页面置换算法FIFO算法

1、 网络教育学院操作系统课 程 设 计 题 目： 页面置换算法FIFO算法 学习中心： 层 次： 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 井杰 辅导教师： 龙珠 完成日期： 2016 年 1 月 28 日页面置换算法FIFO算法在地址映射过程中，若在页面中发现所要访问的页面不在内存中，则产生缺页中断。当发生缺页中断时，如果操作系统内存中没有空闲页面，则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。在请求分页存储器管理系统中，我们需要一个页面置换算法，而先进先出算法就是最早出现的一种算法，利用该算法可以实现页面

2、的置换，实现内存的充分利用，使进程可以执行。先进先出置换算法（FIFO） 最简单的页面置换算法是先入先出（FIFO）法。这种算法的实质是，总是选择在主存中停留时间最长（即最老）的一页置换，即先进入内存的页，先退出内存。理由是：最早调入内存的页，其不再被使用的可能性比刚调入内存的可能性大。建立一个FIFO队列，收容所有在内存中的页。被置换页面总是在队列头上进行。当一个页面被放入内存时，就把它插在队尾上。 这种算法只是在按线性顺序访问地址空间 时才是理想的，否则效率不高。因为那些常被访问的页，往往在主存中也停留得最久，结果它们因变“老”而不得不被置换出去。FIFO的另一个缺点是，它有一种异常现象，

3、即在增加存储块的情况下，反而使缺页中断率增加了。当然，导致这种异常现象的页面走向实际上是很少见的。优先淘汰最早进入内存的页面，亦即在内存中驻留时间最久的页面。该算法实现简单，只需把调入内存的页面根据先后次序链接成队列，设置一个指针总指向最早的页面。但该算法与进程实际运行时的规律不适应，因为在进程中，有的页面经常被访问。1先进先出（FIFO）该算法实现简单，只需把一个进程已调入内存的页面，按先后顺序链接成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使它总是指向最老的页面。1、输入当前要调用的页面号2、判断该页面是否已在队列内，若在队列内，不执行任何操作若不在队列内。则执行以下操作判断队列是否已满,若

4、队列未满，直接把该页面号存入队列 若队列已满，删除并返回队头元素，然后把该页面号存入队3、输出置换次数，依次输出置换出的页面。2先进先出算法思路在请求分页存储器管理系统设计中，先进先出（FIFO）算法是一种给出页面访问的顺序与分配给作业的主存块数，使用队列作为数据结构编写算法，实现统计缺页次数与页面置换操作，该算法总是先淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中停留时间最久的页面予以淘汰。3.先进先出算法步骤1.设置一些页面参数，int pagenum=0 内存页面数int total=0 要访问的页面总数int lacknumber 缺页的总数2.设置一个队列int seque20=0; 队列长

5、度设置为20 ，且初值设为0 3.执行算法输入1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5 以输入-1结束4.算法数据结构Array020Void main()系统主函数Cin>> pagenum 键盘输入 页号存储页面号序列page存储装入物理块中的页面memery访问函数 void Visit(int)void FIFO(void);打印函数print()核心函数FIFO()5.主要函数代码#include<iostream.h>int choose; /选择置换方法int PageOrder100; /页面走向int Order=0; /页面计数int

6、 MaxPage; /页面总数int MaxPhy; /物理块总数int count; /命中次数struct PageTable /页表结构体 int PageNomber; int PhyNomber; int Sta; /状态位 int Visit; /访问位 int Change; /改变位;struct PageTable p10;/最多同时进入10个页表void main() void Init(); void Fifo(); void Lru(); Init(); cout<<"请选择置换方法"<<endl<<"1

7、、FIFO 2、LRU"<<endl; cin>>choose; if(choose=1) cout<<"物理块变化过程:"<<endl; Fifo(); cout<<endl; cout<<"命中次数："<<count<<endl; else Lru();void Init() cout<<"请输入页表长度" cin>>MaxPage; for(int i=1;i<=MaxPage;i+) pi.P

8、ageNomber=i; pi.PhyNomber=0; pi.Change=0; pi.Sta=0; pi.Visit=0; cout<<endl<<"请输入物理块数" cin>>MaxPhy; cout<<"请输入页面走向以0结束"<<endl; int j=0; PageOrder0=1; while(PageOrderj!=0) j+; Order+; cin>>PageOrderj; if(j>99) cout<<"超过最大数量，请重新输入,以0

9、结束！" continue; void Fifo() int Max(struct PageTable M); struct PageTable i10;/模拟物理块 for(int j=0;j<MaxPhy;j+) ij.PageNomber=0; ij.Visit=0; int b=0;/标志位，标记物理块已满 for(int k=1;k<Order;k+) if(b=1)/物理块满，进行页面置换 int a=0;/标志位，是否命中 for(int m=0;m<MaxPhy;m+)/判断命中 if(im.PageNomber=PageOrderk) a=1; c

10、ount+; cout<<"命中"<<" " break; if(a=1)continue;/命中继续循环 int Ma=Max(i);/未命中，选择时间最长的物理块进行置换 cout<<"替换"<<Ma<<" " iMa=pPageOrderk; for(int l=0;l<MaxPhy;l+) il.Visit+; continue; for(j=0;j<MaxPhy;j+)/页面写入空物理块 if(ij.PageNomber=0) ij=

11、pPageOrderk; cout<<"进入"<<" " for(int l=0;l<=j;l+) il.Visit+; if(j=MaxPhy-1) b=b+1; break; void Lru()int Max(struct PageTable M)/返回最大值 int temp,Max=0; temp=M0.Visit; for(int j=1;j<MaxPhy;j+) if(temp<Mj.Visit) temp=Mj.Visit; Max=j; return(Max); 55测试案例比如设置物理块个数为

12、3，页面序号7 0 1 2 3 0 4 2 3，代码应列出算法置换的具体细节。时刻123456789访问顺序701230423M=3777222444000333221110003F12345678接下来我就讲下FIFO这种情况，FIFO就是先进先出的访问方式，根据题目里面的访问顺序：6 0 1 2 0 3 0 4 2 3，所有首先访问的是7，当第一次访问6 的时候，内存中当然是没有的，所以就会发生中断去读取数据，完成中断之后，内存中就有了一个6，接着访问的是0，当然此时内存中也没有0，所以又会发生一次中断，同理，完成中断之后，内存中就有0了，接下来访问的就是第三个数1，很明显，此时内存中也是没有该元素的，所以也会发生中断，完成中断后内存里面就有一个1了。此时内存中的数据为701。 接下来就要注意思想的转化了，因为题目中说了只有3块存储空间，到目前为止，3块空间都用完了。所以，在访问第4个数字时（也就是访问2 的时候），必须先丢弃一个数据，根据题目要求是FIFO的原理，所以，理所当然就应该丢弃最先访问的7，并去访问新的数据-2，即2替换7的位置，所以也会发生中断，并且中断完成后内存中的数据是201。 接下来又要访问第五个数字，即访问第二个0的时候，此时，内存的数据为201，其中刚好有一个0，所有就不会发生中断，而是继续访问下一个数，即第六个数-4。此时内存中没有4这个数字，并且