操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)---老化算法模擬分頁系統(tǒng)

1、<p>　　老化算法模擬分頁系統(tǒng)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　設(shè)計(jì)與編寫程序使用老化算法模擬一個(gè)分頁系統(tǒng)。頁面訪問序列從文件（文本文件）中讀取。對(duì)于一個(gè)給定的輸入文件，列出每1000個(gè)內(nèi)存訪問中發(fā)生缺頁中斷的數(shù)目。</p><p><b>　　目 錄</b></p&g

2、t;<p>　　摘要………………………………………………………………I</p><p>　　1總體設(shè)計(jì)………………………………………………………1</p><p>　　1.1概要設(shè)計(jì)………………………………………………………1</p><p>　　2 詳細(xì)設(shè)計(jì)………………………………………………………2</p><p>　　2.

3、1 模塊設(shè)計(jì)……………………………………………………2</p><p>　　2.1.1 主函數(shù)模塊………………………………………………2</p><p>　　2.1.2 修改R位模塊……………………………………………3</p><p>　　2.1.3 讀取文件模塊……………………………………………3</p><p>　　2.1.4 判定缺頁中

4、斷模塊………………………………………4</p><p>　　2.1.5 讀取R位模塊……………………………………………6</p><p>　　2.2 流程圖………………………………………………………7</p><p>　　3 調(diào)試與測(cè)試……………………………………………………8</p><p>　　3.1調(diào)試過程中的問題……………………………

5、…………………8</p><p>　　3.2測(cè)試結(jié)果………………………………………………………9</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………10</p><p>　　心得體會(huì) ………………………………………………………11</p><p>　　教師評(píng)語 ………………………………………………………12</p&

6、gt;<p>　　附 錄……………………………………………………………13</p><p><b>　　1 總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.1概要設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.編寫一個(gè)程序，它使用老化算法模擬一個(gè)分頁系統(tǒng)。頁幀的數(shù)量是參數(shù)。頁面的訪問序列從文件中讀取。對(duì)于一個(gè)給定的

7、輸入文件。列出每1000個(gè)內(nèi)存訪問中發(fā)生缺頁中斷的數(shù)目，它是可用頁幀數(shù)的函數(shù)。（教材P141，41題）；</p><p>　　2.一個(gè)簡(jiǎn)單的典型測(cè)試數(shù)據(jù)：</p><p><b>　　分配的內(nèi)存幀數(shù)：3</b></p><p>　　進(jìn)程頁訪問序列：0、1、2、3、4、1、2、0、1、2、3、4、0、1、2、3；</p><p

8、>　　3.程序中相對(duì)地址空間為10個(gè)頁。程序設(shè)計(jì)作為參數(shù)輸入，假設(shè)頁幀為3塊，初始均為空；程序設(shè)計(jì)時(shí)作為參數(shù)輸入，時(shí)鐘周期為10個(gè)數(shù)；</p><p>　　4.按要求設(shè)計(jì)測(cè)試比較更大數(shù)據(jù)量的頁面訪問。</p><p><b>　　2 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1模塊設(shè)計(jì)</b></p&

9、gt;<p>　　整個(gè)程序運(yùn)用老化算法并使用Visual Studio2008開發(fā)平臺(tái)。整個(gè)程序中分為讀取文件，修改R位，讀取R位，判斷缺頁中斷和主函數(shù)。</p><p>　　2.1.1主函數(shù)模塊</p><p>　　main()程序流程控制和控制時(shí)鐘周期以及最終的結(jié)果打印。</p><p>　　void main(){</p><

10、p>　　char ch[Size];</p><p><b>　　read(ch);</b></p><p><b>　　int i=0;</b></p><p>　　while('0'<=ch[i] && ch[i]<='9'){</p>&

11、lt;p>　　printf("%c",ch[i]);</p><p>　　//寫入幀并判斷缺頁中斷</p><p>　　dauflt(ch[i]);</p><p><b>　　//修改R位</b></p><p>　　change(ch[i]);</p><p><

12、;b>　　i++;</b></p><p>　　//時(shí)鐘周期為10個(gè)數(shù)</p><p>　　if(i%10 == 0){</p><p>　　printf("灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬\n");</p><p>　　printf("\n");</p><p>

13、<b>　　//寫入計(jì)數(shù)器</b></p><p><b>　　readch();</b></p><p><b>　　//清空R位</b></p><p>　　for(int i=0;i<10;i++)</p><p><b>　　R[i] = 0;</

14、b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("\n計(jì)數(shù)器最終情況：\n");</p><p>　　for(int j=0;j<row;j++)</p><p><

15、b>　　{</b></p><p>　　printf("\t\t");</p><p>　　for(int k=0;k<5;k++)</p><p>　　printf("%d",count[k][j]);</p><p>　　printf("\n");<

16、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("缺頁中斷數(shù):\t%d\n",fault_num);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.1.2修改R位模塊</p><p>　　change(char c)將

17、讀入的字符逐一進(jìn)行判斷并修改其對(duì)應(yīng)的R位上的值，當(dāng)R位上為0則改為1，1則無需做任何修改。</p><p><b>　　//讀取R位</b></p><p>　　void readch(){</p><p><b>　　char ch;</b></p><p>　　for(int i=0;i<

18、;5;i++){</p><p>　　ch = frame[i];</p><p>　　//獲取幀對(duì)應(yīng)的R位,并寫入計(jì)數(shù)器</p><p>　　count[i][row] = R[ch-48];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　row++;</b

19、></p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.1.3讀取文件模塊</p><p>　　read(char ch[])判斷文件是否存在，并將data.txt的內(nèi)容讀取到字符數(shù)組ch[]中。</p><p><b>　　//讀取文件內(nèi)容</b></p><

20、p>　　void read(char ch[])</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i=0;</b></p><p>　　file=fopen("date.txt","rb");</p><p>　　if(fi

21、le==NULL)</p><p>　　printf("can not open the date.txt file");</p><p>　　while(!(feof(file)))</p><p>　　{ch[i]=getc(file);</p><p><b>　　i++; </b></

22、p><p><b>　　}</b></p><p>　　fclose(file);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.1.4判定缺頁中斷模塊</p><p>　　dauflt(char c)每當(dāng)讀入一個(gè)文件首先在frame[4]判斷是否有空位，有則直

23、接補(bǔ)到空位處并引發(fā)缺頁中斷；無則查看計(jì)數(shù)器，選擇最小計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的幀來存放，并同樣引發(fā)缺頁中斷；另外，當(dāng)此數(shù)在幀內(nèi)存在時(shí)，無需做任何操作。</p><p><b>　　//判斷缺頁中斷</b></p><p>　　void dauflt(char c){</p><p>　　int h = 0;</p><p>　　int

24、 min = 0;</p><p>　　int counts[3] = {0};</p><p><b>　　//判斷是否有空位</b></p><p>　　for(h=0;h<3;h++){</p><p>　　if(frame[h] == c)</p><p><b>　　br

25、eak;</b></p><p>　　if(0>frame[h] || frame[h]<9){</p><p>　　frame[h] = c;</p><p>　　fault_num ++;</p><p>　　printf("丨");</p><p><b>　

26、　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//無空位的情況</b></p><p>　　if(h == 3){</p><p>　　//判斷幀內(nèi)是否有

27、這個(gè)數(shù)</p><p>　　for(int p=0;p<3;p++){</p><p>　　if(frame[p] == c)</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//幀內(nèi)無這個(gè)

28、數(shù)</b></p><p>　　if(p == 3){</p><p><b>　　//發(fā)生缺頁中斷</b></p><p>　　fault_num ++;</p><p>　　printf("丨");</p><p><b>　　//統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器</

29、b></p><p>　　for(int k=0;k<3;k++){</p><p>　　for(int j=0;j<row;j++){</p><p>　　counts[k] += count[k][j];</p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

30、t;　　}</b></p><p>　　//比較計(jì)數(shù)器，選擇最小器</p><p>　　int minlin = counts[0];</p><p>　　for(int j=1;j<3;j++){</p><p>　　if(minlin > counts[j]){</p><p><b

31、>　　min = j;</b></p><p>　　minlin = counts[j];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　frame[min] = c;</p><p><b>

32、;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//輸出當(dāng)前幀內(nèi)情況</p><p>　　printf("\t幀內(nèi)情況：");</p><p>　　for(int z=0;z<3;z++){</p><p>　　printf(&q

33、uot;%c\t",frame[z]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("\n");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　2.1.5讀取R位模塊</p><p>　　readch

34、()每當(dāng)時(shí)鐘周期到時(shí)，調(diào)用此函數(shù)將幀frame[4]內(nèi)的值寫入計(jì)數(shù)器count[4][row]中，row表示當(dāng)前處于第幾個(gè)時(shí)鐘周期。</p><p><b>　　//讀取R位</b></p><p>　　void readch(){</p><p><b>　　char ch;</b></p><p&

35、gt;　　for(int i=0;i<3;i++){</p><p>　　ch = frame[i];</p><p>　　//獲取幀對(duì)應(yīng)的R位,并寫入計(jì)數(shù)器</p><p>　　count[i][row] = R[ch-48];</p><p><b>　　}</b></p><p>&l

36、t;b>　　row++;</b></p><p><b>　　}2.2流程圖</b></p><p><b>　　不成功</b></p><p><b>　　成</b></p><p><b>　　功</b></p><

37、;p><b>　　3 調(diào)試與測(cè)試</b></p><p>　　3.1調(diào)試過程中的問題</p><p>　　讀取文件時(shí)候訪問不了數(shù)據(jù)，頁面訪問序列存放到文件data.txt中，該文件放入工程目錄下，然后將文件中的序列讀入一個(gè)數(shù)組中。</p><p>　　修改R位，每個(gè)頁設(shè)置一個(gè)R位（訪問位），取值為0(表示未訪問)，取值為1，當(dāng)在一個(gè)時(shí)鐘

38、滴答內(nèi)訪問該頁時(shí)，置為1。每個(gè)時(shí)鐘滴答開始時(shí)置所有頁的R位為0。</p><p><b>　　3.2測(cè)試結(jié)果</b></p><p>　　data.txt中的數(shù)據(jù)：</p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

39、<p>　　[1]塔嫰鮑姆：《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》[M]，機(jī)械工業(yè)出版社2009.7，第99頁。</p><p>　　心 得 體 會(huì)</p><p>　　每一次課程設(shè)計(jì)度讓我學(xué)到了在平時(shí)課堂不可能學(xué)到的東西。所以我對(duì)每一次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)都非常珍惜。不一定我的課程設(shè)計(jì)能夠完成得有多么完美，但是我總是很投入的去研究去學(xué)習(xí)。一個(gè)多月的實(shí)驗(yàn)就這樣到了尾聲，我想我還學(xué)到了一些東西。學(xué)習(xí)這門

40、課之前不知道上這門課的真正用途在哪里，現(xiàn)在才知道操作系統(tǒng)是那么有用，電腦中一重之重的基礎(chǔ)軟件，當(dāng)然非常復(fù)雜，這次的實(shí)驗(yàn)我是做第三個(gè)題目，而這個(gè)程序題目要求也并非真正的分頁系統(tǒng)，而是模擬老化算法的分頁系統(tǒng)，所以做起來難度并非很高。</p><p>　　教 師 評(píng) 語</p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#in

41、clude <stdlib.h></p><p>　　#include <string.h></p><p>　　FILE *file;</p><p>　　#define Size 1000</p><p>　　#define Num 10//缺頁中斷數(shù)</p><p>　　static i

42、nt fault_num = 0;//幀</p><p>　　staticchar frame[3];//訪問位</p><p>　　staticint R[10]={0};//計(jì)數(shù)器</p><p>　　staticint count[3][1000]={0};//計(jì)數(shù)器的列數(shù)</p><p>　　staticint row

43、=0;</p><p><b>　　//讀取文件內(nèi)容</b></p><p>　　void read(char ch[])</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i=0;</b></p><p>　　file=fo

44、pen("date.txt","rb");</p><p>　　if(file==NULL)</p><p>　　printf("can not open the date.txt file");</p><p>　　while(!(feof(file)))</p><p>　　{

45、ch[i]=getc(file);</p><p><b>　　i++; </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　fclose(file);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//

46、修改R位</b></p><p>　　void change(char c){</p><p>　　for(int i=0;i<10;i++){</p><p><b>　　i+= 48;</b></p><p>　　if(c == i)</p><p>　　R[i-48] =

47、1;</p><p><b>　　i-=48;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//讀取R位</b></p><p>　　void readch()

48、{</p><p><b>　　char ch;</b></p><p>　　for(int i=0;i<3;i++){</p><p>　　ch = frame[i];</p><p>　　//獲取幀對(duì)應(yīng)的R位,并寫入計(jì)數(shù)器</p><p>　　count[i][row] = R[ch-

49、48];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　row++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//判斷缺頁中斷</b></p><p>　　void dauf

50、lt(char c){</p><p>　　int h = 0;</p><p>　　int min = 0;</p><p>　　int counts[3] = {0};</p><p><b>　　//判斷是否有空位</b></p><p>　　for(h=0;h<3;h++){<

51、/p><p>　　if(frame[h] == c)</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　if(0>frame[h] || frame[h]<9){</p><p>　　frame[h] = c;</p><p>　　fault_num ++;</p

52、><p>　　printf("丨");</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//無空位的情況</b

53、></p><p>　　if(h == 3){</p><p>　　//判斷幀內(nèi)是否有這個(gè)數(shù)</p><p>　　for(int p=0;p<3;p++){</p><p>　　if(frame[p] == c)</p><p><b>　　break;</b></p>

54、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　//幀內(nèi)無這個(gè)數(shù)</b></p><p>　　if(p == 3){</p><p><b>　　//發(fā)生缺頁中斷</b></p><p>　　fault_num ++;</p><p&g

55、t;　　printf("丨");</p><p><b>　　//統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　for(int k=0;k<3;k++){</p><p>　　for(int j=0;j<row;j++){</p><p>　　counts[k] += count[k][j];&

56、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//比較計(jì)數(shù)器，選擇最小器</p><p>　　int minlin = counts[0];</p><p>　　for(int j=1;j<3;j++){</

57、p><p>　　if(minlin > counts[j]){</p><p><b>　　min = j;</b></p><p>　　minlin = counts[j];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b&

58、gt;</p><p>　　frame[min] = c;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//輸出當(dāng)前幀內(nèi)情況</p><p>　　printf("\t幀內(nèi)情況：");</p>

59、;<p>　　for(int z=0;z<3;z++){</p><p>　　printf("%c\t",frame[z]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("\n");</p><p><b>　　}<

60、;/b></p><p>　　void main(){</p><p>　　char ch[Size];</p><p><b>　　read(ch);</b></p><p><b>　　int i=0;</b></p><p>　　while('0'

61、<=ch[i] && ch[i]<='9'){</p><p>　　printf("%c",ch[i]);</p><p>　　//寫入幀并判斷缺頁中斷</p><p>　　dauflt(ch[i]);</p><p><b>　　//修改R位</b><

62、;/p><p>　　change(ch[i]);</p><p><b>　　i++;</b></p><p>　　//時(shí)鐘周期為10個(gè)數(shù)</p><p>　　if(i%10 == 0){</p><p>　　printf("灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬灬\n");</p

63、><p>　　printf("\n");</p><p><b>　　//寫入計(jì)數(shù)器</b></p><p><b>　　readch();</b></p><p><b>　　//清空R位</b></p><p>　　for(int i

64、=0;i<10;i++)</p><p><b>　　R[i] = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("\n計(jì)數(shù)器最終情況：");</p>&l

65、t;p>　　for(int j=0;j<row;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(int k=0;k<3;k++)</p><p>　　printf("%d",count[k][j]);</p><p>　　printf("\n&