-1)))printf(" %d\n",page[i]);elseprintf(" %d ",page[i]);}for(j=0;j<mSIZE;j++){for(i=20*k;(i<mSIZE+20*k)&&(i<pSIZE);i++){if(i>=j)printf(" |%d|",temp[i][j]);elseprintf(" | |");}for(i=mSIZE+20*k;(i<pSIZE)&&(i<20*(k+1));i++){for(flag=0,l=0;l<mSIZE;l++)if(temp[i][l]==temp[i-1][l])flag++;if(flag==mSIZE)/*页面在物理块中*/printf(" ");elseprintf(" |%d|",temp[i][j]);}/*每行显示20个*/if(i%20==0)continue;printf("\n");}}printf("输出结果:\n");printf("缺页次数:%d\t\t",t+mSIZE);printf("缺页率:%d/%d\t\t",t+mSIZE,pSIZE);printf("置换次数:%d\t\t",t);getchar();}/*FIFO算法*/void FIFO(){int memery[10]={0};int time[10]={0}; /*记录进入物理块的时间*/int i,j,k,m;int max=0; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*//*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;i<mSIZE;i++){memery[i]=page[i];time[i]=i;for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}for(i=mSIZE;i<pSIZE;i++){/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;j<mSIZE;j++){if(memery[j]!=page[i])k++;}if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/{count++;/*计算换出页*/max=time[0]<time[1]?0:1;for(m=2;m<mSIZE;m++)if(time[m]<time[max])max=m;memery[max]=page[i];time[max]=i; /*记录该页进入物理块的时间*/for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}else{for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}}print(count);}/*LRU算法*/void LRU(){int memery[10]={0};int flag[10]={0}; /*记录页面的访问时间*/int i,j,k,m;int max=0; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*//*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;i<mSIZE;i++){memery[i]=page[i];flag[i]=i;for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}for(i=mSIZE;i<pSIZE;i++){/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;j<mSIZE;j++){if(memery[j]!=page[i])k++;elseflag[j]=i; /*刷新该页的访问时间*/ }if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/{count++;/*计算换出页*/max=flag[0]<flag[1]?0:1;for(m=2;m<mSIZE;m++)if(flag[m]<flag[max])max=m;memery[max]=page[i];flag[max]=i; /*记录该页的访问时间*/for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}else{for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}}print(count);}/*OPT算法*/void OPT(){int memery[10]={0};int next[10]={0}; /*记录下一次访问时间*/int i,j,k,l,m;int max; /*记录换出页*/int count=0; /*记录置换次数*//*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;i<mSIZE;i++){memery[i]=page[i];for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}for(i=mSIZE;i<pSIZE;i++){/*判断新页面号是否在物理块中*/for(j=0,k=0;j<mSIZE;j++){if(memery[j]!=page[i])k++;}if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/{count++;/*得到物理快中各页下一次访问时间*/for(m=0;m<mSIZE;m++){for(l=i+1;l<pSIZE;l++)if(memery[m]==page[l])break;next[m]=l;}/*计算换出页*/max=next[0]>=next[1]?0:1;for(m=2;m<mSIZE;m++)if(next[m]>next[max])max=m;/*下一次访问时间都为pSIZE,则置换物理块中第一个*/memery[max]=page[i];for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}else {for(j=0;j<mSIZE;j++)temp[i][j]=memery[j];}}print(count);}1.5心得总结通过本次课程设计,让我对页面淘汰算法有了充分的了解,我不仅对我们常用的算法进行了编写,还对一些理想的算法也进行了编写,并且通过适当的方法,得以了验证。

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