操作系统实验七页面调度算法
操作系统作业调度算法实验
操作系统作业调度算法实验
操作系统作业调度算法实验可以让你更深入地理解作业调度的概念和方法,以下是实验的基本步骤和内容:
一、实验目的
掌握作业调度的基本概念和算法原理。
理解不同作业调度算法的特点和优缺点。
通过实验验证作业调度算法的正确性和性能。
二、实验内容
实验准备:准备一台计算机或模拟器,安装操作系统,并准备好实验所需的作业。
实验步骤:
(1)编写作业描述文件,包括作业的名称、到达时间、所需资源等信息。
(2)实现先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、最高响应比优先(HRN)等作业调度算法,并编写相应的调度程序。
(3)将作业按照一定的顺序输入到调度程序中,并记录每个作业的执行时间、等待时间等参数。
(4)根据记录的数据计算平均周转时间、平均带权周转时间等指标,分析不同调度算法的性能差异。
(5)根据实验结果,分析不同调度算法的优缺点,并给出改进建议。
实验报告:整理实验数据和结果,撰写实验报告,包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验结果、分析和结论等部分。
三、实验注意事项
在实验过程中,要注意保证作业的公平性,避免某些作业一直得不到执行的情况发生。
在实验过程中,要注意观察和记录每个作业的执行时间和等待时间等参数,以便后续的分析和比较。
在实验过程中,要注意保证系统的稳定性和可靠性,避免出现意外情况导致实验结果不准确。
在实验过程中,要注意遵守实验室规定和操作规程,确保实验过程的安全和顺利进行。
操作系统调度算法实验报告
操作系统调度算法实验报告摘要:本篇实验报告旨在研究和分析不同的操作系统调度算法对系统性能的影响。
通过实验,我们对先来先服务调度算法、短作业优先调度算法和时间片轮转调度算法进行了比较和评估。
实验结果表明,不同的调度算法对系统响应时间、吞吐量和公平性等方面都有不同的影响。
一、引言操作系统的调度算法是管理计算机资源的关键部分之一。
调度算法的好坏直接影响着系统的性能和用户体验。
本实验旨在通过模拟不同的调度算法,评估其对系统的影响,以便选择最适合特定环境的调度算法。
二、实验方法本实验使用了一个模拟的操作系统调度器,通过调度器模拟不同的进程到达和执行过程。
我们选择了三种常见的调度算法进行比较和评估。
1. 先来先服务(First-Come, First-Served)调度算法先来先服务调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度。
当一个进程到达后,它将占用处理器直到该进程执行完毕。
我们记录了每个进程的到达时间、执行时间和完成时间,并计算了系统的平均等待时间和平均周转时间。
2. 短作业优先(Shortest Job First)调度算法短作业优先调度算法按照进程执行时间的长短进行调度。
当一个进程到达后,系统会选择执行剩余执行时间最短的进程。
我们同样记录了每个进程的到达时间、执行时间和完成时间,并计算了系统的平均等待时间和平均周转时间。
3. 时间片轮转(Round Robin)调度算法时间片轮转调度算法将处理器时间分成若干个时间片,每个进程只能占用一个时间片。
当一个进程用完一个时间片后,它排到队列的末尾等待下一个时间片。
我们选择了不同的时间片长度,并观察了系统的响应时间和吞吐量。
三、实验结果与分析我们通过多组实验数据对不同的调度算法进行了评估。
以下是实验结果的分析:1. 先来先服务调度算法根据实验数据,我们发现先来先服务调度算法对长作业具有较高的等待时间和周转时间。
这是因为当一个长作业到达后,其他短作业需要等待该作业执行完毕才能获得处理器资源。
操作系统调度算法实验报告
操作系统调度算法实验报告
本实验旨在研究不同操作系统调度算法在实际应用中的表现和影响。
我们选择了三种常见的调度算法进行对比分析,分别是先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)和时间片轮转(RR)。
1. 实验准备
在开始实验之前,我们首先搭建了一个简单的模拟环境,包括一个CPU和多个进程。
每个进程具有不同的执行时间,以便模拟不同情况
下的调度效果。
2. 先来先服务(FCFS)
先来先服务是最简单的调度算法之一,即根据进程到达的顺序依次
执行。
实验结果显示,FCFS算法适用于处理大量长作业,但当出现短
作业时会导致平均等待时间较长。
3. 最短作业优先(SJF)
最短作业优先算法会优先执行执行时间最短的进程,以减少平均等
待时间。
在我们的实验中,SJF算法表现出色,尤其在短作业较多的情
况下,能够显著提高系统的响应速度。
4. 时间片轮转(RR)
时间片轮转算法将CPU时间分配给每个进程,每个进程执行一个
时间片后轮转到下一个进程。
然而,RR算法可能导致上下文切换频繁,
影响系统效率。
在实验中,我们发现RR算法在处理多任务时效果较好,但在处理长时间任务时表现一般。
5. 实验总结
通过对三种调度算法的实验比较,我们可以看出不同算法在不同情
况下有着不同的优势和劣势。
在实际应用中,需要根据具体情况选择
合适的调度算法,以提高系统的性能和效率。
希望本实验能为操作系
统调度算法的研究提供一定的参考价值。
操作系统实验报告——调度算法
操作系统实验报告——调度算法1. 实验目的本实验旨在探究操作系统中常用的调度算法,通过编写代码模拟不同的调度算法,了解它们的特点和应用场景。
2. 实验环境本次实验使用的操作系统环境为Linux,并采用C语言进行编码。
3. 实验内容3.1 调度算法1:先来先服务(FCFS)FCFS调度算法是一种简单且常见的调度算法。
该算法按照进程到达的先后顺序进行调度。
在本实验中,我们使用C语言编写代码模拟FCFS算法的调度过程,并记录每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。
3.2 调度算法2:最短作业优先(SJF)SJF调度算法是一种非抢占式的调度算法,根据进程的执行时间来选择下一个要执行的进程。
在本实验中,我们使用C语言编写代码模拟SJF算法的调度过程,并计算每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。
3.3 调度算法3:轮转调度(Round Robin)Round Robin调度算法是一种经典的时间片轮转算法,每个进程在给定的时间片内依次执行一定数量的时间。
如果进程的执行时间超过时间片,进程将被暂时挂起,等待下一次轮转。
在本实验中,我们使用C语言编写代码模拟Round Robin算法的调度过程,并计算每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。
4. 实验结果分析通过对不同调度算法的模拟实验结果进行分析,可以得出以下结论:- FCFS算法适用于任务到达的先后顺序不重要的场景,但对于执行时间较长的进程可能会导致下一个进程需要等待较久。
- SJF算法适用于任务的执行时间差异较大的场景,能够提高整体执行效率。
- Round Robin算法适用于时间片相对较小的情况,能够公平地为每个进程提供执行时间。
5. 实验总结本次实验通过模拟不同调度算法的实际执行过程,深入了解了各种调度算法的原理、特点和适用场景。
通过对实验结果的分析,我们可以更好地选择合适的调度算法来满足实际应用的需求。
在后续的学习中,我们将进一步探索更多操作系统相关的实验和算法。
操作系统作业调度算法
操作系统上机测试作业调度算法算法一、实验目的和要求(供参考)1.掌握作业调度功能和调度程序常用算法。
2.掌握利用C语言设计实现不同调度策略的作业调度算法。
3.验证不同作业调度算法对性能的影响。
二、实验环境(供参考)1.知识准备:学过进程管理、作业管理、处理机调度等章节的内容。
2.开发环境与工具:硬件平台——个人计算机。
软件平台——C语言开发环境。
三、实验内容用“先来先服务(FCFS)”算法和“最短作业优先(SJF)”算法模拟作业调度。
要求:按作业的到达顺序输入各作业需要的运行时间,按算法调度输出平均周转时间。
例如(FCFS),输入:8(到达时间0),5(到达时间2),7(到达时间3),1(到达时间6)J1 J2 J3 J40 8 13 20 21输出:aver=(8+(13-2)+(20-3)+(21-6))/4=51/4例如(SJF),输入:8(到达时间0),5(到达时间2),7(到达时间3),1(到达时间6)J1 J4 J2 J30 8 9 14 21输出:aver=(8+(9-6)+(14-2)+(21-3))/4=42/4注:输入的格式任意,只要输出平均周转时间即可。
四、代码(带注释)1、先来先服务实验结果(截图呈现)代码:#include <iostream>using namespace std;class Fcfs{private:int num[10]; //作业编号double arriveTime[10]; //到达时间double startTime[10]; //开始时间,进内存时间double workTime[10]; //工作时间double finishTime[10]; //完成时间double cirTime[10]; //存放每一个作业的周转时间//double freeTime[10]; //上一个作业已结束,但下一个作业还未到,存放这一段空闲时间public:Fcfs(int n) //n为作业数目{cout<<"默认第一个作业的到达时间为0。
页面调度实验报告
一、实验内容(1)页面调度算法目前有许多页面调度算法,本实验主要涉及先进先出调度算法、最近最少调度算法、最近最不常用调度算法。
本实验使用页面调度算法时作如下假设,进程在创建时由操作系统为之分配一个固定数目物理页,执行过程中物理页的数目和位置不会改变。
也即进程进行页面调度时只能在分到的几个物理页中进行。
下面对各调度算法的思想作一介绍。
<1> 先进先出调度算法先进先出调度算法根据页面进入内存的时间先后选择淘汰页面,先进入内存的页面先淘汰,后进入内存的后淘汰。
本算法实现时需要将页面按进入内存的时间先后组成一个队列,每次调度队首页面予以淘汰。
<2>最近最少调度算法先进先出调度算法没有考虑页面的使用情况,大多数情况下性能不佳。
根据程序执行的局部性特点,程序一旦访问了某些代码和数据,则在一段时间内会经常访问他们,因此最近最少用调度在选择淘汰页面时会考虑页面最近的使用,总是选择在最近一段时间以来最少使用的页面予以淘汰。
算法实现时需要为每个页面设置数据结构记录页面自上次访问以来所经历的时间。
<3>最近最不常用调度算法由于程序设计中经常使用循环结构,根据程序执行的局部性特点,可以设想在一段时间内经常被访问的代码和数据在将来也会经常被访问,显然这样的页面不应该被淘汰。
最近最不常用调度算法总是根据一段时间内页面的访问次数来选择淘汰页面,每次淘汰访问次数最少的页面。
算法实现时需要为每个页面设置计数器,记录访问次数。
计数器由硬件或操作系统自动定时清零。
(2)缺页调度次数和缺页中断率、缺页置换率计算缺页中断次数是缺页时发出缺页中断的次数。
缺页中断率=缺页中断次数/总的页面引用次数*100%缺页调度次数是调入新页时需要进行页面调度的次数缺页置换率=缺页调度次数/总的页面引用次数*100%二、总体设计1、算法的原理说明FIFO 先进先出调度算法:当页面框满时,最早进来的页面调出;LRU 最近最少使用调度算法:当页面框满时,最近最少使用的页面调出LFU 最近最不常用调度算法:当页面框满时,最近最不常用的页面调出SECOND 二次机会调度算法:当页面框满时,页面调入时R=0,当被访问时R = 1。
操作系统实验-页面调度算法
操作系统实验报告专业计算机及应用(本)姓名考号指导老师实验一 DOS/Windows用户接口与进程管理一.实验目的了解和掌握DOS/Windows有关用户接口和进程管理的特点二.实验内容1.MS-DOS的命令接口(1)再当前目录下建立子目录MYTEMP和MYTEMP2,将当前目录设定为MYTEMP;解: c:\>md MYTEMP MYTEMP2c:\>cd MYTEMP(2)再当前目录下创建新文件B.BAT,其内容为:清除屏幕内容,显示当前DOS版本;解: c:\MYTEMP>editclsver(3)使用type命令显示B.BAT的内容,执行他;解: C:\MYTEMP>type b.batC:\MYTEMP>b.bat(4)拷贝B.BAT到路径MYTEMP2中;解: c:\MYTEMP>copy b.bat c:\MYTEMP2(5)删除MYTEMP2中的文件B.BAT,删除目录MYTEMP2;解: c:\MYTEMP>del c:\MYTEMP2\B.BATc:\MYTEMP>rd c:\MYTEMP2(6)使用deltree命令删除MYTEMP.解: c:\MYTEMP>cd\c:\>deltree MYTEMP2.MS-DOS的进程管理(1)运行编辑程序EDIT,可以同时再运行其它命令吗?答:不可以再运行其他命令。
(2)执行如下管道和换向命令:C:\>dir>dir.lst答: dir 命令生成的C:\ 盘下的目录和文件列表重定向到dir.lst文件:如果dir.lst文件不存在,将创建该文件。
如果dir.lst 存在,将使用 dir 命令的输出替换文件中的信息。
C:\>type dir.lst|more答:显示dir.lst文件内容。
C:\dir |FIND“<DIR>”答:在C盘下查找和显示包含字符串“<DIR>”的文件名,并使用管道号 (|) 将 dir 命令的结果重新定向到find 中,dir 命令的输出是通过 find 筛选器命令进行发送的C:\dir *.*|SORT/+14答:列出C盘下的所有目录和文件,并按照一定的排序规则输出结果,排序规则为:使用/+n 命令行时,/+14表示每个比较应该在每行的第14个字符开始。
常用的页面调度算法
常用的页面调度算法一、引言在计算机科学中,页面调度算法是操作系统中的一种重要机制,用于管理计算机内存中的页面。
页面调度算法的目标是尽可能地提高内存的利用率,减少页面置换的次数,从而提高系统的性能和响应速度。
常用的页面调度算法有先进先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)和时钟(Clock)算法等。
本文将介绍这些常用的页面调度算法,并分析它们的优缺点及适用场景。
二、先进先出(FIFO)算法先进先出算法是最简单的页面调度算法之一。
它的原理是将最早进入内存的页面置换出去,即先进先出。
当内存空间不足时,操作系统将最早进入内存的页面替换出去,腾出空间给新的页面。
这种算法简单易实现,但是它没有考虑页面的使用频率和重要性,可能导致常用的页面被频繁替换,影响系统的性能。
三、最近最久未使用(LRU)算法最近最久未使用算法是一种常用的页面调度算法。
它的原理是根据页面的使用情况来进行页面置换。
当需要替换页面时,操作系统选择最近最久未使用的页面进行置换。
这种算法考虑了页面的使用频率,可以有效地提高内存的利用率。
然而,LRU算法的实现比较复杂,需要维护一个页面访问的时间戳列表,当页面被访问时,需要更新时间戳列表,这会带来额外的开销。
四、时钟(Clock)算法时钟算法是一种简化的页面调度算法,它是基于LRU算法的改进。
时钟算法使用一个循环链表来保存内存中的页面,并维护一个指针指向当前页面。
当需要替换页面时,时钟算法从当前页面开始顺时针扫描链表,找到一个未被访问的页面进行置换。
如果当前页面已被访问,则将访问位清零,并将指针指向下一个页面。
这种算法简化了LRU算法的实现,并且可以在O(1)的时间内完成页面置换操作。
五、比较和总结先进先出算法简单易实现,但没有考虑页面的使用频率和重要性;最近最久未使用算法考虑了页面的使用频率,可以提高内存的利用率,但实现较复杂;时钟算法是一种简化的LRU算法,可以在O(1)的时间内完成页面置换操作。
实验七_操作系统页面调度算法
一、实验项目名称:操作系统页面调度算法二、实验目的和要求:目的:对操作系统中使用的页面调度算法进行设计。
要求:对教材中所讲述的几种页面调度算法进行深入的分析,通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计,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。
三、实验内容1、设计两个程序模拟实现一个作业在内存中执行的页面置换,并计算缺页中断次数。
3、编制两种页面置换算法:1)FIFO页面置换算法;2)LRU页面置换算法四、实验原理:1、FIFO页面置换算法:总是选择在内存中驻留时间最长的一页将其淘汰。
2、LRU页面置换算法:选择最近一段时间内最长时间没有被访问过的页面予以淘汰。
五、参考程序:(提供代码,未改动)1、FIFO页面置换算法:#define M 4 /*m为系统分配给作业的主存中的页面数*/#define N 15#include <stdio.h>void main(){int a[M];/*定义内存页面数*/int b[N];/*定义总页面数*/int c[N];/*定义被淘汰的页面号*/int i,k,flag,count,m=0;printf("请输入作业序号:\n");for(i=0;i<N;i++) /*输入作业依次要访问的页号*/scanf("%d",&b[i]);printf("发生缺页的面号分别为:");for(i=0;i<M;i++)/*输出发生缺页中断的初始页号共m块*/ { a[i]=b[i];printf("%3d,",a[i]);}count=M;for(i=M;i<N;i++){ flag=0;for(k=0;k<M;k++)if(a[k]==b[i])flag=1;if(flag==0){ c[m]=a[0];m++;for(k=0;k<M-1;k++)a[k]=a[k+1];a[M-1]=b[i];count++;printf("%3d,",b[i]);}}printf("\n发生缺页的次数=%d\n",count);printf("\n缺页中断率=%.2f%%%\n",(float)count/N*100); printf("\n驻留内存的页号分别为:");for(i=0;i<M;i++)printf("%3d,",a[i]);printf("\n被淘汰的页号分别为:");for(i=0;i<m;i++)printf("%3d,",c[i]);}2、LRU页面置换算法:#define M 4 /*m为在主存中的页面数*/#define N 15#include <stdio.h>void main(){int a[M];/*定义内存页面数*/int b[N];int c[N];/*定义被淘汰的页面号*/int i,j,k,count,flag,m=0;printf("请输入作业序号:\n");for(i=0;i<N;i++)/*输入作业依次访问的页号*/scanf("%d",&b[i]);printf("发生缺页的面号分别为:\n");for(i=0;i<M;i++){ a[i]=b[i];printf("%3d",a[i]);}count=M;在此处将程序补充完整printf("\n发生缺页的次数=%d\n",count);printf("\n缺页中断率=%.2f%%%\n",(float)count/N*100);printf("\n驻留内存的页号分别为:");for(i=0;i<M;i++)printf("%d,",a[i]);printf("\n被淘汰的页号分别为:");for(i=0;i<m;i++)printf("%3d,",c[i]);}六、源程序:1、FIFO页面置换算法:算法思想:在算缺页率之前首先进行判断,找到缺页的页面后用“*”进行标记,并保存在页表中,在访问过程中,查看页表,看是否缺页,如果缺页,则在最下面进行标记。
操作系统课程设计--页面调度
#include<stdio.h>#include<math.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>typedef struct c //定义磁道结构体{int ci;struct c *prior;struct c *next;}cidao;float cscan(){cidao *head=NULL,*last=NULL,*ch=NULL,*p=NULL;//定义头指针,尾指针,插入和交换时使用的指针float sum=0;float avg=0;int n,i,j;//I/O表磁道数:nint now;//当前位置//insert//初始化头指针head=(cidao *)malloc(sizeof(cidao));head->prior=NULL;head->next=last;ch=head;printf("输入请求访问的磁道个数\n");scanf("%d",&n);printf("请以此输入%d个磁道的磁道号:\n",n);for(i=1;i<=n;i++){p=(cidao *)malloc(sizeof(cidao));scanf("%d",&p->ci);p->next=NULL;p->prior=ch;last=p;ch->next=p; ch=ch->next;}printf("当前磁道位置:");scanf("%d",&now);//对I/O表进行磁道由小到大对排序int temp;ch=head->next;for(i=1;i<n;i++,ch=ch->next)for(j=i+1,p=ch->next;j<=n;j++,p=p->next)if(ch->ci>p->ci){temp=ch->ci;ch->ci=p->ci;p->ci=temp;}//收尾相接last->next=head->next;head->next->prior=last;i=0; p=head->next;printf("排序后的结果为:");while(i!=n){printf("%4d",p->ci);i++;p=p->next;}printf("\n");//选择方向int d;printf("选择磁头移动方向:0:向磁道号增加方向,1:向磁道减小方向\n");scanf("%d",&d);//循环扫描p=head->next;i=0;printf("\n\ncscan扫描步骤:\n\n");switch(d){case 0:{while(p->ci<now)//找到now所在位置p=p->next;while(i!=n){printf("第%d次访问磁道:%4d ",i+1,p->ci);if(i==0){sum=sum+abs(p->ci-now);printf("累计移动距离sum=%0.1f\n",sum);}else{ sum=sum+abs(p->ci-p->prior->ci);printf("累计移动距离sum=%0.1f\n",sum);}p=p->next;i++;}}break;case 1:{while(p->ci<now)//找到now所在位置p=p->next;p=p->prior;while(i!=n){printf("第%d次访问磁道:%4d ",i+1,p->ci);if(i==0){sum=sum+abs(p->ci-now);printf("累计移动距离sum=%0.1f\n",sum);}else{ sum=sum+abs(p->ci-p->next->ci); printf("累计移动距离sum=%0.1f\n",sum);}p=p->prior;i++;}}break;default:printf("wrong");}avg=sum/n;return avg;}void main(){float avg;int a;printf("用链表实现cscan调度算法\n\n");avg=cscan();printf("\navg=%0.1f\n",avg);printf("press any key+enter to end!");scanf("%d",&a);}。
操作系统页面调度算法程序实验报告
操作系统页面调度算法程序实验报告一、实验背景操作系统是计算机系统中最重要的组成部分之一,它负责管理计算机的资源、协调各个程序的运行和提供用户与计算机之间的接口。
而页面调度算法则是操作系统中非常重要的一个部分,它主要用于管理内存中的页面,以提高计算机系统的性能和效率。
二、实验目的本次实验旨在通过编写一个页面调度算法程序,深入理解操作系统中页面调度算法的原理和实现方法,并掌握如何使用C语言进行程序设计和开发。
三、实验原理1. 页面调度算法概述在操作系统中,为了提高内存利用率和进程执行效率,通常会将进程所需的数据或指令分割成多个大小相等的块(即“页面”),并将这些页面存储到内存中。
当进程需要访问某个页面时,如果该页面已经在内存中,则直接访问即可;如果该页面不在内存中,则需要进行“缺页处理”,将其从磁盘读入内存,并将其中一个已经在内存中但未被访问过一段时间的页面替换出去。
而为了确定应该替换哪个页面,就需要使用一种称为“页面调度算法”的技术来进行决策。
常见的页面调度算法有FIFO、LRU、LFU等。
2. FIFO算法FIFO(First In First Out)算法是最简单的页面调度算法之一,它的原理是将最先进入内存的页面替换出去。
具体来说,当一个新页面需要进入内存时,如果内存已经满了,则将最先进入内存的页面替换出去,并将新页面插入到队列末尾。
3. LRU算法LRU(Least Recently Used)算法是一种比较常用的页面调度算法,它的原理是根据页面最近被访问的时间来进行决策。
具体来说,当一个新页面需要进入内存时,如果内存已经满了,则将最近访问时间最早且未被修改过的页面替换出去,并将新页面插入到队列末尾。
4. LFU算法LFU(Least Frequently Used)算法是一种根据页面使用频率来进行决策的调度算法。
具体来说,当一个新页面需要进入内存时,如果内存已经满了,则将使用频率最低的那个页面替换出去,并将新页面插入到队列末尾。
操作系统——页面调度算法
操作系统——页⾯调度算法在之前系列的博客中介绍了页⾯调度算法的原理:这⾥编写代码模拟⼀些页⾯调度算法的实现。
(1)最佳淘汰算法——OPT(Optimal)这是Belady贝莱迪于1966年提出的⼀种理论上的算法。
该算法每次都淘汰以后永不使⽤的,或者过最长的时间后才会被访问的页⾯。
显然,采⽤这种算法会保证最低的缺页率,但它是⽆法实现的,因为它必须知道页⾯“将来”的访问情况。
不过,该算法仍有⼀定意义,可作为衡量其他算法优劣的⼀个标准。
(2)先进先出淘汰算法——FIFO这是最早出现的淘汰算法。
总是淘汰最先进⼊内存的页⾯。
它实现简单,只需把进程中已调⼊内存的页⾯,按先后次序链成⼀个队列,并设置⼀个所谓的替换指针,使它总是指向内存中最⽼的页⾯。
(3)最近最久未使⽤算法——(LRU, Least Recently Used)根据页⾯调⼊内存后的使⽤情况,选择内存中最久未使⽤的页⾯被置换。
这是局部性原理的合理近似,性能接近最佳算法。
OPT算法使⽤页⾯将要被访问的时间,LRU算法使⽤页⾯最后⼀次被访问的时间。
⼆者唯⼀的差别是:OPT是向前看的,⽽LRU是向后看的。
#include<cstdio>#include<cstring>#include<algorithm>using namespace std;int N;//进程虚页数int M;//内存块个数int page[100];//进程虚页int block[100];//内存块int weight[100];//当前内存块在后⾯出现的次数int success;//命中次数int fail;//未命中次数void FIFO(){int i,j;int flag;int pos=0;int success=0;int fail=0;for(i=0; i<N; i++){flag =0;for(j=1; j<=M; j++){if(page[i]==block[j])//命中{flag=1;success++;pos--;break;}}if(flag==0){fail++;block[pos%M+1]=page[i];}pos++;for(j=1; j<=M; j++){printf("%d ",block[j]);}printf("\n");}printf("命中次数为:%d\n",success);printf("未命中次数为:%d\n",fail);}void OPT(){int i,j,k;int flag;int success=0;int fail=0;int needReplace;for(i=0; i<N; i++){flag=0;for(j=1; j<=M; j++){if(page[i]==block[j])//命中{flag=1;success++;}}if(flag==0)//未命中{fail++;for(j=1; j<=M; j++) //若内存块未满,先将内存块填满 {if(block[j]==0){block[j]=page[i];break;}}int minCnt=100;memset(weight,0,sizeof(weight));if(j>M)//若内存块已满,需要进⾏调度{for(k=i+1; k<N; k++) //向后{for(j=1; j<=M; j++){if(block[j]==page[k]){weight[j]=N-k;//越靠近,权值越⼤break;}}}for(j=1; j<=M; j++) //找权值最⼩的那⼀个{if(weight[j]<=minCnt){minCnt=weight[j];needReplace=j;}}block[needReplace]=page[i];//替换掉权值最⼩的 }}for(j=1; j<=M; j++){printf("%d ",block[j]);}printf("\n");}printf("命中次数为:%d\n",success);printf("未命中次数为:%d\n",fail);}void LRU(){int i,j;int flag;int success=0;int fail=0;int needReplace;for(i=0; i<N; i++){flag=0;for(j=1; j<=M; j++){if(page[i]==block[j])//命中{flag=1;success++;}}if(flag==0)//未命中{fail++;for(j=1; j<=M; j++) //现将内存块填满{if(block[j]==0){block[j]=page[i];break;}}if(j>M)//内存块已满,需要进⾏调度{//向前找,需要替换的页⾯为i-MneedReplace=page[i-M];for(j=1; j<=M; j++){if(block[j]==needReplace)//找到后替换掉 {block[j]=page[i];break;}}}}for(j=1; j<=M; j++){printf("%d ",block[j]);}printf("\n");}printf("命中次数为:%d\n",success);printf("未命中次数为:%d\n",fail);}int main(){printf("请输⼊进程执⾏时页⾯访问个数:\n");scanf("%d",&N);printf("请输⼊空闲内存块的个数:\n");scanf("%d",&M);printf("请输⼊进程执⾏时页⾯访问次序:\n");memset(page,0,sizeof(page));memset(block,0,sizeof(block));int i;int needReplace;for(i=0; i<N; i++){scanf("%d",&page[i]);}printf("采⽤最佳淘汰算法OPT:\n");OPT();memset(block,0,sizeof(block));printf("采⽤先进先出淘汰算法FIFO:\n");FIFO();memset(block,0,sizeof(block));printf("采⽤最近最久未使⽤淘汰算法LRU:\n");LRU();return0;}/*123232152453252*/。
页面调度算法实验报告
页面调度算法实验报告引言页面调度算法是操作系统中的重要概念之一,主要用于管理操作系统中的虚拟内存。
虚拟内存是指通过硬盘空间来扩展系统的可用内存空间,将一部分数据放在内存中,将另一部分数据放在硬盘上。
为了高效地管理虚拟内存,需要使用合适的页面调度算法。
在本次实验中,我们将实现三种页面调度算法:先进先出(FIFO),最近最久未使用(LRU),和时钟(Clock)算法。
通过对这些算法的实现和比较,我们将能够更好地理解页面调度算法的原理和效果。
算法介绍1. 先进先出(FIFO)算法:该算法是最简单的页面调度算法之一。
它按照页面进入内存的先后顺序决定删除哪个页面,即最早进入内存的页面被删除。
该算法不考虑页面的使用频率和重要性。
2. 最近最久未使用(LRU)算法:该算法是一种根据页面的使用历史来进行页面调度的算法。
它假设最近一段时间内最久未使用的页面很可能在未来也不会被使用,因此将这些页面优先删除。
3. 时钟(Clock)算法:该算法是一种综合了FIFO算法和LRU算法的页面调度算法。
它使用一个环形链表来存储页面,并使用一个指针指向当前时钟。
当发生页面调度时,指针按照顺时针方向移动,并检查每个页面的访问位。
如果访问位为0,则说明该页面最近未被使用,可以删除;如果访问位为1,则将访问位置为0,表示该页面最近被使用。
实验设计本次实验中,我们将使用python语言实现上述三种页面调度算法,并通过相同的测试数据对它们进行性能比较。
环境配置在开始实验之前,需要安装Python 3.0及以上版本,并确保环境配置正确。
测试数据我们将使用一个虚拟内存大小为4个页面的系统来测试算法的性能。
假设系统会访问一个包含10个页面的访问序列。
访问序列:1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 6, 7, 8实验步骤1. 实现FIFO算法,并对测试数据进行页面调度。
2. 实现LRU算法,并对测试数据进行页面调度。
3. 实现时钟算法,并对测试数据进行页面调度。
实验五:页面调度算法模拟 实验报告材料
《计算机操作系统》实验报告实验五:页面调度算法模拟学校:╳╳╳院系:╳╳╳班级:╳╳╳:╳╳╳学号:╳╳╳指导教师:╳╳╳目录一、实验题目 (3)二、实验学时 (3)三、指导老师 (4)四、实验日期 (4)五、实验目的 (4)六、实验原理 (4)6.1页面的含义 (4)6.2 页面置换算法的含义 (4)6.3 置换算法 (4)6.3.1最佳置换算法(Optimal) (4)6.3.2先进先出(FIFO)页面置换算法 (5)6.3.3 LRU置换算法 (5)七、实验步骤及结果 (5)7.1 验证最佳置换算法 (5)7.1.1 实验截图 (5)7.1.2 实验分析 (5)7.2 验证先进先出(FIFO)页面置换算法 (6)7.2.1 实验截图 (6)7.2.2 实验分析 (6)7.3 验证LRU置换算法 (7)7.3.1 实验截图 (7)7.3.2 实验分析 (8)八、报告书写人 (8)附录一最佳置换算法(Optimal) (9)附录二先进先出(FIFO)页面置换算法 (13)附录三 LRU置换算法 (18)实验五:页面调度算法模拟一、实验题目页面调度算法模拟二、实验学时2学时三、指导老师╳╳╳四、实验日期2018年12月10日星期一五、实验目的(1)熟悉操作系统页面调度算法(2)编写程序模拟先进先出、LRU等页面调度算法,体会页面调度算法原理六、实验原理6.1页面的含义分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的片,称为页面或页。
6.2 页面置换算法的含义在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在存而需把它们调入存,但存已无空闲空间时,为了保证该进程能正常运行,系统必须从存中调出一页程序或数据,送磁盘的对换区中。
但应将哪个页面调出,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(Page_Replacement Algorithms)。
6.3 置换算法一个好的页面置换算法,应具有较低的页面更换频率。
计算机操作系统调度算法
计算机操作系统调度算法计算机操作系统将任务分成多个进程,并将它们分配给CPU 以便执行。
当多个进程在互相竞争CPU时,调度算法将帮助操作系统决定哪个进程将被运行。
调度算法可以提高系统的性能和响应速度,同时还能减少资源浪费。
1.先进先出(FIFO)调度算法先进先出调度算法是最简单的算法。
该算法按照每个进程进入系统的顺序依次分配CPU时间,并等待该进程完成后再运行下一个进程。
FIFO算法很容易实现,但是它的缺点是没有考虑进程的优先级和执行时间。
这意味着,长时间运行的进程可能会阻塞短时间运行的进程,并且平均等待时间也无法减少。
2.最短作业优先(SJF)调度算法最短作业优先调度算法是一个基于进程执行时间的预测算法。
该算法会优先运行预计执行时间最短的进程,因此平均等待时间会更短。
但该算法有一个问题:如果存在长时间运行的进程,那么它们可能永远无法运行,这会导致一些进程一直处于等待状态。
3.优先级调度算法优先级调度算法通过为每个进程分配不同的优先级,来确定哪个进程应该先运行。
预设的进程优先级可能基于进程的类型、缺陷、执行时间和操作系统要求等因素。
4.时间片轮转(RR)调度算法时间片轮转调度算法是一种基于时间分配CPU时间的算法。
该算法为每个进程分配一个小的时间片,如10ms或50ms,并按照时间片依次运行进程。
如果进程无法在一个时间片内完成,则进程被送到队列的末尾。
时间片轮转调度算法可以避免长时间运行的进程阻塞短时间运行的进程,并提高平均等待时间。
5.多级反馈队列(MFQ)调度算法多级反馈队列调度算法是一种结合了以上几种调度算法的算法。
它将进程分配到几个队列中,每个队列有不同的优先级和时间片。
优先级高,时间片较长的队列中,会先运行高优先级的进程。
如果进程超出了它被分配的时间,并在该队列中一直等待,进程会在等待时间超过设定时间限制后继续移动到更低优先级的队列。
总结不同的任务需要不同的调度算法。
例如,对于短时间运行的进程,SJF算法可能表现最好,而RR算法适用于需要等待时间短的任务。
面试问题之操作系统:常见的页面调度算法
⾯试问题之操作系统:常见的页⾯调度算法
1、先进先出调度算法(FIFO,First In First Out)
先进先出调度算法是根据页⾯进⼊内存的时间先后选择调度页⾯,该算法实现时需要将页⾯按照进⼊的时间先后组成⼀个队列,每次优先淘汰队⾸页⾯。
他的优点是⽐较容易实现,能够利⽤主存储器中页⾯调度情况的历史信息,但是,他没有反映程序的局部性,因为最先调⼊主存的页⾯,很可能也是经常要使⽤的页⾯。
2、最近最不常⽤调度算法(LFU, Least Frequently Used)
也就是淘汰⼀定时期内被访问次数最少的页⾯,LFU关键是看⼀定时间段内页⾯被使⽤的频率。
3、最近最少使⽤页⾯调度算法(LRU,Least Recently Used)
也就是⾸先淘汰最长时间未被使⽤的页⾯,LRU关键是看页⾯最后⼀次被使⽤到发⽣调度的时间长短。
4、时钟置换算法
为每⼀页设置访问位,将内存中所有页⾯通过连接指针接成循环队列,当页⾯被访问时访问位置1,每次淘汰时,从指针当前位置开始循环遍历,将访问位为1的置为0,找到第⼀个访问位为0的将其淘汰。
5、最佳置换算法
每次淘汰时,找⼀个未来最长时间才会被访问的页⾯进⾏淘汰。
优点:缺页率低
缺点:需要预测未来,⽆法实现,但可以⽤来衡量其他置换算法。
。
页面调度算法实验
先进先出页面调度算法的c语言实现main (){int cunchufangwenyemian[4];/*存储访问的页面*/int cunchujisuanguocheng[3][4];/*存储计算过程;*/int cunchushifoumingzhong[4];/*存储是否被命中*/int lie,hang;/*循环变量列,行*/int shifoumingzhong;/*在前一列的位置,没有则为0;*/int wenmenyemiangeshu=4;/*访问页面的个数*//*第一步,初始化*//*输入访问的页面,存到存储访问的页面的数组中*/for (lie=0;lie<4;lie++){printf("\n请输入第%d个页面:",lie);scanf("%d",&cunchufangwenyemian[lie]);}/*初始化计算过程数组*/for (lie=0;lie<4;lie++){for(hang=0;hang<3;hang++){cunchujisuanguocheng[hang][lie]=-1;}}/*初始化是否没有命中的数组*/for (lie=0;lie<4;lie++){cunchushifoumingzhong[lie]=0;}/*第二步,计算*//*察看是否命中*/for (wenmenyemiangeshu=0;wenmenyemiangeshu<4;wenmenyemiangeshu++) {/*对于某一列进行处理*/lie=wenmenyemiangeshu;if (lie==0) /*如果为第一列*/{cunchujisuanguocheng[0][lie]= cunchufangwenyemian[lie]; /*将页面落下来*/cunchushifoumingzhong[0]=0; /*是否命中为0,不命中*/ } else{/*如果不为第一列*/shifoumingzhong=0; /*假设没命中*/for(hang=0;hang<3;hang++){if ( cunchujisuanguocheng[hang][lie-1]== cunchufangwenyemian[lie]){shifoumingzhong=hang+1;/*如果相同,则是否命中为命中的位置*/}}cunchushifoumingzhong[lie]=shifoumingzhong;/*存储命中位置*/}if (lie!=0){if ((shifoumingzhong!=0))/*是否命中*/{/*如果命中,则不变*/for(hang=0;hang<3;hang++){cunchujisuanguocheng[hang][lie]=cunchujisuanguocheng[hang][lie-1];/*将上一列复制过来*/}} else{/*如果没有命中,则向下移一位,新的进来*/for(hang=2;hang>0;hang--){cunchujisuanguocheng[hang][lie]= cunchujisuanguocheng[hang-1][lie-1];/*将上一列逐个下移复制过来*/}cunchujisuanguocheng[0][lie]=cunchufangwenyemian[lie];/*最上面的等于新进来的*/}}}/*第三步,输出*/ /*输出访问序列*/for (lie=0;lie<4;lie++){printf("%d ",cunchufangwenyemian[lie]);}printf("\n"); /*输出计算过程*/for (hang=0;hang<3;hang++){for(lie=0;lie<4;lie++){printf("%d ",cunchujisuanguocheng[hang][lie]);}printf("\n");} /*输出是否命中*/for (lie=0;lie<4;lie++){printf("%d ",cunchushifoumingzhong[lie]);}}运行结果:。
操作系统调度算法
操作系统调度算法⽐较调度算法的准则CPU使⽤率:CPU处于忙状态的时间百分⽐吞吐量:单位时间内完成的进程数量周转时间:进程从初始化到结束(包括等待)的总时间就绪等待时间:进程在就绪队列中的总时间响应时间:从提交请求到产⽣响应所花费的总时间决策模式决策模式说明选择函数在执⾏的瞬间的处理⽅式,通常分为以下两类:⾮抢占:⼀旦进⼊运⾏状态,就不会终⽌直到运⾏结束。
抢占:当前正在运⾏的进程可以被打断,并转移到就绪态。
⼀个调度算法是否能抢占,对进程的顺序有着极⼤的影响。
⼀、先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的策略,也称为先进先出FIFO。
⾸先它是⼀个⾮抢占的。
如字⾯意思,它根据进程到达时间决定先运⾏哪⼀个进程。
FCFS的周转时间⽰例:3个进程,计算时间分别为12,3,3FCFS优点简单缺点1. 平均等待时间波动较⼤:短进程可能排在长进程后⾯2. I/O资源和CPU资源的利⽤率较低:CPU密集型进程会导致I/O设备闲置时,I/O密集型进程也等待。
⼆、短进程优先算法(SPN)选择就绪队列中执⾏时间最短进程占⽤CPU进⼊运⾏状态,就绪队列按预期的执⾏时间来排序,短进程优先算法具有最优平均周转时间。
SPN算法中⼀组进程的平均周转时间⽽修改进程执⾏顺序不能减少平均等待时间短进程优先算法缺点:1. 可能导致饥饿:连续的短进程流会使长进程⽆法获得CPU资源2. 需要预知下⼀个CPU计算的持续时间,简单的解决办法—询问⽤户,⽤户欺骗就杀死相应进程,⽤户不知道到,则...短进程优先算法的执⾏时间预估:⽤历史的执⾏时间来预估未来的执⾏时间。
三、最⾼响应⽐优先算法(HRRN)选择就绪队列中响应⽐R值最⾼的进程特点1. 在短进程优先算法的基础上改进2. 不可抢占3. 关注进程的等待时间4. 防⽌⽆限期推迟四、时间⽚轮转算法(RR, Round-Robin)1.时间⽚:分配处理及资源的基本时间单元2.算法思路时间⽚结束时,按FCFS算法切换到下⼀个就绪进程每隔(n-1)个时间⽚进程执⾏⼀个时间⽚q3.时间⽚为20的RR算法⽰例4.时间⽚轮换算法中的时间⽚长度RR算法开销,额外的上下⽂切换时间⽚太长1. 等待时间过长2. 极限情况退化为FCFS时间⽚太⼩1. 反映迅速,但产⽣⼤量的上下⽂切换2. ⼤量的上下⽂切换开销影响到系统吞吐量时间⽚长度选择⽬标1. 选择⼀个合适的时间⽚长度2. 经验规则:维持上下⽂切换开销处于1%以内五、多级队列调度算法(MQ)1. 就绪队列被划分为多个独⽴的⼦队列如:前台(交互),后台(批处理)2.每个队列拥有⾃⼰的调度策略如:前台-RR,后台-FCFS3. 队列间的调度1. 固定优先级先处理前台,后处理后台可能导致饥饿2.时间⽚轮换每个队列得到⼀个确定的能够调度其进程的CPU总时间如:80%CPU时间⽤于前台,20%CPU时间⽤于后台六、多级反馈队列算法(MLFQ)进程可在不同队列中移动的多级队列算法时间⽚⼤⼩随优先级级别增加⽽增加如进程在当前的时间⽚没有完成,则降到下⼀个优先级MLFQ算法的特征:1. CPU密集型进程的优先级下降很快2. I/O密集型进程停留在⾼优先级。
计算机操作系统-调度算法
计算机操作系统-调度算法计算机操作系统 - 调度算法所有调度算法仅列出⼀次。
⽬录页⾯置换算法⼯作集算法考察最近使⽤的页⾯(分页)。
由⼯作集窗⼝和时间决定。
选定特定时间的⼯作集窗⼝,去除重复项即得到⼯作集。
⼯作集≤⼯作集窗⼝操作系统需要保证进程的驻留集⼤于⼯作集。
LRU换出最长时间未被使⽤的页(块)。
算法:保持序列中的计数唯⼀,且随最近使⽤顺序排列。
如果有4个⾏,则需要4个计数器,因此需要2位LRU位。
OPT最佳置换算法,理论算法。
选择的是未来最长⼀段时间不再使⽤的页⾯进⾏淘汰。
CLOCK把可⽤资源分布于表盘上,指针扫过的区域置0,访问时置1。
找第⼀个为0的位置。
是⼀种对最近访问算法的简化。
置 0 的过程表⽰在⼀轮查找过程中页已过时(最近没有访问)。
注意 CLOCK 算法和 C-SCAN 算法的区别。
增加⼀个修改位,可以第⼀圈扫描过程中查找未修改的页,若没有找到,第⼆圈再查找已修改的页。
对于没有修改的页,换出时可能就不需要写回(可能之前已经换出过)。
⾼响应⽐进程、作业调度FCFS先来先服务调度算法。
SJF短作业有限调度算法。
平均等待时间和平均周转时间最短。
优先级优先级调度算法。
可分为⾮剥夺式优先级调度算法和剥夺式优先级算法。
还可分为静态优先级和动态优先级。
⾼响应⽐优先响应⽐=等待时间+要求服务时间要求服务时间也即响应⽐为预估周转时间预估耗时。
因此,长作业等待时间更久,短作业等待时间更短。
时间⽚轮转先来先执⾏,但只能执⾏⼀个时间⽚。
多级反馈队列调度多个就绪队列。
不同队列优先级不同。
优先级⾼的队列,时间⽚⼩。
新进程初始进⼊最⾼优先级队列,如果没有执⾏结束,则追加⾄下⼀级队列,直⾄最后⼀级以时间⽚轮转的⽅式进⾏。
只有⾼优先级队列为空时,低优先级队列才会执⾏。
磁臂调度SSFTShortest Seek Time First最短寻道时间优先算法SCAN扫描算法,⼜称电梯算法。
选择当前移动⽅向上最近的请求。
若没有同⽅向上的请求,再折返。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
实验七操作系统页面调度算法
专业班级:物联网1311 学号:2013198154 姓名:董子龙
教师评分:
一、实验目的和要求:
目的:对操作系统中使用的页面调度算法进行设计。
要求:对教材中所讲述的几种页面调度算法进行深入的分析,通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计,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、实验内容:
1、设计两个程序模拟实现一个作业在内存中执行的页面置换,并计算缺页中断次数。
3、编制两种页面置换算法:1)FIFO页面置换算法;2)LRU页面置换算法
三、实验原理:
1、FIFO页面置换算法:总是选择在内存中驻留时间最长的一页将其淘汰。
2、LRU页面置换算法:选择最近一段时间内最长时间没有被访问过的页面予以淘汰。
四、参考程序:
1、FIFO页面置换算法:
#define M 4 /*m为系统分配给作业的主存中的页面数*/
#define N 15
#include <stdio.h>
void main()
{
int a[M];/*定义内存页面数*/
int b[N];/*定义总页面数*/
int c[N];/*定义被淘汰的页面号*/
int i,k,flag,count,m=0;
printf("请输入作业序号:\n");
for(i=0;i<N;i++) /*输入作业依次要访问的页号*/
scanf("%d",&b[i]);
printf("发生缺页的面号分别为:");
for(i=0;i<M;i++)/*输出发生缺页中断的初始页号共m块*/ { a[i]=b[i];
printf("%3d,",a[i]);
}
count=M;
for(i=M;i<N;i++)
{ flag=0;
for(k=0;k<M;k++)
if(a[k]==b[i])
flag=1;
if(flag==0)
{ c[m]=a[0];
m++;
for(k=0;k<M-1;k++)
a[k]=a[k+1];
a[M-1]=b[i];
count++;
printf("%3d,",b[i]);
}
}
printf("\n发生缺页的次数=%d\n",count);
printf("\n缺页中断率=%.2f%%%\n",(float)count/N*100);
printf("\n驻留内存的页号分别为:");
for(i=0;i<M;i++)
printf("%3d,",a[i]);
printf("\n被淘汰的页号分别为:");
for(i=0;i<m;i++)
printf("%3d,",c[i]);
}
2、LRU页面置换算法:
#define M 4 /*m为在主存中的页面数*/ #define N 15
#include <stdio.h>
void main()
{
int a[M];/*定义内存页面数*/
int b[N];
int c[N];/*定义被淘汰的页面号*/ int i,j,k,count,flag,m=0;
printf("请输入作业序号:\n");
for(i=0;i<N;i++)/*输入作业依次访问的页号*/
scanf("%d",&b[i]);
printf("发生缺页的面号分别为:\n");
for(i=0;i<M;i++)
{ a[i]=b[i];
printf("%3d",a[i]);
}
count=M;
for(i=M;i<N;i++)
{ flag=0;
for(k=0;k<M;k++)
if(a[k]==b[i])
flag=1;
if(flag==0)
{ c[m]=a[0];
m++;
for(k=0;k<M-1;k++)
a[k]=a[k+1];
a[M-1]=b[i];
count++;
printf("%3d,",b[i]);
}
}
/*在此处将程序补充完整*/
printf("\n发生缺页的次数=%d\n",count);
printf("\n缺页中断率=%.2f%%%\n",(float)count/N*100);
printf("\n驻留内存的页号分别为:");
for(i=0;i<M;i++)
printf("%d,",a[i]);
printf("\n被淘汰的页号分别为:");
for(i=0;i<m;i++)
printf("%3d,",c[i]);
}
五、参考文献:
1、《操作系统教程》,第3版,孙钟秀主编,高等教育出版社。
2、《计算机操作系统教程习题解答与实验指导书》,第2版,张尧学编著,清华大学出版社。
3、《操作系统实验与课程设计》,庞丽萍编,华中科技大学出版社。