实验四页面置换算法代码

1、实验四页面置换算法模拟（2）一.题目要求：设计一个虚拟存储区和内存工作区，编程序演示下述算法的具体实现过程， 并计算访问命中率：要求设计主界面以灵活选择某算法，且以下算法都要实现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。4）最不经常使用算法（LFU）.实验目的：1、用C语言编写OPT、FIFO、LRU, LFU四种置换算法2、熟悉内存分页管理策略。3、了解页面置换的算法。4、掌握一般常

2、用的调度算法。5、根据方案使算法得以模拟实现。6、锻炼知识的运用能力和实践能力三.相关知识：1 .虚拟存储器的引入：局部性原理：程序在执行时在一较短时间内仅限于某个部分；相应的，它所 访问的存储空间也局限于某个区域， 它主要表现在以下两个方面：时间局限性和 空间局限性。2 .虚拟存储器的定义：虚拟存储器是只具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行 扩充的一种存储器系统。3 .虚拟存储器的实现方式：分页请求系统，它是在分页系统的基础上，增加了请求调页功能、页面置换 功能所形成的页面形式虚拟存储系统。请求分段系统，它是在分段系统的基础上，增加了请求调段及分段置换功能后，所形成的段式虚拟

3、存储系统。4 .页面分配：平均分配算法，是将系统中所有可供分配的物理块，平均分配给各个进程。按比例分配算法，根据进程的大小按比例分配物理块。考虑优先的分配算法，把内存中可供分配的所有物理块分成两部分：一部分 按比例地分配给各进程；另一部分则根据个进程的优先权，适当的增加其相应份 额后，分配给各进程。5 .页面置换算法：常用的页面置换算法有 OPT、FIFO、LRU、Clock、LFU、PBA等。四.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pagepSIZE存储页面号序列，memerymSIZE是存储装入物理块中的页面。数组nextm

4、SIZE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。【特别声明】若物理块中的页面都不再使用，则每次都置换物理块中第一个位置的页面。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timemSIZE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pagepSIZE存储页面号序列，memerymSIZE是存储装入 物理块中的页面。数组flag10标记页面的访

5、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，换入所缺的页面五.流程图：如下页所示结束六.源代码：如下页所示【使用C语言】#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>/*全局变量*/int mSIZE;/* 物理块数*/int pSIZE;/*页面号引用用个数*/static int memery10=0;/* 物理块中的页号 */static int page100=0; /*页面号引用用*/static int temp10010=0; /*

6、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|n");printf(" 1n")1printf(" >&

7、gt;>");getch()；system("cls");system("color 0B");printf("请输入物理块的个数(M<=10):");scanf("%d”,&mSIZE);printf("请输入页面号引用用的个数(P<=100):");scanf("%d”,&pSIZE);puts("请依次输入页面号引用用(连续输入，无需隔开)：”)；for(i=0;i<pSIZE;i+)scanf("%1d",&

8、amp;pagei);download。；system("cls");system("color 0E");doputs（"输入的页面号引用用为："）;for(k=0;k<=(pSIZE-1)/20;k+)for(i=20*k;(i<pSIZE)&&(i<20*(k+1);i+)if(i+1)%20=0)|(i+1)%20)&&(i=pSIZE-1)printf("%dn",pagei);elseprintf("%d ",pagei);print

9、f("* *n");printf（"*请选择页面置换算法：ttt *n"）;printf("*n");printf("* 1.先进先出(FIFO)2.最近最久未使用(LRU) *n");printf("* 3.最佳(OPT)4.退出*n");printf("* *n");printf("请选择操作：bb");scanf("%d”,&code);switch(code)case 1:FIFO();break;case 2:LRU();bre

10、ak;case 3:OPT()；break;case 4:system("cls");system("color 0A");designBy(); /*显示设计者信息后退出*/printf(" I谢谢使用页面置换算法演示器！正版授权®In");printf(" 1n)1exit(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"

11、);while (code!=4);getch();)/*载入数据*/void download()(int i;system("color 0D");printf(" n");printf("正在载入数据，请稍候! n");printf(" 1n)1printf("Loadingn");printf("O");for(i=0;i<51;i+)printf("b");for(i=0;i<50;i+)(mDelay(pSIZE+mSIZE)/2);prin

12、tf(">");)printf("nFinish.n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(" b");/*显示设计者信息*/void designBy() (printf("n")1printf(" | 页面置换算法 |n");pr

13、intf("|n")1void 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+)(if(i+1)%20=0)|(i+1)%20)&&(i=pSIZE-1) printf("%dn",pagei);else printf("%d ",pagei);for(j=0;j<mSIZE;j+)(for(i=20*k;(i<

14、;mSIZE+20*k)&&(i<pSIZE);i+)(if(i>=j)printf(" |%d|",tempij);else printf(" | |");for(i=mSIZE+20*k;(i<pSIZE)&&(i<20*(k+1);i+)for(flag=0,l=0;l<mSIZE;l+)if(tempil=tempi-1l)flag+;if(flag=mSIZE)/* 页面在物理块中*/printf(" ");elseprintf(" |%d|"

15、,tempij);/*每行显示20个*/if(i%20=0)continue;printf("n");printf("An");printf("缺页次数：%dtt”,t+mSIZE);printf("缺页率：%d/%dn”,t+mSIZE,pSIZE);printf("置换次数：%dtt",t);printf("访问命中率:%d%n”,(pSIZE-(t+mSIZE)*100/pSIZE);printf("An");/*计算过程延迟*/void compute。int i;printf

16、("正在进行相关计算，请稍候”)；for(i=1;i<20;i+)mDelay(15);if(i%4=0)printf("bbbbbbbbbbbb");elseprintf(" O");for(i=0;i+<30;printf("b");for(i=0;i+<30;printf(" ");for(i=0;i+<30;printf("b");/*先进先出页面置换算法*/void FIFO()int memery10=0;int time10=0;/*记录进入物理块

17、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+)memeryi=pagei;timei=i;for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj；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+)if(memeryj!=pagei)k+;if(k=mSIZE) /* 如果不在物理块中*/count+;/*计算换出页*/max=time0&l

18、t;time1?0:1;for(m=2;m<mSIZE;m+)if(timem<timemax)max=m;memerymax=pagei;timemax=i; /*记录该页进入物理块的时间*/for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj;elsefor(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj;compute。；print(count);/*最近最久未使用置换算法*/void LRU()int memery10=0;int flag10=0;/*记录页面的访问时间*/int i,j,k,m;int max=0; /* 记录换出页

19、*/int count=0; /*记录置换次数*/*前mSIZE个数直接放入*/for(i=0;i<mSIZE;i+)memeryi=pagei;flagi=i;for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj；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+)if(memeryj!=pagei)k+;elseflagj=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=flag0<flag1?0:

20、1;for(m=2;m<mSIZE;m+)if(flagm<flagmax)max=m;memerymax=pagei;flagmax=i;/*记录该页的访问时间*/for(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj;elsefor(j=0;j<mSIZE;j+)tempij=memeryj;compute。；print(count);/*最佳置换算法*/void OPT()int memery10=0;int next10=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mSIZ