请求页式管理缺页中断模拟设计--lru、随机淘汰算法

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1、武汉理工大学《计算机操作系统教程》课程设计报告书学号：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16武汉理工大学《计算机操作系统教程》课程设计报告书课程设计任务书学生姓名：指导教师：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

2、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

3、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16武汉理工大学《计算机操作系统教程》课程设计报告书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

4、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。1.2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

5、评价比较。2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：（1）能够输入给作业分配的内存块数；（2）能够输入给定的页面调用次序；（3）缺页时，如果发生页面置换，输出淘汰的页号。（4）能统计页面调用缺页次数和缺页率16武汉理工大学《计算机操作系统教程》课程设计报告书请求分页流程图：2功能设计2.1数据结构（1）用结构体定义页表表项：structPage{intblockID;//块号intstatus;//状态，-1为空闲,1为占用};16武汉理工大学《计算

6、机操作系统教程》课程设计报告书（2）用结构体定义内存块表项structBlock{intpageID;//块内存放页号intstatus;//是否空闲,-1为空闲,1为占用};(2)算法中涉及到的主要变量：#defineMAX_BLOCK50#defineMAX_PAGE100intpage[MAX_PAGE];//记录页的走向boolinside[MAX_PAGE];//记录是否缺页，缺--falseintreplace[MAX_PAGE];//记录替换次序,无替换为-1，有替换为被替换页号Blockblo

7、ck[MAX_BLOCK];//记录物理块PagepageTable[MAX_PAGE];//记录页表intpageNum;//页面个数intpageSum;//实际页调用次数intblockSum;//实际块数intlackSum;//缺页次数floatlackRate;//缺页率intresultTable[MAX_PAGE][MAX_BLOCK];//用于存放程序执行过程状态表2.2模块说明(3)LRU淘汰算法voidLRU(){1、查看当前页面是否在内存中，如果是则记录当前页面调用状态，将相应的值赋给

8、记录状态数组，返回2、16武汉理工大学《计算机操作系统教程》课程设计报告书当前页面不在内存中，判断内存中是否存在空闲块，如果有空闲块，将当前页面调入内存中，并更新页表、块表，以及记录状态数组中返回1、如果当前内存块满，且当前页面不在内存中。使用最久最近未使用算法，在当前内存块内的页中向前查找，最久未使用的权值最大，将权值最大的页面号和所在内存号返回使用当前页面替换权值最大的页面，并更新页表和块表以及