操作系统是信息管理与信息系统专业一门重要的专业理论课程，了解和掌握操作系统的基本概念、功能和实现原理，对认识整个计算机系统的工作原理十分重要。以下是小编整理的操作系统课程设计报告模板，欢迎阅读。
一、课程设计任务划分
二、基本原理
（一）页面置换算法定义
在地址映射过程中，若在页面中发现所要访问的页面不再内存中，则产生缺页中断。当发生缺页中断时操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内 存，以便为即将调入的页面让出空间。而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。
（二）所使用的算法
1) 最佳置换算法(OPT)：将以后永不使用的或许是在最
长(未来)时间内 不再被访问的页面换出。
2) 先进先出算法(FIFO)：淘汰最先进入内存的页面，即 选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。
3) 最近最久未使用算法(LRU)：淘汰最近最久未被使用 的页面。
（三）设计思想
选择置换算法，先输入所有页面号，为系统分配物理块，依次进行置换：
OPT基本思想：
是用一维数组page[pSIZE]存储页面号序列，memery[mSIZE]是存储装入物理块中的.页面。数组next[mSIZE]记录物理块中对应页面的最后访问时间。每当发生缺页时，就从物理块中找出最后访问时间最大的页面，调出该页，换入所缺的页面。 FIFO基本思想：
是用队列存储内存中的页面，队列的特点是先进先出，与该算法是一致的，所以每当发生缺页时，就从队头删除一页，而从队尾加入缺页。或者借助辅助数组time[mSIZE]记录物理块中对应页面的进入时间，每次需要置换时换出进入时间最小的页面。 LRU基本思想：
是用一维数组page[pSIZE]存储页面号序列，memery[mSIZE]是存储装入物理块中的页面。数组flag[10]标记页面的访问时间。每当使用页面时，刷新访问时间。发生缺页时，就从物理块中页面标记最小的一页，调出该页，换入所缺的页面。
三、基本思路
实验环境：vc++，编程语言：c语言 #include #include /*全局变量*/
int mSIZE; /*物理块数*/
int pSIZE; /*页面号引用串个数*/
static int memery[10]={0}; /*物理块中的页号*/ static int page[100]={0}; /*页面号引用串*/ static int temp[100][10]={0}; /*辅助数组*/ /*置换算法函数*/ void FIFO(); void LRU(); void OPT(); /*辅助函数*/
void print(unsigned int t); void designBy(); void download();
void mDelay(unsigned int Delay); /*主函数*/ void main() {
int i,k,code; system("color 0A"); designBy(); printf("┃请按任意键进行初始化操作... ┃ "); printf("┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛ "); printf(" >>>"); getch(); system("cls"); system("color 0B"); printf("请输入物理块的个数(M<=10)："); scanf("%d",&mSIZE); printf("请输入页面号引用串的个数(P<=100)："); scanf("%d",&pSIZE); puts("请依次输入页面号引用串(连续输入，无需隔开)："); for(i=0;i<psize;i++)< p="">
scanf("%1d",&page[i]); download(); system("cls"); system("color 0E"); do{ puts("输入的页面号引用串为："); for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k++)
{ for(i=20*k;(i<psize)&&(i<20*(k+1));i++) 20="=0)||(((i+1))&&</p">
(i==pSIZE-1))) printf("%d ",page[i]); else printf("%d ",page[i]); } } printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * "); printf("* 请选择页面置换算法： * "); printf("* ----------------------------------------- * ");
printf("* 1.先进先出(FIFO) 2.最近最久未使用(LRU) * "); printf("* 3.最佳(OPT) 4.退出 * "); printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * "); printf("请选择操作：[ ]"); scanf("%d",&code); switch(code) {
case 1:
FIFO(); break; case 2:
LRU(); break; case 3:
OPT(); break; case 4: system("cls"); system("color 0A"); designBy(); /*显示设计者信息后退出*/ printf("┃谢谢使用页面置换算法演示器!
┃ "); printf("┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛ "); exit(0); default: printf("输入错误，请重新输入："); } printf("按任意键重新选择置换算法：>>>"); getch();
system("cls"); }while (code!=4); getch(); }
/*载入数据*/ void download() { int i; system("color 0D"); printf("?????????????? "); printf("?正在载入数据，请稍候 !!!? "); printf("?????????????? "); printf("Loading... "); printf(" for(i=0;i<51;i++) printf(""); for(i=0;i<50;i++) { mDelay((pSIZE+mSIZE)/2); printf(">"); } printf(" Finish. 载入成功，按任意键进入置换算法选择界面：
>>>"); getch(); }
/*设置延迟*/
void mDelay(unsigned int Delay) {
unsigned int i;
for(;Delay>0;Delay--) { for(i=0;i<124;i++) { printf(" "); } } }
/*显示设计者信息*/ void designBy() { printf("┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓ "); printf("┃ 页面置换算法 ┃ "); printf("┃ 12级1班 ┃ ");
O");
printf("┃ 姓名：张海洋，李奔 ┃ "); printf("┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ "); }
void print(unsigned int t) { int i,j,k,l; int flag; for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k++) { for(i=20*k;(i<psize)&&(i<20*(k+1));i++) 20="=0)||(((i+1))&&(i==pSIZE-1)))" else="" d="" j="0;j<mSIZE;j++)" i="">=j) printf(" |%d|",temp[i][j]); else printf(" | |"); } for(i=mSIZE+20*k;(i<psize)&&(i<20*(k+1));i++) {="" for(flag="0,l=0;l<mSIZE;l++)" if(temp[i][l]="=temp[i-1][l])" flag++;="" if(flag="=mSIZE)/*页面在物理块中*/" printf("="" ");="" else="" |%d|",temp[i][j]);="" }="" *每行显示20个*="" if(i="=0)" continue;="" printf(" ");="" printf("---------------------------------------- ");="" printf("缺页次数：%d ",t+msize);="" printf("缺页率：%d="" %d ",t+msize,psize);<="" p="">
printf("置换次数：%d ",t); printf("访问命中率：%d%% ",(pSIZE-(t+mSIZE))*100/pSIZE); printf("---------------------------------------- "); }
/*计算过程延迟*/ void compute() { int i; printf("正在进行相关计算，请稍候"); for(i=1;i<20;i++) { mDelay(15); if(i%4==0) printf(" "); else printf("Θ"); } for(i=0;i++<30;printf("")); for(i=0;i++<30;printf(" ")); for(i=0;i++<30;printf("")); }
/*先进先出页面置换算法*/ void FIFO() {
int memery[10]={0};
int time[10]={0}; /*记录进入物理块的时间*/ int i,j,k,m;
int max=0; /*记录换出页*/ int count=0; /*记录置换次数*/ /*前mSIZE个数直接放入*/ for(i=0;i<msize;i++) {<="" p="">
memery[i]=page[i]; time[i]=i;
for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }<="" p="">
for(i=mSIZE;i<psize;i++) {="" *判断新页面号是否在物理块中*="" for(j="0,k=0;j<mSIZE;j++)" {<="" p="">
if(memery[j]!=page[i]) k++;
}
if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/ {
count++; /*计算换出页*/
max=time[0]<time[1]?0:1; for(m="2;m<mSIZE;m++)" if(time[m]
time[max]=i; /*记录该页进入物理块的时间*/ for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }="" else="" {<="" p="">
for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }="" compute();="" print(count);="" }<="" p="">
/*最近最久未使用置换算法*/ void LRU() {
int memery[10]={0};
int flag[10]={0}; /*记录页面的访问时间*/ int i,j,k,m;
int max=0; /*记录换出页*/ int count=0; /*记录置换次数*/ /*前mSIZE个数直接放入*/ for(i=0;i<msize;i++) {<="" p="">
memery[i]=page[i]; flag[i]=i;
for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }<="" p="">
for(i=mSIZE;i<psize;i++) {="" *判断新页面号是否在物理块中*="" for(j="0,k=0;j<mSIZE;j++)" {<="" p="">
if(memery[j]!=page[i]) k++; else flag[j]=i; /*刷新该页的访问时间*/ }
if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/ {
count++; /*计算换出页*/
max=flag[0]<flag[1]?0:1; for(m="2;m<mSIZE;m++)" if(flag[m]
flag[max]=i; /*记录该页的访问时间*/ for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }="" else="" {<="" p="">
for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }="" compute();="" print(count);="" }<="" p="">
/*最佳置换算法*/ void OPT() {
int memery[10]={0};
int next[10]={0}; /*记录下一次访问时间*/ int i,j,k,l,m;
int max; /*记录换出页*/
int count=0; /*记录置换次数*/ /*前mSIZE个数直接放入*/ for(i=0;i<msize;i++) {<="" p="">
memery[i]=page[i]; for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }<="" p="">
for(i=mSIZE;i<psize;i++) {<="" p="">
/*判断新页面号是否在物理块中*/ for(j=0,k=0;j<msize;j++) {<="" p="">
if(memery[j]!=page[i]) k++; }
if(k==mSIZE) /*如果不在物理块中*/ { count++; /*得到物理快中各页下一次访问时间*/ for(m=0;m=next[1]?0:1; for(m=2;mnext[max]) max=m; /*下一次访问时间都为pSIZE,则置换物理块中第一个 */ memery[max]=page[i]; for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }="" else="" {<="" p="">
for(j=0;j<msize;j++) temp[i][j]="memery[j];" }="" compute();="" print(count);="" }<="" p="">
四、调试及实验结果
第一组数据：
1.运行结果
2. 按任意键进行初始化：
3. 载入数据：
4. 进入置换算法选择界面：
5.运算中延迟操作：
6.三种算法演示结果
7.退出算法
第二组数据：
1.运行结果
2．按任意键进行初始化：
3.载入数据：
4.进入置换算法选择界面：
5.运算中延迟操作：
6. 三种算法演示结果
7.退出算法
五、个人体会
由于时间有限，本次设计完成的并不是很完美，下面从以下几点来说明本次课程设计的个人体会：
1.本次课程设计中做的比较好的地方：
做的好的地方就是在于对题目意思的正确理解，以及在此基础上的模型设计。最开始一看题目的时候感觉很迷茫，有点不知道如何着手，等静下心来仔细分析了程序，明确了目标，明确了思路，才对程序有了一个较为完整的实现。
2.做得不太好的地方，以及以后如何改正：
做得不太好的地方就是不能把自己所学的C知识和本次课程设计的相关知识很好的结合起来，以至于没有很好的表达出本次课程设计的细节。在以后的过程中，我会运用本次课程设计中所学的知识，以及思考问题的方式和方法，争取能够发扬优点，尽量克服不细心，不严谨等缺点。
3.从本次设计中得到的收获：
通过本次课程设计，我学会了综合运用所学相关知识的能力，动手能力以及独立思考问题的能力。下面具体的收一个边学程序是遇到的困难，首先就是如何把想法变为做法的问题，最开始一拿到题目，我就觉得无从下手，因为我的阅历，不知道如何把这样一个问题变成程序，变成能够让人一目了然的东西，于是，我就先写下了p,v操作的实现过程，因为这个对我来说简单一些，然后，在此基础之上，就好办了，结果最后用了2个函数就解决问题了，所以，我觉得有时候思考问题不要太死脑筋，换一个角度的话，也许会更好，说不定就能达到事半功倍的效果。
