操作系统专业课程设计.doc

操作系统原理及应用课程设计报告虚拟存储区和内存工作区 学院（系）： 计算机科学与工程学院 班 级： 学号 26 学生姓名： 许永顺 指引教师： 周 敏 时间： 从 年 12 月21日 到 年12月26日 目录一、课程设计的目的 3二、课程设计内容及要求3三、实现原理3四、流程图14五、软件运行环境及限制23六、结果输出及分析23七、心的体会28八、参考文献28虚拟存储器和内存工作区一、 课程设计目本课程设计是学生学习完计算机操作系统课程后，进行一次全面综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握操作系统原理及实现办法,加深对操作系统基本理论和重要算法理解，加强学生动手能力。二、 课程设计内容及规定设计一种虚拟存储区和内存工作区,编程序演示下述算法详细实现过程,并计算访问命中率。规定设计主界面以灵活选取某算法，且如下算法都要实现：1、先进先出算法（FIFO）2、近来最久未使用算法（LRU）3、最佳置换算法（OPT）三、 实现原理设计思想： 在进程运营过程中，若其所要访问页面不在内存需把它们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能正常运营，系统必要从内存中调出一页程序或数据，送磁盘对换区中。但应将哪个页面调出，因此需要依照一定算法来拟定。如下分别是三个算法设计思想。OPTIMAL：最佳置换算法。其所选取被裁减页面，将是后来永不使用，或是在最长（将来）时间内不再被访问页面。FIFO：先进先出置换算法。该算法总是裁减最先进入内存页面，既选取在内存中驻留时间最久页面予以裁减。LRU：近来最久未使用置换算法。该算法赋予每个页面一种访问字段，用来记录一种页面自上次被访问以来所经历时间数组flagpsize，当须裁减一种页面时，选取既有页面中其flagpsize数组中值最大予以裁减。源代码如下:#include#include#include#define bsize 3 /物理块大小#define psize 8 /进程大小int phbbsize=0； /物理块标号int propsize=0； /进程序列号int flagbsize = 0； /进程等待次数(存储最久未被使用进程标志)int i = 0，j = 0,k = 0； /i表达进程序列号,j表达物理块号int m = -1，n = -1； /物理块空闲和进程与否相似判断标志int max = -1,maxflag = 0；/标记替代物理块进程下标int count = 0； /记录页面缺页次数/*/随机产生序列号函数/*void build()int i = 0; for(i=0；ipsize；i+) proi = 10*rand()/(RAND_MAX+1)+1; printf(%d ,proi); printf(n);/*/查找空闲物理块/*int searchpb()for(j=0；jbsize；j+) if(phbj = 0) m = j； return m； break; return -1;/*/查找相似进程/*int searchpro()for(j = 0；j bsize；j+) if(phbj = proi) n = j; return j; return -1;/*/初始化内存/*void empty()for(i=0;ibsize;i+)phbi=0; count=0； /计数器置零/*/最佳置换算法/*void Optimal() for(i = 0；ipsize；i+) m=searchpb()； /查找空闲物理块,返回-1则不存在空闲物理块 n=searchpro()； /查找相似进程，返回值-1则不存在相似进程 if(n = -1) /不存在相似进程 if(m != -1) /存在空闲物理块 phbm = proi； /进程入驻物理块 count+; m = -1； /再度初始化m else /不存在空闲物理块（就需给被替代物理块做标记） for(int k=0；kbsize；k+) for(int j=i；jpsize；j+) if(phbk != proj) /找不到相似进程 flagk = 1000; /将来不会用，设立flag为一种很大数 else /找到相似进程 flagk = j; break; /找flag值最大（就是找到要被替代物理块） for(j = 0；j maxflag) maxflag = flagj； /要替代物理块 max = j； /要替代物理块下标号 phbmax=proi； /置换 count+; /再度初始化flag for(j=0;jbsize;j+) flagj=0; flagmax=0； /置换完毕，初始化该标志（以便下次判断） max = -1; maxflag = 0; n=-1; else /存在相似进程 phbn = proi； /直接调入进程 max = -1; maxflag = 0; n = -1; for(j = 0 ;j bsize；j+) printf(%d ,phbj); printf(n); printf(页面缺页次数为:%dn,count); printf(n);/*/先进先出页面置换算法/*void FIFO() for(i = 0；ipsize；i+) m=searchpb(); n=searchpro();/找flag值最大 for(j = 0；j maxflag) maxflag = flagj; max = j; if(n = -1) /不存在相似进程 if(m != -1) /存在空闲物理块 phbm = proi； /进程号填入该空闲物理块 count+; flagm = 0; for(j = 0;j = m；j+) flagj+; m = -1; else /不存在空闲物理块 phbmax = proi; flagmax = 0; for(j = 0;j bsize；j+) flagj+; max = -1; maxflag = 0; count+; else /存在相似进程 phbn = proi; for(j = 0;j bsize；j+) flagj+; n = -1; for(j = 0 ;j bsize；j+) printf(%d ,phbj); printf(n); printf(缺页次数为：%dn,count);printf(n);/*/最久未使用算法/*void LRU() for(i = 0；ipsize；i+) m=searchpb(); n=searchpro(); /找flag值最大 for(j = 0；j maxflag) maxflag = flagj; max = j; if(n = -1) /不存在相似进程 if(m != -1) /存在空闲物理块 phbm = proi; count+; flagm = 0; for(j = 0;j = m；j+) flagj+; m = -1; else /不存在空闲物理块 phbmax = proi; flagmax = 0; for(j = 0;j bsize；j+) flagj+; max = -1; maxflag = 0; count+； /置换 else /存在相似进程 phbn = proi; flagn = 0； /刚进入物理块进程等待次数重设 if(m != -1) /若存在空闲物理块 flagm = 0； /进程等待次数重设 for(j = 0;j bsize；j+) flagj+; max = -1; maxflag = 0; n = -1; for(j = 0 ;j bsize；j+) printf(%d ,phbj); printf(n); printf(页面缺页次数为:%dn,count); printf(n);/*/主函数/*void main()int sel;do printf(ttt-ttt);printf(ttt -欢迎进入操作系统界面- ttt);printf(ttt-tttn);printf(tttttt); printf(ttt 虚拟内存 ttt);printf(ttt-ttt); printf(ttt 1、最佳置换(Optimal) ttt);printf(ttt-ttt); printf(ttt 2、先进先出(FIFO) ttt);printf(ttt-ttt); printf(ttt 3、最久未使用(LRU) ttt);printf(ttt-ttt);printf(ttt 4、初始化内存 ttt);printf(ttt-ttt);printf(ttt 0、退出(Exit) ttt); printf(ttttttn);printf(随机产生一种进程序列号为：n); build(); printf(请选取置换算法(0/1/2/3):); scanf(%d,&sel); switch(sel) case 0:printf(ttt -再会！- tttn);break; case 1:printf(置换算法n);Optimal();system(pause);break; case 2:printf(先进先出算法n);FIFO();system(pause);break; case 3:printf(最久未使用法n);LRU();system(pause);break; case 4:empty();system(pause);printf(n);break; default:printf(请输入对的选项号！);printf(nn);break;while(sel!=0);四、 流程图 查找空闲物理块流程图查找相似进程流程图产生随机数流程图 查找空闲物理块流程图查找相似进程流程图最佳置换算法流程图先进先出置换算法流程图 最久未使用流程图主函数流程图五、 软件运营环境及限制实验软件平台：Windows xp ,Viso实现语言：C语言六、 成果输出及分析 运营成果截图如下： 最佳置换算法实现成果输出截图成果分析： i=0时，存在空闲块，调入页面直到i=3，物理块满，采用最佳置换算法，由于进程9和8与物理块页面相似，因此不需要调入9和8页面；当i=5时，由于物理块中不存在与进程6相似页面，且物理块中2最久未被使用，因而6代替2；同理，可得到以上成果。 先进先出置换算法成果截图成果分析： i=0到i=2物理块存在空闲，直接调入页面，当i=3时，物理块满，采用先进先出页面置换算法，5先进来，7替代5，如此，直至程序结束。成果分析： i=0和i=2时，存在空闲物理块，直接调入缺页进入内存，i=1时，由于进程与物理块中进程相似，则不调入；i=4时，4替代9，如此，直至程序运营结束。 最久未使用置换算法截图 退出系统截图七、 心得体会通过一学期学习，对操作系统基本知识有了一定掌握，特别是对内存分派、内存管理和页面置换等有了更好掌握。特别时最后这几种星期，完毕了操作系统课程设计，对这些知识可以说较好巩固了一遍，对某些不太清晰理解不透彻知识盲点有了更清晰结识。在这过程中，我深深体会了团队协作重要性，一种人思维终归时有局限性，多一种人多一份力量，多一种解决办法，哪怕只是一次小小课程设计，也可以让咱们受益良久。八、 参照文献一、计算机操作系统 西安电子科技大学出版社 汤小丹 梁红兵 哲凤屏 汤子赢 编著 二、C语言程序设计 清华大学出版社