请求页式管理缺页中断模拟设计FIFO,OPT

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。

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。

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。

实验四页式虚拟存储管理中地址转换和页式中断 FIFO LRU OPT C++版本

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断

课程名称操作系统原理实验名称模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断姓名学号专业班级实验日期成绩指导老师(①实验目的②实验原理③主要仪器设备④实验内容与步骤⑤实验数据记录与处理⑥实验结果分析⑦问题建议)一、实验目的模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断，并用先进先出调度算法（FIFO）处理缺页中断。

二、实验内容内容：模拟请求页式存储管理中硬件的地址转换和缺页中断处理思想：装入新页置换旧页时，若旧页在执行中没有被修改过，则不必将该页重写磁盘。

因此，页表中增加是否修改过的标志，执行“存”指令和“写”指令时将对应的修改标志置成模拟算法流程三、程序及截图程序:#include<iostream>#include<iomanip>#include<list>using namespace std;char useSign[12][5]={{'+'},{'-'},{'*'},{"存"},{"取"},{'-'},{"移位"},{'+'},{"存"},{"取"},{'+'},{"存"}};int PageAddress[12]={70,50,15,21,56,40,53,23,37,78,01,84};int PageNum[12]={0,1,2,3,0,6,4,5,1,2,4,6};int S_Station;int pPageNum[7];//页号pPageint pSign[7];int pStool[7];//页架号int pModify[7];//修改标志int pStation[7];//磁盘位置static int z=0;void Store(){for(int i=0;i<7;i++){if(i<4){pSign[i]=1;}elsepSign[i]=0;pPageNum[i]=i;pModify[i]=0;}int p1=1,p2=2,p3=3;for(i=0;i<7;i++){if(i<3){pStation[i]=p1;p1++;}elseif(i<6){pStation[i]=p2;p2++;}elsepStation[i]=p3;}pStool[0]=5;pStool[1]=8;pStool[2]=9;pStool[3]=1;}void CShow(){cout<<"操作";cout<<"页号";cout<<"页内地址";cout<<"标志";cout<<"绝对地址";cout<<"修改页号";cout<<"页架号";cout<<"绝对地址";cout<<endl;}void Find(){int m_Pagenum;int m_Station;int Y_Station;//绝对地址int m_Stool;cout<<"输入页号及页内地址查询操作：";cin>>m_Pagenum>>m_Station;CShow();int i,j=0;//string m_Modify;for(i=0;i<12;i++){if(PageAddress[i]==m_Station){break;}}Y_Station=pStool[m_Pagenum]*1024+m_Station;if(pSign[m_Pagenum]==1){if(strcpy(useSign[i],"存")!=0){pModify[m_Pagenum]=1;}}cout<<useSign[i]<<" ";cout<<m_Pagenum<<" ";cout<<m_Station<<" ";cout<<pSign[m_Pagenum]<<" ";if(Y_Station!=m_Station){cout<<Y_Station<<" ";cout<<" ";cout<<pStool[m_Pagenum]<<" ";cout<<Y_Station<<endl;}else{cout<<"*"<<m_Pagenum<<" ";for(j=z;j<7;j++){if(pSign[j]==1){z++;break;}}cout<<m_Pagenum<<"->"<<j<<" ";pStool[m_Pagenum]=pStool[j];pSign[j]=0;pStool[j]=0;cout<<pStool[m_Pagenum]<<" ";cout<<pStool[m_Pagenum]*1024+m_Station<<endl;}}int main(void){Store();char judge='Y';while(judge=='Y'){Find();cout<<"是否继续输入？Y = 是N=否"<<endl;cin>>judge;}return 0;}截图:五．心得体会在实验过程中，遇到了一些问题但是在调试的过程中，会出现很多错误，有的自己可以解决，也有一些在同学的帮助下，基本都解决了所有问题。

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)。

概述fifo,opt,lru算法

概述fifo,opt,lru算法一、算法简介FIFO（FirstInFirstOut，先进先出）、OPT（OptimalPageReplacement）和LRU（LeastRecentlyUsed）算法是三种常见的页面替换算法，用于计算机中的虚拟内存管理。

这些算法在处理内存中数据块的替换时，需要考虑内存的容量、程序的需求以及数据的历史访问情况等因素。

二、算法原理1.FIFO算法：此算法将页面按照进入的顺序依次存放在内存中。

当有新的页面需要被加载时，如果内存中没有该页面，就需要从磁盘上加载。

当所有的页面都按照进入的顺序被加载完毕后，再按照同样的顺序将页面从内存中逐出，以腾出空间存放新的页面。

这种算法简单易行，但过于依赖页面的进入顺序，如果页面进入的顺序不合理，可能会导致频繁的页面替换。

2.OPT算法：此算法在每次需要加载新页面时，会根据一些准则（如最大错误率、最小错误率、最坏情况等）选择一个最优的页面进行替换。

相比于FIFO算法，OPT算法能更好地适应不同的页面访问情况，从而减少页面的替换频率。

然而，由于需要考虑到各种复杂的因素，OPT算法的实现难度相对较高。

3.LRU算法：此算法将最近最少使用的页面替换出内存，以腾出空间存放新的页面。

当有新的页面需要被加载时，如果内存中没有该页面，就需要从磁盘上加载。

而在加载完成后，会将该页面标记为最近最少使用的状态。

这种算法能够有效地提高内存的使用效率，减少页面的替换次数。

三、应用场景这三种算法在许多实际应用场景中都有应用，如操作系统中的虚拟内存管理、缓存系统等。

不同的应用场景可能需要不同的算法来满足特定的需求，如对于需要频繁访问的页面，可能更适合使用LRU算法；而对于访问模式较为固定的场景，可能更适合使用OPT算法。

四、总结FIFO、OPT和LRU算法是虚拟内存管理中常用的页面替换算法，它们各自具有不同的原理和应用场景。

在实际应用中，需要根据具体的需求和场景选择合适的算法，以实现最优的内存管理效果。

页式虚拟存储管理缺页中断的模拟系统的设计

燕山大学课程设计说明书课程设计名称：操作系统OS题目：页式存储管理中页面置换（淘汰）的模拟程序班级：计算机应用二班开发小组名称：CAMPUS课题负责人：课题组成员：姓名学号班级自评成绩课题开发日期：2011-1-10至2011-1-14一．概述1目的通过分析、设计和实现页式虚拟存储管理缺页中断的模拟系统，熟悉和掌握请求分页式存储管理的实现过程，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，熟悉常见替换算法的原理和实现过程，并利用替换算法的评价指标——缺页次数和缺页率，来对各种替换算法进行评价比较。

2.主要完成的任务自行输入实际页数、内存可用页面数、存取内存时间、存取快表时间及缺页中断时间，然后由用户随机输入各页面号，模拟系统自动运行出FIFO、LRU、OPT、LFU四种算法的缺页次数、缺页率、命中率、总存取时间、存取平均时间等结果。

3 使用的开发工具（1）使用系统：Windows7（2）使用语言：C++（3）开发工具：Visual C++ 6.04 解决的主要问题设计的结果程序能实现FIFO、OPT、LRU、LFU算法模拟页式存储管理缺页中断，主要能够处理以下的问题：(1) 用户能够输入给作业分配的内存块数；(2) 用户能够输入给定的页面，并计算发生缺页的次数以及缺页率；(3) 程序可由用户输入页面序列；(4)系统自动计算总存取时间及平均存取时间。

二使用的基本概念和原理1.概念FIFO即先进先出页面置换算法，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久的页面予以淘汰。

LRU 即最近最久未使用页面置换算法，该算法选择最近最久未使用的页面予以淘汰。

OPT 即最佳值换算法，其选择淘汰的页面是在最长时间内不再被访问的页面。

LFU 即最近使用最少页面置换算法，其淘汰的页面是最近一段时间内使用最少的页面。

缺页中断存取页面时页面不在内存中需从外存调入的现象。

缺页次数即在存取页面过程中发生缺页中断的次数。

实验--编程实现请求分页存储管理页面Optimal、FIFO、LRU置换算法

int index=0;
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]){

017FIFO、LRU、OPT这三种置换算法的缺页次数

考虑下述页面走向：
1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6
当内存块数量分别为3时，试问FIFO、LRU、OPT这三种置换算法的缺页次数各是多少?
答：缺页定义为所有内存块最初都是空的，所以第一次用到的页面都产生一次缺页。

当内存块数量为3时：
发生缺页中断的次数为16。

在FIFO算法中，先进入内存的页面被先换出。

当页6要调入时，内存的状态为4、1、5，考查页6之前调入的页面，分别为5、1、2、4，可见4为最先进入内存的，本次应换出，然后把页6调入内存。

发生缺页中断的次数为15。

在LRU算法中，最近最少使用的页面被先换出。

当页6要调入时，内存的状态为5、2、1，考查页6之前调入的页面，分别为5、1、2，可见2为最近一段时间内使用最少的，本次应换出，然后把页6调入内存。

发生缺页中断的次数为11。

在OPT算法中，在最远的将来才被访问的页面被先换出。

当页6要调入时，内存的状态为1、2、5，考查页6后面要调入的页面，分别为2、1、2、…，可见5为最近一段时间内使用最少的，本次应换出，然
后把页6调入内存。

实验六请求分页存储管理

实验六：请求分页存储管理一．实验目的深入理解请求页式存储管理的基本概念和实现方法，重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。

二．实验属性该实验为综合性、设计性实验。

三．实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四．实验要求本实验要求2学时完成。

本实验要求完成如下任务：（1）建立相关的数据结构：页表、页表寄存器、存储块表等；（2）指定分配给进程的内存物理块数，设定进程的页面访问顺序；（3）设计页面置换算法，可以选择OPT、FIFO、LRU等，并计算相应的缺页率，以比较它们的优劣；（4）编写地址转换函数，实现通过查找页表完成逻辑地址到物理地址的转换；若发生缺页则选择某种置换算法（OPT、FIFO、LRU等）完成页面的交换；（5）将整个过程可视化显示出来。

实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。

实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。

三、设计过程3.1算法原理分析OPT算法是未来最远出现，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出当前页面中在未来的访问页中最远出现的页面或再也不出现的页面。

FIFO算法是先进先出，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出最先进来的页面。

LRU算法是最近最久未使用，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出在当前页面中最近最久没有使用的页面。

3.2数据定义int length,num_page,count,seed; //length记录访问串的长度，num_page页面数，count记录缺页次数int result[20][30],order[30],a[10]; //result记录结果,order存储访问串,a存储当前页面中的值int pos1,flag1,flag2,flag3; //pos1位置变量，flag1等为标志变量 char result1[30]; //记录缺页数组 void opt() //最佳void fifo() //先进先出bool search(int n) //查找当前内存中是否已存在该页3.3流程图与运行截图图6.1 FIFO （）函数流程图;否是是否开始得到执行的指令指令是否在内存中最先存入指令被淘汰下面是否还有指令结束得出命中率图2.2 OPT算法流程图四、小结本次课程设计目的是通过请求页式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。

用先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断

//页面调度算法（FIFO）#include<stdio.h>#define TRUE 1#define FALSE 0#define MAX 7 // 页的最大数#define IN 4 // 在主存中的页数#define count 13 // 指令数量int P[IN]; // 表示已在主存中的页面int k; // 表示P数组中最先进入内存的页的位置typedef struct{int num; // 页号bool pre; // 标志int random; // 主存块号bool revise; // 修改标志int location; // 在磁盘上的位置}Page_Item;Page_Item Page_Record[MAX];// 指令数据结构typedef struct{char oper; // 操作符int Page_Num; // 页号int Unit_Num; // 单元号}Instruction;Instruction IC[count];// 初始化指令和页表void Init(){k=0; // 指向最先进入内存的页// 初始化页表Page_Record[0].num=0;Page_Record[0].pre=TRUE;Page_Record[0].random=5;Page_Record[0].revise=FALSE;Page_Record[0].location=011;Page_Record[1].num=1;Page_Record[1].pre=TRUE;Page_Record[1].random=8;Page_Record[1].revise=FALSE;Page_Record[1].location=012; Page_Record[2].num=2;Page_Record[2].pre=TRUE; Page_Record[2].random=9; Page_Record[2].revise=FALSE; Page_Record[2].location=013;Page_Record[3].num=3;Page_Record[3].pre=TRUE; Page_Record[3].random=1; Page_Record[3].revise=FALSE; Page_Record[3].location=021;Page_Record[4].num=4;Page_Record[4].pre=FALSE; Page_Record[4].random=0; Page_Record[4].revise=FALSE; Page_Record[4].location=022;Page_Record[5].num=5;Page_Record[5].pre=FALSE; Page_Record[5].random=0; Page_Record[5].revise=FALSE; Page_Record[5].location=023;Page_Record[6].num=6;Page_Record[6].pre=FALSE; Page_Record[6].random=0; Page_Record[6].revise=FALSE; Page_Record[6].location=121;// 初始化指令序列IC[0].oper='+';IC[0].Page_Num=0;IC[0].Unit_Num=70;IC[1].oper='+';IC[1].Page_Num=1;IC[1].Unit_Num=50;IC[2].oper='*';IC[2].Page_Num=2;IC[2].Unit_Num=15;IC[3].oper='w';IC[3].Page_Num=3;IC[3].Unit_Num=21;IC[4].oper='r';IC[4].Page_Num=0;IC[4].Unit_Num=56;IC[5].oper='-';IC[5].Page_Num=6;IC[5].Unit_Num=40;IC[6].oper='>';IC[6].Page_Num=4;IC[6].Unit_Num=53;IC[7].oper='+';IC[7].Page_Num=5;IC[7].Unit_Num=23;IC[8].oper='w';IC[8].Page_Num=1;IC[8].Unit_Num=37;IC[9].oper='r';IC[9].Page_Num=2;IC[9].Unit_Num=78;IC[10].oper='+';IC[10].Page_Num=4;IC[10].Unit_Num=1;IC[11].oper='r';IC[11].Page_Num=6;IC[11].Unit_Num=84;IC[12].oper='#';IC[12].Page_Num=0;IC[12].Unit_Num=0;}// 根据FIFO算法替换页,所需要的参数是被调入页的页结构体void replace(Page_Item page){// 被替换的页已经修改了if(TRUE==Page_Record[P[k]].revise){// 修改被调出页的存在标志Page_Record[P[k]].pre=FALSE;// 修改被调出页的修改标志Page_Record[P[k]].revise=FALSE;printf("调出%d页\n",P[k]);}// 将调入页的存在标志修改为TRUEpage.pre=TRUE;// 将被调出页的主存块号赋给调入页的主存块号page.random=Page_Record[P[k]].random;// 将调入页的页号赋给P[k]P[k]=page.num;printf("调入%d页\n",page.num);// 修改k指针k=(k+1)%IN;}// 指令执行过程void excute(){int i=0; // 指向当前正在执行的指令while('#'!=IC[i].oper){printf("执行%c指令,需%d页\n",IC[i].oper,IC[i].Page_Num);// 若正在执行的指令所需的页不在内存中if(FALSE==Page_Record[IC[i].Page_Num].pre){printf("该页不在内存中,请求调入.........\n");// 调用替换函数，调入所需的页replace(Page_Record[IC[i].Page_Num]);}// 修改指令对该页的操作if('+'==IC[i].oper||'*'==IC[i].oper||'-'==IC[i].oper||'>'==IC[i].oper){printf("%c指令修改了%d页\n",IC[i].oper,IC[i].Page_Num);// 修改该页的修改标志Page_Record[IC[i].Page_Num].revise=TRUE;}i++; // 指向下一条指令}for(i=0;i<IN;i++){if(TRUE==Page_Record[P[i]].revise){printf("%d页写回外存!\n",P[i]);}}}void main(){Init();excute();}。

请求页式管理缺页中断模拟设计--LRU、OPT

课程设计题目请求页式管理缺页中断模拟设计--LRU、OPT 学院计算机科学与技术学院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--LRU、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----LRU、OPT1 设计目的与功能1.1 设计目的巩固并加深对虚拟存储器、请求页式存储管理等概念的理解，掌握请求页式管理中的置换算法的基本思想。

并针对LRU(最近最久未使用页面置换算法)，以及OPT(理想型淘汰算法)两种算法，利用高级语言，设计出相应的模拟程序。

结合设计的程序，在理论联系实际的基础上，分析各个页面置换算法的优缺点。

FIFO缺页中断

cout<<"输入页号为"<<i<<"所在内存的物理块号(预装入前四个页面)：";
cin>>page[i].pnumber;
page[i].flag=1; //存在标志置1
}
}
//初始化FIFO的队列
head=0;
for(i=0; i=M-1; i++)
cout<<"此指令执行是否修改所在页面lnumber="<<lnumber<<"(y/n?)";
char change;
cin>>change;
if(tolower(change)=='y')
{
page[lnumber].write=1; //若页面要已修改，则将此页面修改位置1
main()
{
int laddress, paddress; //逻辑地址，物理地址
int lnumber, ad, pnumber; //页号，页内地址和物理块号
initial(); //手工初始化页表
print_page_and_fifoqueue(); //输出页表和FIFO队列
if(tolower(change)=='y')
{
//若指令执行完时修改了页面，则置write标志位位1
page[lnumber].write=1;
print_page_and_fifoqueue();
}
cout<<"********第一条指令执行完成(地址为0x0000)***********"<<endl;

操作系统：Java实现页面置换算法（OPT,FIFO,LRU）

操作系统：Java实现页⾯置换算法（OPT,FIFO,LRU）前⾔代码有很多冗余，因为是写作业时写的，不过代码简单易懂，看看就可以改了。

置换算法介绍页⾯置换算法（也称为页⾯淘汰算法）是⽤来选择换出页⾯的算法。

在请求页式存储管理⽅式中，由于⼀个进程运⾏的时候不是所有的页⾯都在内存中，所以会出现缺页中断。

当缺页的时候内存没有空闲的物理块时就需要换出内存中的⼀页，具体换出哪⼀页⾯是由页⾯置换算法决定的，页⾯置换算法的优劣直接影响到系统的效率要注意把页⾯置换和连续分配⽅式中的交换区别开来，页⾯置换的单位是页⾯⽽不是整个进程，交换的单位是整个进程当发⽣缺页中断后，系统不⼀定会执⾏页⾯置换算法。

因为发⽣缺页中断仅仅说明需要执⾏的页⾯没有在内存中，如果内存空间中还有空闲块的话，只需要⽤缺页中断处理程序把需要的页⾯从外存调⼊内存即可。

不需要页⾯置换算法：只有内存中没有空闲块的时候才需要页⾯置换算法。

所以，缺页中断不⼀定导致执⾏页⾯置换算法。

1. 最佳置换算法（OPT）在预知⼀个进程的页⾯号引⽤串的情况下，每次都淘汰以后不再使⽤的或以后最迟再被使⽤的页⾯，这种算法就是最佳置换算法显然，最佳置换算法是最优的，具有最低的缺页率。

但由于实际操作中往往⽆法事先知道以后会引⽤到所有页⾯的信息，所以最佳置换算法⽆法实现，只能作为⼀个标准来衡量其他置换算法的优劣2. 先进先出算法（FIFO）FIFO算法是最简单的页⾯置换算法，每次总是淘汰最先进⼊内存的页⾯，也就是将在内存存驻留时间最长的页⾯淘汰掉该算法实现简单，⽤⼀个队列的数据结构就可以实现，将页⾯按照次序排成⼀个队列，并设置指针指向最先进⼊的页⾯，每次需要淘汰页⾯时，将指针所指的页⾯淘汰即可，不过FIFO算法可能会产⽣Belady⼀场（缺页次数随着分配的物理块号的增加⽽增加），⽽且由于FIFO算法与进程实际运⾏规律不符，可能会选择淘汰程序经常使⽤的界⾯，实际效果不好3. 最近最少使⽤算法（LRU）选择最近最久没有被使⽤的页⾯予以淘汰，其思想是⽤以前的页⾯引⽤情况来预测将来会出现页⾯引⽤情况，也就是假设⼀个页⾯刚被访问，那么不久该页⾯还会被访问。

操作系统_页面置换算法FIFO,OPT,LRU实现

for(intk = 0; k<3; k++)
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;

请求分页系统OPT-LRU-FIFO-CLOCK示例

在一个请求分页系统中，假如系统分配一个作业的物理块数为3，且此作业的页面走向为2 ,3 , 2 ,1 ,5 ,2 ,4 ,5 , 3 2 5 2则OPT,LRU,FIFO,CLOCK算法的页面置换次数为？1.首先是OPT算法的求解过程：2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2页面走向2 2 2 2 2 2 4 4 4 2 2 2物理块13 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3物理块21 5 5 5 5 5 5 5 5物理块3是是否是是否是否否是否否是否缺页是否否否否否是否是否否是否否置换由表中可知缺页次数为6，置换次数为3.OPT通常可保证获得的最低的缺页率，可以利用此算法去评价其他的页面置换算法。

OPT置换算法是一种理想算法，因为人们还无法预知哪一个页面在未来最长时间不再被访问。

2.下面是LRU 页面置换算法求解过程：2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2页面走向2 2 2 2 2 2 2 23 3 3 3物理块13 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5物理块21 1 1 4 4 42 2 2物理块3是是否是是否是否是是否否是否缺页是否否否否否是否是否是是否否置换由表中可知缺页次数为7，置换次数为4.LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。

LRU需要寄存器或栈的硬件支持。

3.下面是FIFO 页面置换算法求解过程：页面走向 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 物理块1 2 2 2 2 5 5 5 5 3 3 3 3 物理块2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 5 5 物理块31 1 1 4 4 4 4 42 是否缺页是是否是是是是否是否是是是否置换否否否否是是是否是否是是由上表可知：缺页次数为9次，页面置换次数为6次。

FIFO 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久的页面予以淘汰。

4.下面是CLOCK 页面置换算法求解过程：（括号内的0,1表示访问标记。

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。