请求页式管理缺页中断模拟设计--FIFO、OPT

武汉理工大学《计算机操作系统教程》课程设计报告书

{ }

得到最大权值所在的物理块，即是下次需要替换的页

for(从该页后面的那个页开始计算权值)

权值累加;

替换该页，加入内存

}

if(该页不在内存，并且内存物理块没有满) {

缺页累加 直接加载进内存

}

}

}

输出缺页次、缺页率和淘汰页号次序。

3.2 main函数

利用页式管理control类建立一个对象，来实现FIFO、OPT。

4使用说明及运行分析

4.1使用说明及运行

运行程序根据提示输入调入页面数和可使用的物理块数，再选择是用户输入还

是计算机随机产生页面号。观察页面调度过程，处理完各页面后，统计并显示缺页次数、缺页率和淘汰页面号次序。

4.2测试实例和运行结果

4.2.1 FIFO算法

输入给定的页面数：10

输入给作业分配内存的物理块数：3 随机生成页面请求序列，如图2： 5 7 3 8 8 0 5 4 5 2

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图2

运行结果如图3 图3

4.2.2 OPT算法 输入给定的页面数：10

输入给作业分配内存的物理块数：3 随机生成页面请求序列，如图4： 7 8 2 6 7 8 1 5 6 5

图4

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运行结果如图5 图5

4.3结论与分析

从运行结果看出程序能满足模型设计的要求，提示用户对请求序列的大小和可用

内存数量进行限制，并提示用户输入请求序列号，或系统随机生成序列，按照不同的替换算法处理并且显示请求页面的调入和替换情况。通过以上运行，比较各种算法的缺页次数和缺页率，可以看出OPT替换算法具有最小的缺页率。虽理论上最优，但是实际却无法实现该算法。

5自我评价与总结

在完成了模拟系统的设计和实现后，觉得自己确实获益匪浅。

首先，值得肯定的是：能够一开始就清晰分析了程序的设计流程及实现要求与原理，利用流程图，较好地理解了请求分页的工作流程；俩个主要算法设计较合理，实现容易；结果显示清楚，能较好的反映各请求页面的存在和替换信息。此外还借助C++语言的类class封装的方法将页式管理整个操作封装起来，容易补充，数据更安全，有益于继承，使功能更强大。

然而，设计不足的地方也是存在的：模拟系统中，用的是一个数组(数据分配连续)来模拟内存空间而实际系统请求分页存储管理时，所分配的内存是不连续的，或许可能用链

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表的形式可以改进；另外，在设计OPT算法时，语句嵌套太多，不利于程序的阅读，而且参数和标志的变量的设计不太合理，也加深了程序不利于阅读。最后，没能实现内存很直观的调度过程的呈现。

其次，在设计过程中，为了较好地完成设计，也参阅和回忆结合了其他相关知识，操作系统相关知识为主要架构，高级语言c++知识为工具。此过程的学习，丰富和巩固了操作系统的理论知识，对课堂上不明确和不懂的知识，如请求分页的工作流程，都得到了很好补充学习，同时也增加了c++语言本身的应用能力，极大提高了自身学习该门语言的热情。懂得了编译、调试过程中错误的判断与矫正，积累了不少经验。

最后，个人认为课程设计的范围还可以放的更广些，例如就实现内存页式（或段式）的管理，可以一起包含些内容，如地址的转换，空间的分配与回收，和虚存调度等，这样可以更概括的，更有逻辑，更全面的加深对计算机各个逻辑块的工作原理。

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