页面置换算法代码实现电子科大.docx
《页面置换算法代码实现电子科大.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《页面置换算法代码实现电子科大.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
页面置换算法代码实现电子科大
电子科技大学
实验报告
学生姓名：
满博学号：
2823103017指导教师：
罗惠琼
一、实验室名称：
软件实验室A2412
二、实验项目名称：
内存页面置换算法的设计
三、实验原理：
在内存运行过程中，若其所要访问的页面不在内存而需要把他们调入内存，但内存已经没有空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中。
但应将那个页面调出，需根据一定的算法来确定。
通常，把选择换出页面的算法成为页面置换算法。
置换算法的好坏，将直接影响到系统的性能。
一个好的页面置换算法，应具有较低的页面更换频率。
从理论上讲，应将那些以后不再会访问的页面置换出，或者把那些在较长时间内不会在访问的页面调出。
目前存在着许多种置换算法（如FIFO，OPT，LRU），他们都试图更接近理论上的目标。
四、实验目的：
1．熟悉FIFO，OPT和LRU算法
2．比较三种算法的性能优劣
五、实验内容：
写出FIFO，OPT和LRU算法的程序代码，并比较它们的算法性能。
六、实验器材（设备、元器件）：
1．基本环境要求
①宽敞整洁专用实验室
②必备的基本实验工具
2．最低设备要求
①计算机CPU不小于800MHZ；
②计算机内存不小于128M；
3．软硬件要求
①实验平台Visualc++6.0
七、实验步骤：
代码如下：
#include
#defineM4//物理页数
#defineN20//需要调入的页数
typedefstructpage
{
intnum;
inttime;
}Page;//物理页项，包括调入的页号和时间
Pagemm[M];//4个物理页
intqueue1[20],queue2[20],queue3[20];//记录置换的页
intK=0,S=0,T=0;//置换页数组的标识
intpos=0;//记录存在最长时间项
//初始化内存页表项及存储内存情况的空间
voidINIT（）{
inti;
for（i=0;imm[i].num=-1;
mm[i].time=0;
}
}
//取得内存中存在时间最久的位置
intGetMax（）{
intmax=-1;
inti;
for（i=0;iif（mm[i].time>max）{
max=mm[i].time;
pos=i;
}
}
returnpos;
}
//检查最长时间不使用页面
intlongesttime（intfold）
{
inti;
intmax=-1;
for（i=fold;iif（mm[0].num!
=i）{
mm[0].time++;
}
if（mm[1].num!
=i）{
mm[1].time++;
}
if（mm[2].num!
=i）{
mm[2].time++;
}
if（mm[3].num!
=i）{
mm[3].time++;
}
}
for（i=0;iif（mm[i].time>max）{
max=mm[i].time;
pos=i;
}
}
returnpos;
}
//检查某页是否在内存
intEquation（intfold）{
inti;
for（i=0;iif（mm[i].num==fold）
returni;
}
return-1;
}
//检查物理内存是否已满,-1表满，其他不满
intCheck（）{
inti;
for（i=0;iif（mm[i].num==-1）
returni;
}
return-1;
}
//先进先出
voidFIFO（intfold）{
inti;
inta,b,c;
a=Equation（fold）;
//页已存在
if（a!
=-1）{}
//页不存在
else{
b=Check（）;
//内存还有空闲
if（b!
=-1）{
mm[b].num=fold;
}
//内存已满，需要置换
else{
c=GetMax（）;
mm[c].num=fold;
mm[c].time=0;
}
queue1[K++]=fold;
}
for（i=0;iif（mm[i].num!
=-1）{
mm[i].time++;
}
}
}
voidOPT（intfold）
{
inta,b,c;
a=Equation（fold）;
if（a==-1）{//页不在内存
b=Check（）;
//内存还有空闲
if（b!
=-1）{
mm[b].num=fold;
}
//内存已满，需要置换
else{
c=longesttime（fold）;
mm[c].num=fold;
mm[c].time=0;
}
queue3[T++]=fold;
}
}
voidLRU（intfold）
{
inti;
inta,b;
intp;
a=Equation（fold）;
if（a!
=-1）//页已在内存
{
//把此项移动到链表最后一项
if（a==3）//此项已经在最后，不需要做任何改动
return;
else
{
p=Equation（-1）;
if（p==-1）//链表是满的
{
for（;a<3;a++）
mm[a].num=mm[a+1].num;
mm[3].num=fold;
}
elseif（p<=3）//链表不满
{
for（;amm[a].num=mm[a+1].num;
mm[a].num=fold;
}
}
}
else
{
b=Check（）;
if（b!
=-1）//不满
mm[b].num=fold;
else
{
for（i=0;i<3;i++）
mm[i].num=mm[i+1].num;
mm[3].num=fold;
}
queue2[S++]=fold;
}
}
voidmain（）
{
intA[N],B[N];
inti;
INIT（）;
printf（"请依次输入%d个页面号：
\n",N）;
for（i=0;iscanf（"%d",&A[i]）;
}
//FIFO
for（i=0;iB[i]=A[i];
}
for（i=0;iFIFO（B[i]）;
}
printf（"FIFO的"）;
printf（"调入队列为：
"）;
for（i=0;iprintf（"%3d",queue1[i]）;
printf（"\n缺页次数为：
%6d\n缺页率：
%16.6f\n\n",K,（float）K/N）;
//LRU
INIT（）;
for（i=0;iB[i]=A[i];
}
for（i=0;iLRU（B[i]）;
}
printf（"LRU的"）;
printf（"调入队列为：
"）;
for（i=0;iprintf（"%3d",queue2[i]）;
printf（"\n缺页次数为：
%6d\n缺页率：
%16.6f\n\n",S,（float）S/N）;
//OPT
INIT（）;
for（i=0;iB[i]=A[i];
}
for（i=0;iOPT（B[i]）;
}
printf（"OPT的"）;
printf（"调入队列为：
"）;
for（i=0;iprintf（"%3d",queue3[i]）;
printf（"\n缺页次数为：
%6d\n缺页率：
%16.6f\n\n",T,（float）T/N）;
}
运行截图如下所示：
实例1
实例2
八、实验数据及结果分析：
显而易见，LRU算法的效率最高。
事实上，FIFO算法算法调度是依据各个页面的调入时间，而不是页面的使用情况；而OPT算法对今后要使用的页面进行估算，因此该算法无法预知今后页面的情况，故不符合实际，不能在常规中使用。
因此，LRU算法综合来说在三种算法中最高效且实用。
九、实验结论：
成功实现了FIFO，OPT和LRU算法，并了解了这些置换算法的原理和各自的优缺点。
十、总结及心得体会：
通过本次试验，我掌握了页面置换算法的基本原理，对于这些算法的性能优劣有了较为直观的理解，收获颇大。
十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：
程序可改进，使用户控制输入页块数及页面序列的个数，实验四给出改进。
报告评分：
指导教师签字：
升级会员 