请求页式管理缺页中断模拟设计--+LRU、随机淘汰算法
操作系统 课程实验-实验四页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断
实验四页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断一、实验目的深入了解页式存储管理如何实现地址转换；进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。
二、实验预备知识页式存储管理中地址转换的方法；页式虚拟存储的缺页中断处理方法。
三、实验内容编写程序完成页式虚拟存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。
实验具体包括：首先对给定的地址进行地址转换工作，若发生缺页则先进行缺页中断处理，然后再进行地址转换；最后编写主函数对所做工作进行测试。
假定主存64KB，每个主存块1024字节，作业最大支持到64KB，系统中每个作业分得主存块4块。
四、提示与讲解页式存储管理中地址转换过程很简单，假定主存块的大小为2n字节，主存大小为2m'字节和逻辑地址m位，则进行地址转换时，首先从逻辑地址中的高m-n位中取得页号，然后根据页号查页表，得到块号，并将块号放入物理地址的高m'-n位，最后从逻辑地址中取得低n位放入物理地址的低n位就得到了物理地址，过程如图6所示。
逻辑地址图6 页式存储管理系统地址转换示意图地址转换是由硬件完成的，实验中使用软件程序模拟地址转换过程，模拟地址转换的流程如图7所示（实验中假定主存64KB，每个主存块1024字节，即n=10,m'=16，物理地址中块号6位、块内地址10位；作业最大64KB，即m=16，逻辑地址中页号6位、页内地址10位）。
在页式虚拟存储管理方式中，作业信息作为副本放在磁盘上，作业执行时仅把作业信息的部分页面装入主存储器，作业执行时若访问的页面在主存中，则按上述方式进行地址转换，若访问的页面不在主存中，则产生一个“缺页中断”，由操作系统把当前所需的页面装入主存储器后，再次执行时才可以按上述方法进行地址转换。
页式虚拟存储管理方式中页表除页号和该页对应的主存块号外，至少还要包括存在标志（该页是否在主存），磁盘位置（该页的副本在磁盘上的位置）和修改标志（该页是否修改过）。
lru页面淘汰算法
lru页面淘汰算法摘要：1.LRU 页面淘汰算法的定义2.LRU 页面淘汰算法的工作原理3.LRU 页面淘汰算法的优缺点4.LRU 页面淘汰算法的应用实例正文：一、LRU 页面淘汰算法的定义LRU（Least Recently Used，最近最少使用）页面淘汰算法是一种常用的内存管理策略，主要用于虚拟内存和页面替换算法中。
当内存中的页面数量不足以容纳新的页面时，LRU 算法会根据页面的使用频率来选择一个或多个页面进行替换，从而为新页面腾出空间。
二、LRU 页面淘汰算法的工作原理LRU 算法的核心思想是，将最近最少使用的页面替换出去。
具体来说，LRU 算法会维护一个页面访问顺序列表，每次访问一个页面时，将该页面在列表中的位置移动到列表的头部。
当需要进行页面替换时，LRU 算法会从列表的头部开始查找，找到第一个在访问顺序中位于尾部的页面进行替换。
三、LRU 页面淘汰算法的优缺点1.优点：LRU 算法能有效地反映页面的使用频率，将最近最少使用的页面替换出去，从而提高内存的利用率。
同时，LRU 算法实现简单，无需额外的数据结构支持。
2.缺点：LRU 算法对于某些页面访问模式可能存在一定的不公平性，例如访问顺序固定的页面序列。
此外，在页面访问顺序发生逆转时，LRU 算法可能会产生较多的页面替换。
四、LRU 页面淘汰算法的应用实例LRU 算法广泛应用于操作系统、数据库管理系统、浏览器缓存等领域。
例如，在操作系统中，LRU 算法可以用于虚拟内存的页面替换，从而提高内存的利用率；在数据库管理系统中，LRU 算法可以用于缓存策略，提高查询效率；在浏览器缓存中，LRU 算法可以用于页面缓存策略，提高网页加载速度。
总结：LRU 页面淘汰算法是一种简单有效的内存管理策略，能够根据页面的使用频率进行页面替换，提高内存的利用率。
详解页式管理置换算法FIFO_LRU_OPT
页式管理OPT、LRU、FIFO置换算法详解指令：1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6若内存最多容纳4个页面，则……一、OPT（理想型淘汰）算法该算法无法实现。
置换规则：（1）淘汰内存中以后不再访问的页面；（2）如果没有（1），则淘汰将要访问指令之后的将来最迟被访问的指令的页面。
分析：（1）当访问5时，内存1,2,3,4,发生第5次中断，淘汰不再访问的4，换入5，内存1,2,3,5；（2）当访问6时，内存1,2,3,5,发生第6次中断，淘汰不再访问的5，换入6，内存1,2,3,6；（3）当访问7时，内存1,2,3,6,发生第7次中断，由于之后的指令（1、2、3、6）都是现在内存页面都存在的指令，无法淘汰，但可以根据指令访问顺序，先淘汰将来最迟被访问的1，换入7，置换后的内存7,2,3,6；（4）当访问1时，内存7,2,3,6,发生第8次中断，淘汰不再访问的7，换入1，内存1,2,3,6；即OPT算法一共会出现8次缺页中断。
二、LRU（最近最久未使用）算法该算法利用堆栈实现，每次访问都调整堆栈中页面顺序。
把被访问页面从栈移出再压入栈顶。
置换规则：（1）栈顶始终为最新访问过的页面；（2）栈底始终为最近最久未被访问的页面；（3）访问存在的页面要调到栈顶。
分析：（1）访问第5个指令2时，由于内存页面中已经存在2，所以不置换，但调整2在栈中顺序，即将2调到栈顶，其它页面依次后置。
调整前内存4,3,2,1,调整后内存2,4,3,1；（2）访问第7个指令5时，发生第5次中断，原内存1,2,4,3,淘汰栈底3，栈顶调入5，调整后内存5,1,2,4；（3）访问第8个指令6时，发生第6次中断，原内存5,1,2,4,，淘汰栈底4，栈顶调入6，调整后内存6,5,1,2；……即LRU算法一共会出现10次缺页中断。
三、FIFO（先进先出）算法该算法利用队列实现。
FIFO与LRU的区别是FIFO遇到内存中存在的页面不需要调换页面顺序。
OPT、FIFO、LRU算法的实现
OPT、FIFO、LRU算法的实现⼀、实验⽬的1. 了解虚拟存储技术的特点，掌握虚拟存储请求页式存储管理中⼏种基本页⾯置换算法的基本思想和实现过程，并⽐较它们的效率。
2. 了解程序设计技术和内存泄露的原因⼆、实验内容模拟实现请求页式存储管理的⼏种基本页⾯置换算法最佳淘汰算法（OPT）先进先出的算法（FIFO）最近最久未使⽤算法（LRU）三、实验原理1. 虚拟存储系统UNIX中，为了提⾼内存利⽤率，提供了内外存进程对换机制；内存空间的分配和回收均以页为单位进⾏；⼀个进程只需将其⼀部分（段或页）调⼊内存便可运⾏；还⽀持请求调页的存储管理⽅式。
当进程在运⾏中需要访问某部分程序和数据时，发现其所在页⾯不在内存，就⽴即提出请求（向CPU发出缺中断），由系统将其所需页⾯调⼊内存。
这种页⾯调⼊⽅式叫请求调页。
为实现请求调页，核⼼配置了四种数据结构：页表、页框号、访问位、修改位、有效位、保护位等。
2. 页⾯置换算法当CPU接收到缺页中断信号，中断处理程序先保存现场，分析中断原因，转⼊缺页中断处理程序。
该程序通过查找页表，得到该页所在外存的物理块号。
如果此时内存未满，能容纳新页，则启动磁盘I/O将所缺之页调⼊内存，然后修改页表。
如果内存已满，则须按某种置换算法从内存中选出⼀页准备换出，是否重新写盘由页表的修改位决定，然后将缺页调⼊，修改页表。
利⽤修改后的页表，去形成所要访问数据的物理地址，再去访问内存数据。
整个页⾯的调⼊过程对⽤户是透明的。
最佳淘汰算法（OPT）：选择永不使⽤或在未来最长时间内不再被访问的页⾯予以替换。
先进先出的算法（FIFO）：选择在内存中驻留时间最久的页⾯予以替换。
最近最久未使⽤算法（LRU）：选择过去最长时间未被访问的页⾯予以替换。
3. ⾸先⽤srand( )和rand( )函数定义和产⽣指令序列，然后将指令序列变换成相应的页地址流，并针对不同的算法计算出相应的命中率。
（1）通过随机数产⽣⼀个指令序列，共320条指令。
请求页式管理缺页中断模拟设计-- LRU、随机淘汰算法
学号：课程设计题目请求页式管理缺页中断模拟设计-- LRU、随机淘汰算法学院计算机学院专业班级姓名指导教师吴利军2013 年01 月14 日课程设计任务书学生姓名：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目:请求页式管理缺页中断模拟设计--LRU、随机淘汰算法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，了解有关虚拟存储器、页式存储管理等概念，并体会和了解缺页和页面置换的具体实施方法。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．实现指定淘汰算法。
能够处理以下的情形：⑴能够输入给作业分配的内存块数；⑵能够输入给定的页面，并计算发生缺页的次数以及缺页率；⑶缺页时，如果发生页面置换，输出淘汰的页号。
2．设计报告内容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计（数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收、撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日请求页式管理缺页中段模拟设计——LRU、随机淘汰算法1概述1.1原理页式存储管理把内存分割成大小相等位置固定的若干区域，叫内存页面，内存的分配以“页”为单位，一个程序可以占用不连续的页面，逻辑页面的大小和内存页面的大小相同，内外存的交换也以页为单位进行，页面交换时，先查询快表，若快表中找不到所需页面再去查询页表，若页表中仍未找到说明发生了缺页中断，需先将所需页面调入内存再进行存取。
页式虚拟存储管理FIFO、LRU和OPT页面置换算法
目录1 需求分析 (2)1.1 目的和要求 (2)1.2 研究内容 (2)2 概要设计 (2)2．1 FIFO算法 (3)2．2 LRU算法 (3)2．3 OPT算法 (3)2．4 输入新的页面引用串 (3)3 详细设计 (4)3．1 FIFO（先进先出）页面置换算法： (4)3．2 LRU（最近最久未使用）置换算法： (4)3．3 OPT（最优页）置换算法 (4)4 测试 (5)5 运行结果 (5)6 课程设计总结 (9)7 参考文献 (10)8 附录：源程序清单 (10)1 需求分析1.1 目的和要求在熟练掌握计算机虚拟存储技术的原理的基础上，利用一种程序设计语言模拟实现几种置换算法，一方面加深对原理的理解，另一方面提高学生通过编程根据已有原理解决实际问题的能力，为学生将来进行系统软件开发和针对实际问题提出高效的软件解决方案打下基础。
1.2 研究内容模拟实现页式虚拟存储管理的三种页面置换算法（FIFO(先进先出)、LRU （最近最久未使用）和OPT（最长时间不使用）），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。
2 概要设计本程序主要划分为4个功能模块，分别是应用FIFO算法、应用LRU算法、应用OPT算法和页面引用串的插入。
1.1各模块之间的结构图2．1 FIFO 算法该模块的主要功能是对相应页面引用串进行处理，输出经过FIFO 算法处理之后的结果。
2．2 LRU 算法该模块的主要功功能是对相应的页面引用串进行处理，输出经过LRU 算法处理之后的结果。
2．3 OPT 算法该模块的主要功功能是对相应的页面引用串进行处理，输出经过OPT 算法处理之后的结果。
2．4 输入新的页面引用串该模块的主要功能是用户自己输入新的页面引用串，系统默认的字符串是0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0，用户可以自定义全新的20个数字页面引用串。
C语言 页面淘汰算法 OPT FIFO LRU CLOCK
《操作系统原理》上机作业（报告）作业：页面淘汰算法作业编号 6 题目页面淘汰/置换算法作业要求【题目要求】通过模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法，了解虚拟存储技术的特点，掌握虚拟存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程，并比较它们的效率。
针对一个页框，根据实验数据，以OPT算法为参考，研究FIFO页面淘汰算法、LRU页面淘汰以及CLOCK算法针对同一批实验数据的缺页率，以及研究在不同页框设置下的各算法缺页率表现情况。
页面引用序列为：4, 3, 2, 1, 4, 3, 5, 4, 3, 2, 1, 5（1）固定分配局部置换情况下，驻留集大小为3，针对该内存页面引用序列模拟各算法的运行过程，并计算缺页率。
（2）模拟驻留集大小为4和5的情况下各算法的运行过程和缺页率。
其菜单如下：*************内存分配和回收***********=================================0. 退出1. OPT算法实现2. LRU算法实现3. FIFO算法实现4. CLOCK算法5. 显示缺页率对比表=================================【实习要求】可选编程语言：C/C++/Java/C#/Python；实现在同一个程序文件中（C/C++）；请适当注释；【实现提示】所需变量N：程序执行需要访问的页面数Msize：内存中可容纳的页数lack：在一次页面走向序列中用来统计缺页次数rate：缺页次数/总页数变量声明如下图所示：队列结构页面引用序列pages[N]和内存容量Memory[m]均用简单的数据结构线性表实现，其声明如图所示：【选做内容】改进型CLOCK算法实现。
构造一个页面引用序列，并出现Belady现象。
报告正文（运行屏幕截图及源代码）一．截图。
二．附录。
#include"stdio.h"#define N 30 //最大页数static int Msize; //内存容页数static int lacknum; //缺页数static int pages[N] = {4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5};static int memery[10];void Initial(){int i;for(i = 0; i < 10; i++){memery[i] = 0;}lacknum = 0;}int To_left(int index, int page) //计算之前的本页到现在已经多久了{int i = index - 1;while(i>=0){if(pages[i] == page)。
第3章 存储管理(3)答案
第3章 内存管理(3)一、单项选择题1．虚拟存储技术是 。
A ．补充内存物理空问的技术B ．补充相对地址空间的技术C ．扩充外存空问的技术D ．扩充输入输出缓冲区的技术解：虚拟存储技术并没有实际扩充内、外存，而是采用相关技术相对的扩充主存。
本题答案为B 。
2．以下不属于虚拟内存特征的是 。
A ．一次性B ．多次性C ．对换性D ．离散性解：多次性、对换性和离散性都是虚拟内存的特征。
本题答案为A 。
3．虚拟内存的基础是 。
A ．局部性理论B ．代码的顺序执行C ．变量的连续访问D ．指令局部性解：虚拟内存的基础是局部性理论，包括程序执行的局部性和存储空间访问的局部性。
本题答案为A 。
4．实施虚拟存储器管理的依据是程序的 。
A ．局部性原 B ．动态性原理 C ．并发性原 D ．一致性原理 解：同上题说明。
本题答案为A 。
5．实现虚拟内存最主要的技术是 。
A ．整体覆盖 B ．整体对换 C ．部分对换 D ．多道程序设计解：虚拟存储器具有多次性、对换性和虚拟性，而内、外存数据交换(对换)是基础。
本题答案为C 。
6．虚拟存储器是 。
A ．可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间B ．可提高计算机运算速度的设备C ．容量扩大了的主存D ．实际上不存在的存储器解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，可以运行大于实际内存大 小的作业。
本题答案为A 。
7．若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为 字节。
A ．2GB B ．4GB C ．100KB D ．640KB解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=322B=4GB 。
本题答案为B 。
8．设主存容量为1MB ，外存容量为400MB ，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是 。
A ．1MB B ．401MBC ．1MB+242 B D ．242 B解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=242B 。
使用最近未使用页淘汰(NRU)算法模拟实现页淘汰进程
使用最近未使用页淘汰（NRU）算法模拟实现页淘汰进程摘要：最近未使用页淘汰（NRU）算法或者时钟算法是实际使用的诸多页淘汰算法中的一种。
本课程设计是使用C程序设计语言，在windows平台下对页淘汰（NRU）算法模拟，通过页淘汰（NRU）算法的模拟来进一步的加深对使用NRU算法的了解，及对C程序设计语言的使用。
关键词：页淘汰 NRU 时钟算法一．设计的背景介绍1.1 介绍相关概念，相关算法页淘汰工作通常是由一个系统进程或线程完成的，该进程称为页淘汰进程。
页淘汰的时机：当内存空闲页面数低于系统所配置的最小阈值时启动（唤醒）页淘汰的进程，页淘汰进程被启动后就开始不停地选择和淘汰释放页，直到内存的空闲页面数达到系统所配置的最大阈值为止。
此后，页淘汰进程进入睡眠（等待）状态，直到下次因内存空闲页面数少于最小阈值而被再次唤醒（启动）。
最近未使用页淘汰（NRU）算法的原理：①该算法为每个页面设置两个硬件位—访问位和修改位访问位= 0:该页尚未被访问过; 访问位= 1:该页已经被访问过修改位= 0:该页尚未被修改过; 访问位= 1:该页已经被修改过②开始时所有页的访问位,修改位都设为0, 访问/修改时再置1。
③当页淘汰进程工作时,首先淘汰那些访问位为0的页。
然后，如果还需要继续淘汰（即空闲页面尚未达到最大阈值），则淘汰那些访问位为1但修改位为0的页。
最后如果空闲页面还不够，则淘汰那些修改位为1的页。
④由于大多数页迟早要被访问，故页淘汰进程定期遍历内存页—将每页的访问位都置为0（周期性地对访问位清零）。
这种清除过程类似于时针在时钟面上的运行故NRU算法又称为时钟（clock）算法。
1.2 简要介绍设计环境、设计工具利用VC++6.0/TC3.0在Dos/Windows平台使用最近未使用页淘汰（NRU）算法模拟实现页淘汰进程二．设计思路和总体流程图2.1 基本思路以命令行方式运行程序，调用read()函数读入页面请求队列，按照页面请求队列的先后顺序逐个处理请求页面。
实验--编程实现请求分页存储管理页面Optimal、FIFO、LRU置换算法
for(int i=0;i<fS;i++){
if(((Couple)(i)).time<temp){
temp=((Couple)(i)).time;
index=i;
}
}
for(int i=0;i<fS;i++){
if(i!=index){
((Couple)(i)).time--;
for(int i=0;i<;i++){
"Frame size: "+frameSize[i]+"\n");
(frameSize[i]);
(frameSize[i]);
"Total errors found: "+errorCount);
"\n************************************\n");
(frameSize[i]);
(frameSize[i]);
"Total errors found: "+errorCount);
"\n************************************\n");
errorCount=0;
}
"----------------Using LRU----------------");
(new Couple(0));
}
}
public void LRUReplace(int fS){
boolean findThesame=false;
int pre=-1;alue==digitalArray[j]){
请求页式管理缺页中断模拟设计--FIFO、OPT
课程设计题目请求页式管理缺页中断模拟设计--FIFO、OPT学院计算机科学与技术专业班级姓名指导教师吴利军2013 年 1 月16 日课程设计任务书学生姓名：指导教师：吴利军_ 工作单位：计算机科学与技术学院题目: 请求页式管理缺页中断模拟设计--FIFO、OPT初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，了解有关虚拟存储器、页式存储管理等概念，并体会和了解缺页和页面置换的具体实施方法。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．实现指定淘汰算法。
能够处理以下的情形：⑴能够输入给作业分配的内存块数；⑵能够输入给定的页面，并计算发生缺页的次数以及缺页率；⑶缺页时，如果发生页面置换，输出淘汰的页号。
2．设计报告内容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计（数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收、撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日请求页式管理缺页中断模拟设计——FIFO、OPT1课程设计目的与功能1.1设计目的结合《操作系统》所学内存页式管理章节，掌握虚拟内存设计的重要性，熟悉和掌握请求分页式存储管理的实现原理，通过分析、设计和实现页式虚拟存储管理缺页中断的模拟系统，重点掌握当请求页面不在内存而内存块已经全部被占用时的替换算法（主要通过FIFO和OPT实现），并考察替换算法的评价指标——缺页次数和缺页率，得到淘汰的页面次序。
对用LRU和FIFO算法计算“缺页中断”的理解
对⽤LRU和FIFO算法计算“缺页中断”的理解输⼊缺页次数页⾯流：0 1 2 3 2 1 3 2 5 2 3 6 2 1 4 2 FIFO分析：012發別調⼊內存，則內存：012(3次缺⾴)調⼊3逃汰最先進⼊的0,則內存：123(4次缺⾴)調⼊2來命中,則內存：123(內存中有2不缺⾴)調⼊1來命中,則內存：123(內存中有1不缺⾴)調⼊3來命中,則內存：123(內存中有3不缺⾴)調⼊5逃汰最先進⼊的1,則內存：235(5次缺⾴)2，3別別命中，則內存：235調⼊6逃汰最先進⼊的,則內存：356(6次缺⾴)調⼊2逃汰最先進⼊的,則內存：562(7次缺⾴)調⼊1逃汰最先進⼊的,則內存：621(8次缺⾴)最后2命中，所以缺页8次=============================在LRU算法中，最近最少使⽤的页⾯被先换出输⼊:7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0写出LRU算法实现页⾯更换，并给出缺页次数.(设在内存中占四个页架）分析：1题⽬给了访问串7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 02题⽬给了内存中占四个页架3题⽬给了⽤LRU算法来实现。
要求：画出算法实现。
LRU给出⾏ 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0头-----> 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 01 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 70 1 2 2 3 0 4 2 2 0 3 3 1 2 0 1底-----> 7 7 1 1 2 3 0 4 4 4 0 0 3 3 2 2淘汰出内存的页⾯： 7 1 4 3整个的表格是怎么来的呢？请注意：题⽬给了7, 写7；题⽬给了0，写0, 7下⼀格；题⽬给了1, 写1，0下⼀格；题⽬给了2, 写2，1下⼀格；注意：已经四个了从上到下是：2107达到了2的要求：内存中占四个页架。
(C语言)用FIFO和LRU算法处理缺页中断
{
stop=1;
}
}
else
{
scanf("%s",s);
if (pagelist[p].flag)//该页在主存中
{
int result;
result=pagelist[p].block*SizeOfBlock+q;
}
po=GetMax();
pagelist[P[po]].flag=0;//从主存中调出该页
//if(pagelist[P[po]].dirty==1)
printf("out %ld\n",P[po]);
printf("in %ld\n",p);//输出调出的页号
cout<<"绝对地址为："<<pagelist[p].block<<"*"<<SizeOfBlock<<"+"<<q<<"="<<result<<endl;
if (s[0]=='Y' || s[0]=='y')
{
pagelist[p].dirty=1;
//是存指令，修改标志为“1”
cout<<"绝对地址为："<<pagelist[p].block<<"*"<<SizeOfBlock<<"+"<<q<<"="<<result<<endl;
存储分配解决多道作业（A）的划分问题为了解决静态和动态...
一、选择题１、存储分配解决多道作业（Ａ）的划分问题。
为了解决静态和动态存储分配，需采用地址重定位，即把（Ｂ）变换成（Ｃ），静态重定位由（Ｄ）实现，动态重定位由（Ｅ）实现。
Ａ：①地址空间②符号名空间③主存空间④虚拟空间Ｂ、Ｃ：①页面地址②段地址③逻辑地址④物理地址⑤外存地址⑥设备地址Ｄ～Ｅ：①硬件地址变换机构②执行程序③汇编程序④连接装入程序⑤调试程序⑥编译程序⑦解释程序２、提高主存利用率主要是通过（Ａ）功能实现的。
（Ａ）的基本任务是为每道程序做（Ｂ）；使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（Ｃ）功能实现的。
Ａ、Ｃ：①主存分配②主存保护③地址映射④对换⑤主存扩充Ｂ：①逻辑地址到物理地址的变换；②内存与外存间的交换；③允许用户程序的地址空间大于内存空间；④分配内存３、由固定分区方式发展为分页存储管理方式的主要推动力是（Ａ）；由分页系统发展为分段系统，进而以发展为段页式系统的主要动力分别是（Ｂ）和（Ｃ）。
Ａ～Ｃ：①提高主存的利用率；②提高系统的吞吐量；③满足用户需要；④更好地满足多道程序运行的需要；⑤既满足用户要求，又提高主存利用率。
４、静态重定位是在作业的（Ａ）中进行的，动态重定位是在作业的（Ｂ）中进行的。
Ａ、Ｂ：①编译过程；②装入过程；③修改过程；④执行过程５、在首次适应算法中，要求空闲分区按（Ａ）顺序链接成空闲分区链在最佳适应算法中按（Ｂ）顺序链接成空闲分区链；在最坏适应算法中按（Ｃ）顺序链接成空闲分区链。
Ａ～Ｃ：①空闲区地址递增；②空闲区首址递减；③空闲区大小递增；④空闲区大小递减。
６、回收内存时可能出现下述四种情况：⑴释放区与插入点前一分区F1相邻，此时应（Ａ）；⑵释放区与插入点后一分区F2相邻，此时，应（Ｂ）；⑶释放区不与F1和F2相连，此时应（Ｃ）。
Ａ～Ｃ：①为回收区建立一分区表项，填上分区的大小和始址；②以F1为分区的表项作为新表项且不做任何改变；③以F1为分区的表项作为新表项，修改新表项的大小；④以F2为分区的表项作为新表项，同时修改新表项的大小和始址。
存储管理部分题目
存储管理部分题目存储管理部分练习题一、选择题：1、把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中的物理地址称为。
A、加载B、重定位C、物理化D、逻辑化2、虚存的基础是，其基本含义是。
A、局部性理论B、代码的顺序执行C、程序执行时对内存访问不均匀D、变量的连续访问E、指令局部性 3、某系统采用基址、限长寄存器保护方法实现存储保护，在这种方法中判断是否越界的判别式为。
A、0≤被访问的物理地址＜基址寄存器的内容 B、0≤被访问的物理地址≤寄存器的内容 C、0≤被访问的逻辑地址＜限长寄存器的内容 D、0≤被访问的逻辑地址≤限长寄存器的内容 4、最佳适应算法的空白区是。
A、按大小递增顺序排列的 B、按大小递减顺序排列的 C、按地址小到大排列的 D、按地址有大到小排列的 5、在页式存储管理中，每当CPU形成一个有效地址(虚地址)时，要查页表，这一工作是实现的，操作系统感知页表的存在。
A、硬件自动B、操作系统C、查表程序 D、存取控制程序 E、能够F、不能够 6、具有虚拟存储功能的管理方法包括。
A、可变分区存储管理 B、页式存储管理 C、段式存储管理D、段页式存储管理7、采用不会产生内部碎片。
A、分页式存储管理 B、分段式存储管理 C、固定分区式存储管理 D、段页式存储管理8、测得某个采用按需调页(Demand-Paging)策略的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20%，用于对换空间的硬盘的利用率%，其他设备的利用率5%，此断定系统出现异常。
此种情况下，能提高利用率。
A、安装一个更快的硬盘B、通过扩大硬盘容量，增加对换空间C、增加运行进程数D、加内存条，增加物理空间容量二、填空题：1、为了支持多道程序运行，存储管理的主要功能应该是、、。
2、虚拟存储器的最大容量是决定的。
3、在可变分区存储管理中，分区的保护通常采用和两种方式。
4、在分区分配算法中，首次适应算法倾向于优先利用内存中部分的空闲分区，从而把保留了部分的大空闲区。
操作系统_页面置换算法FIFO,OPT,LRU实现
cout <<frame[k].num <<' ';
cout <<endl;
}
}
cout <<“LRU:”<<endl;
cout <<“Error次数:”<<error <<endl;
cout <<“Frame Error:”<<(error / 12.0)<<endl <<endl;
}
intmain()
{
FIFO();
OPT();
LRU();
}
（以上为实现页面置换算法FIFO,OPT,LRU的代码）
frame[0].num = input[i];
elseif(frame[1].mark>frame[0].mark&&frame[1].mark>frame[2].mark)
frame[1].num = input[i];
else
frame[2].num = input[i];
cout <<input[i] <<“ | “;
3.FIFO算法实现。
4.在OPT实现中,mark属性设置,以及向后遍历的参数设置。
代码如下:
#include
usingnamespacestd;
intinput[12] = { 2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,3,1 };
classpage
{
public:
intnum;
intmark;
操作系统课程设计：lru页面置换算法
操作系统功能模拟设计实验题目： lru置换算法（C编写）学生姓名：计号学号： 1104032022专业：网络工程班级：11网络工程二班实验题目LRU页面调度算法处理缺页中断一、实验目的：了解和掌握寄存器分配和内存分配的有关技术二、实验内容（1）首先对LRU页面调度算法原理进行深刻的理解和掌握；（2）选择一种熟悉的编程语言来实现对一组访问序列进行内部的cache更新；（3）根据LRU页面调度算法算法的要求设计相应的数据结构，如：记录访问序列的数组、模拟内存cache的数组等等；（4）显示每个访问数进入cache的操作并显示出每次访问后内存中序列的状态。
三、实验环境Windows系统，c语言四、实验主要步骤（包括使用的数据结构的说明）1、初始化及使用数据结构开始的阶段，产生随机的访问序列，并用了结构体：struct page{int pageframe[10]; // 表示页表int flag; //标记是否有页面置换int length; //用来访问序列的长度int page_count; //页框的数目int page_serial[20]; //存取随机产生的访问序列组int count; //用来标识页框是否被装满int k; //用于记录访问页表的指针int pagetime[10]; //用来记录页框里面的数被访问的过后到再一次被访问所经历的的时间}p;并初始化这些量;void init(){ //初始化所有页表int i;p.flag=0;for(i=0;i<10;i++){p.pageframe[i]=-1;p.pagetime[i]=0;}for(i=0;i<20;i++){p.page_serial[i]=-1;}}2、LRU页面调度算法原理LRU页面调度算法是对要访问cache的访问序列进行更新的，当页表还是空的时候，进来要访问的页如果页表里面有的话，就对它的访问记录加一，如果也表里面没有切页表么有填满，就像页表里面添加。
opt,fifo,lru算法例题置换次数
opt,fifo,lru算法例题置换次数以下是一个使用OPT、FIFO和LRU算法进行页面置换的例子：假设某程序的页面访问序列为1、2、3、4、5、2、3、1、2、3、4、5、1、2、3、4，并且开始执行时主存中没有页面，分配给该程序的物理块数是3。
1. 使用OPT（最佳置换算法）进行页面置换：第一次访问1，缺页，进入内存。
第二次访问2，缺页，进入内存。
第三次访问3，缺页，进入内存。
第四次访问4，缺页，进入内存。
第五次访问5，缺页，需要淘汰一个页面。
根据OPT算法，选择最长时间不会被访问的页面进行淘汰，即选择页面3进行淘汰。
第六次访问2，页面2在内存中，无需置换。
第七次访问3，页面3在内存中，无需置换。
第八次访问1，缺页，进入内存。
第九次访问2，页面2在内存中，无需置换。
第十次访问3，页面3在内存中，无需置换。
第十一次访问4，缺页，需要淘汰一个页面。
根据OPT算法，选择最长时间不会被访问的页面进行淘汰，即选择页面1进行淘汰。
第十二次访问5，缺页，需要淘汰一个页面。
根据OPT算法，选择最长时间不会被访问的页面进行淘汰，即选择页面4进行淘汰。
第十三次访问1，页面1在内存中，无需置换。
第十四次访问2，页面2在内存中，无需置换。
第十五次访问3，页面3在内存中，无需置换。
第十六次访问4，缺页，需要淘汰一个页面。
根据OPT算法，选择最长时间不会被访问的页面进行淘汰，即选择页面5进行淘汰。
总共进行了5次页面置换。
2. 使用FIFO（先进先出置换算法）进行页面置换：第一次访问1，缺页，进入内存。
第二次访问2，缺页，进入内存。
第三次访问3，缺页，进入内存。
第四次访问4，缺页，进入内存。
第五次访问5，缺页，需要淘汰一个页面。
根据FIFO算法，选择最早进入内存的页面进行淘汰，即选择页面3进行淘汰。
第六次访问2，页面2在内存中，无需置换。
第七次访问3，页面3在内存中，无需置换。
第八次访问1，缺页，进入内存。
第九次访问2，页面2在内存中，无需置换。
LRU淘汰算法的一种实现设想
影 响 虚存 性 能 的 关键 是 命 中 率 ， 即一 次 操 作 中 其 对 象 在 内存 中 的概 率 ，虚 拟 内存 之 所
以 可行 ，是 因 为 程 序 具 有 局 部 性 ，程 序 局 部 性 有 两 个 方 面 的含 义 ：① 时 间局 部 性 ，如 果 一
一
、
户有 独 立 的 内 存 区域 ，但 由于 内 存 空 间 有 限 ，往 往 采 用 内外 存 对 换 的 技 术 （ ＷＡ Ｐ Ｎ Ｓ Ｐ Ｉ Ｇ技
术 ）来 提 高 内存 使 用 率 ，接 纳 更 多 的用 户 。这 是 以作 业 为 单 位 的 存 储 区 域 的 覆 盖 ，被 换 出
外 存 的作 业 将 在 一 段 时 间 内停 止 运 行 ，在 同一 作 业 内部 由 于 内存 大 小 有 限 ，作 业 进 程 能 得 到 的存 储 空 间 会 小 于 某 些 作 业 的 地 址 空 间 ，为 使 这 样 的 作 业 也 能 在 系 统 中运 行 ，需 要 采 用 作业 内部 的覆 盖 技术 ，即 在 内存 保 留作 业 （ 进 程 ） 的 一 部 分 程 序 或 数 据 ，而 在 外 存 放 置 或 整 个 地 址 空 间 的 副 本 ，作 业 运 行 时 可 以 随 机 的 存 取 在 内 存 的 那 部 分 程 序 或 数 据 ，一 旦 需 要 使 用 不在 内存 的 程 序 或 数 据 时 ，就 会 “ 出 ” 部 分 内 存 区域 ，将 它 们 的 内 容 放 回 外 存 ，再 腾 将 需 要 使 用 的那 些 内容 调 入 内存 ，实 现 作 业 内 部 的 局 部 对 换 ，从 而 允 许 作 业 的 地 址 空 间 大 于 实 际分 配 的 存 储 区域 ，这 就 是 虚 拟 存 储 技 术 ，虚 拟 技 术 是 一 种 典 型 的 资 源 转 化 技 术 ， 以 Ｃ Ｕ 时 间及 外 存 换 取 内存 。 Ｐ 虚 拟 内存 技 术 可 以是 基 于 段 式 的 （ 以段 为单 位 进 行 对 换 ） ，也可 以是 基 于 页 式 的 ，基 于
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学号：0120610340231课程设计题目请求页式管理缺页中断模拟设计--LRU、随机淘汰算法学院计算机学院专业计算机科学与技术班级计算机0602姓名朱林指导教师王红霞2009 年01 月08 日课程设计任务书学生姓名：朱林专业班级：计算机0602指导教师：王红霞工作单位：计算机科学与技术学院题目:请求页式管理缺页中断模拟设计-- LRU、随机淘汰算法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的内存管理章节内容，了解有关虚拟存储器、页式存储管理等概念，并体会和了解缺页和页面置换的具体实施方法。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．实现指定淘汰算法。
能够处理以下的情形：⑴能够输入给作业分配的内存块数；⑵能够输入给定的页面，并计算发生缺页的次数以及缺页率；⑶缺页时，如果发生页面置换，输出淘汰的页号。
2．设计报告内容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计（数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：错误！未找到引用源。
）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；错误！未找到引用源。
）什么地方做得不太好，以后如何改正；错误！未找到引用源。
）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；错误！未找到引用源。
）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；错误！未找到引用源。
）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。
时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收、撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日开始请求页面序列结束？内存块已满？利用替换算法，选择内存块中应该被替换的页面进行替换，修改页表选择将要调入页面放入未被占用的内存块中,修改页表NYN结束Y 页面在内存中？N Y请求页式管理缺页中段模拟设计 ——LRU 、随机淘汰算法1需求分析用一种计算机高级语言来实现请求页式管理缺页中段模拟设计的LRU 和随机淘汰算法，设计要求如下：⑴ 能够输入给作业分配的内存块数；⑵ 能够输入给定的页面，并计算发生缺页的次数以及缺页率； ⑶ 缺页时，如果发生页面置换，输出淘汰的页号。
请求分页流程图：2功能设计2.1数据结构（1）用结构体定义页表表项：struct page{int page_num; //页面号int memory_num; //页面对应的内存物理块号int flag; //状态标志，判断页面是否在内存};(2)算法中涉及到的主要变量：int page_size; //给定的页面数int memory_size; //给定的内存物理块数int *page_array, //存放页面的输入序列int *memory; //存放内存物理块的序列int lacktime; //缺页次数int page; //当前页面号int *save；//保存被淘汰的页面号(随机算法中)int *change_page; //保存被淘汰的页面号(LRU算法中)int *weight; //记录内存中页面的存在次数(LRU算法中)bool in; //标志页面是否在内存中(LRU算法中)2.2模块说明(3)LRU淘汰算法void LRU(){用一个整形指针change_page保存被淘汰的页面号；用一个整形指针weight记录内存中各页面的存在次数；a.若当前页在内存中，置in的值为1；b.若当前页不在内存中且内存已满，lacktime加1，比较内存中的页面的weight值，weight值最大的那个页面即为将要被淘汰的页，然后将当前页装入内存，并修改当前页和被淘汰页的页表内容；c.若当前页不在内存中且内存未满，lacktime加1，将此页装入内存，并修改页表表项的内容；输出lacktime的值，缺页率和被淘汰的页面号；}(4)随机淘汰算法void random(){用一个整形指针save保存被淘汰的页面号；do{a.若当前页面在内存中，输出相关信息；b.若当前页面不在内存中，lacktime加1，将此页面装入内存，并修改页表表项的相应内容；}while(内存未满)当内存已满时：a.若当前页面在内存中，输出相关信息；b.若当前页面不在内存中，lacktime加1，随机淘汰内存中的一个页面，将被淘汰的页面号保存在save中，并修改被淘汰和当前页面在页表中的相应内容；输出lacktime的值，缺页率和被淘汰的页面号；}3开发平台及源程序主要部分3.1开发平台（1）使用系统：Windows XP（2）使用语言：C++（3）开发工具：Visual C++ 6.03.2源程序主要部分随机淘汰算法：void random(){cout<<"-----------------随机-----------------"<<endl;init();int *save=new int[page_size];int count=0;cout<<"随机替换算法:"<<endl;int lackTime=0;int replace=0;int is_full=0;int page=0;do{if(page_table[page_array[page]].flag ==1) {cout<<page_array[page]<<" is in memory"<<endl;page++;if(page==page_size)break;else continue;}else{lackTime++;cout<<page_array[page]<<"is not in memory!"<<endl;memory[is_full]=page_array[page];page_table[page_array[page]].flag=1;page_table[page_array[page]].memory_num=is_full;is_full++;page++;if(page==page_size)break;}}while(is_full!=memory_size);for( int i=page;i<page_size;i++){if(page_table[page_array[i]].flag ==1){cout<<page_array[i]<<" is in memory"<<endl;continue;}else{lackTime++;replace=rand()%memory_size;for(int j=0;j<10;j++){if( page_table[j].memory_num==replace){ cout<<page_array[i]<<"is not in memory!take place of page"<<j<<endl;save[count++]=j;page_table[j].memory_num=-1;page_table[j].flag=0;break; }}memory[replace]=page_array[i];page_table[page_array[i]].flag=1;page_table[page_array[i]].memory_num=replace;}}cout<<"缺页次数："<<lackTime<<endl;cout<<"缺页率："<<double(lackTime)/page_size*100<<"%"<<endl;cout<<"淘汰页号的序列为：";for(int i=0;i<count;i++) cout<<save[i]<<"->";cout<<"结束"<<endl;cout<<"--------------------------------------"<<endl;}LRU淘汰算法：void LRU(){cout<<"-----------------LRU------------------"<<endl;init();int *change_page=new int[page_size];int *weight=new int [memory_size];int i;for(i=0;i<memory_size;i++)memory[i]=-1;for(i=0;i<page_size;i++)change_page[i]=0;int lackTime=0;int k=0,l=0;bool in=0;int max=0;int q;for(q=0;q<memory_size;q++)cout<<memory[q]<<" ";cout<<endl;for(i=0;i<page_size;i++){in=0;for(q=0;q<memory_size;q++){if (page_array[i]==memory[q])｛in=1;break;｝}}if(in==0 && memory[memory_size-1]!=-1){lackTime++;for(q=0;q<memory_size;q++)weight[q]=0;for(q=0;q<memory_size;q++){for(int p=i-1;p>=0;p--){ weight[q]++;if(memory[q]==page_array[p])break;}}max=0;for(q=0;q<memory_size;q++){ if(weight[q]>max) max=weight[q];}for(q=0;q<memory_size;q++){if (max==weight[q]) break;}change_page[k++]=memory[q];memory[q]=page_array[i];}if(in==0 && memory[memory_size-1]==-1){lackTime++;memory[l++]=page_array[i];}for(int q=0;q<memory_size;q++){cout<<memory[q]<<" ";cout<<endl;}cout<<"缺页次数："<<lackTime<<endl;cout<<"缺页率："<<double(lackTime)/page_size*100<<"%"<<endl; cout<<"淘汰页号：";for(int m=0;m<k;m++)cout<<change_page[m]<<"->";cout<<"结束"<<endl;cout<<"-----------------LRU------------------"<<endl;}main()函数int main(){ int select1; int select2;char choice;cout<<"输入给定的页面数："<<endl;cin>>page_size;cout<<"输入给作业分配内存的物理块数"<<endl;cin>>memory_size;page_array=new int[page_size];memory=new int[memory_size];loop: cout<<"0.用户输入请求序列 1.随机生成请求序列"<<endl;cin>>select1;if(select1==1){ cout<<"随机生成页面请求序列（0-10）"<<endl;int temp1;for(int i=0;i<page_size;i++){ temp1=rand()%10;cout<<temp1<<" ";page_array[i]=temp1;}cout<<endl;}else if(select1==0){ int temp2;cout<<"输入"<<page_size<<"个请求页面号（0-10）"<<endl;for(int i=0;i<page_size;i++){ cin>>temp2;page_array[i]=temp2;}}else exit(0);cout<<"请选择使用那种替换算法：0、退出1、LRU 2、随机"<<endl;cin>>select2;if(select2==1) LRU();else if(select2==2) random();else exit(0);cout<<"是否继续？（Y/y or N/n）";cin>>choice;if(choice=='Y' || choice=='y') goto loop;else exit(0);delete []page_array;delete []memory;return 0;}4调试报告4.1测试用例随机淘汰算法：输入的页面号序列为：1 3 2 4 2 1 2 1 3 4 ，给定内存物理块数为3。