2014改进型算法实验报告.docVIP

福州大学工程技术学院 实 验 报 告 课程名称： 操作系统 ____ 学 号： xx ____ 姓 名： xx _____ 专 业： 计算机科学与技术 ____ 年 级： 10级 学 期： 2010年第1学期 _ 2010年12月20日 实验一 页面置换算法及其实现分析 一、实验目的 本实验主要对操作系统中应用的一些关键算法进行模拟。学生通过设计与实现相关算法，能够加强对相应理论的理解，并对了解操作系统内部的基本处理原理与过程也有很多益处。 实验要求 描述Clock算法的基本原理、必要的数据结构、算法执行流程图、编码实现。 三、实验内容 1、页面置换原理描述 在采用请求分页机制的操作系统中，当运行一个程序的时候，若要访问的页面不在内存中而需要把它们调入内存，但此时内存已无空闲空间，为了保证该进程能正常运行，需选择内存中暂时不用的页面调出到磁盘交换区。选择调出哪个页面，由页面算法决定。页面置换算法的好坏，直接影响系统的性能，所以一个好的页面置换算法，应尽可能选择调出较长时间内不会再访问的页面，以保证较低的缺页率。 改进型的Clock算法的思想：在将一个页面换出时，如果该页已被修改过，便须将它重新写到磁盘上；但如果该页未被修改过，则不必将它拷回磁盘。同时满足这两条件的页面作为首先淘汰的页。由访问位A和修改位M可以组合成下面四种类型的页面： 1 类（A=0，M=0）：表示该页最近既未被访问、又未被修改，是最佳淘汰页。 2 类（A=0，M=1）：表示该页最近未被访问，但已被修改，并不是很好的淘汰页。 3 类（A=1，M=0）：最近已被访问，但未被修改，该页有可能再被访问。 4 类（A=1，M=1）：最近已被访问且被修改，该页有可能再被访问。 在内存中的每个页必定是这四类页面之一，在进行页面置换时，可采用与简单Clock算法相类似的算法，其差别在于须同时检查访问位和修改位，以确定该页是四类页面中的哪一种。此算法称为改进型Clock算法。其执行过程可分成以下三步： （1）从指针所指示的当前位置开始，扫描循环队列，寻找A=0且M=0的第一类页面，将所遇到的第一个页面作为所选中的淘汰页。在第一次扫描期间不改变访问位A。 （2）如果第一步失败，即查找一周后未遇到第一类页面，则开始第二轮扫描，寻找A=0且M=1的第二类页面，将所遇到的第一个这类页面作为淘汰页。在第二轮扫描期间，将所有经过的页面的访问位置0。 （3）如果第二步也失败，即未找到第二类页面，则将指针返回到开始的位置，并将所有的访问位复0。然后，重复第一步，如果仍失败，必要时再重复第二步，此时就一定能够找到被淘汰的页。 3、改进型的 Clock算法的流程图如下： 3、页面置换实现过程 定义页面表的数据结构，它包括页号（info）,访问位（A），修改标志（M）和指针4个属性。代码如下： templatetypename Tclass Node //结点类模板，不同数据类型，编译时生成不同的类 { public: T info; //定义三个变量 int A; //访问页变量，引用位的值 int M; //修改页变量，引用位的值 NodeT *link;//定义类的基地址 }; （2）通过界面接收的页面数（K），在主程序中先对K个页面通过调用方法Insertrear(T data)进行初始化，代码如下： while(1) {if(nk) {cout请输入要访问的页面号：endl; cinnum; coutendl; www-Insertrear(num); n++; } } 初始化显示如下图： 初始化页面之后会提示是否对内存中存在的页面进行修改，选择Y，就会调用方法change(),并对你选择的页面的修改标志（M）进行修改，把它改为1（说明该页面已被修改过了）。选择N，就会提示你“请输入访问的页面号”，当你输入一个页面号： a、通过调用方法find0(T data)判断你输入的页面号是否跟内存中存在的页面号是否相同，如果相同，通过调用方法tihuan(NodeT*p,T data)来进行置换页面。代码如下： find0(T data) {NodeT *tempb; tempb=head-link; while(tempb!=head) {if(tempb-info==data) retu