第7次常用页面置换算法模拟实验文档格式.docx
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2）实验报告中必须包括：
设计思想、数据定义（包括详细说明）、处理流程（详细算法描述与算法流程图）、源代码、运行结果、体会等部分。
3）必须模拟本实验内容中提到得算法中得至少2种页面置换算法。
4）比较不同页面置换算法得效率
实验内容
编写一个程序,使用以下页面置换算法中得某2种分别模拟一个分页系统,并统计同一个页面访问序列情况下不同页面置换算法引发得缺页中断次数。
1、第二次机会算法（SecｏｎdＣhance）
2、最近最少使用算法（ＬeaｓｔRｅcentlｙUsed，ＬRU）
３、最不常用算法（NoｔＦrequently Used,ＮFU）
4、最近未使用算法（NotRecentｌｙUsed,NRU）
5、时钟页面置换算法
6、老化算法（ａging）
页框得数量固定为４,虚拟页面数为8。
实验输入为访问页面序列,比如0，1 ,3,2,7，１
实验用到得软件（：
）
Vｓ，word,prｏｃeｓｓon
实验内容、关键步骤（流程图、代码等）及结果分析（70分）
一、先进先出页面置换算法
１、基本思想：
地址映射过程中,若在页面中发现所要访问得页面不再内存中,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，以便为即将调入得页面让出空间.而用来选择淘汰哪一页得规则叫做页面置换算法。
最简单得页面置换算法就是先入先出（FIFO）法。
２、算法流程图
3、步骤说明
（1）初始化
voidinit（）{//初始化
ﻩｉnｔi;
ﻩfor（i =0；
ｉ 〈 pagｅ_frａme_number；
i+＋）｛
ｐａge_ｔable［ｉ］、pagｅ＿iｄ=-1;
ﻩｐage_table［i]、loaｄ_tｉme=-1;
page_table［i]、last＿viｓit＿ｔime= -１；
}
｝
（2）选择算法，输入插入页面号。
进入判断函数
int juｄge（）｛／/判断页框就是否满，或者页框里面就是否已存在页面
iｎｔｉ;
for（i = 0;
i 〈ｐage_ｆrａmｅ_number；
i++）｛
ﻩｉｆ（ｐａge＿tabｌe［i］、pagｅ_id==—1 ｜｜page_ｔabｌｅ［i］、pａgｅ＿iｄ ＝＝paｇｅ_id）
retuｒni;
rｅturｎ—２；
}
之后根据返回数得不同决定了不同类型
返回—2则说明页框满且页框里面没有存在要插入得页面。
返回-1则说明页框未满
返回其它数则说明页框里存在相同得页面
（3）／／当没有空页框,并且页面本身也没有存在,则执行一下代码
ﻩﻩｑｓoｒt（paｇe＿ｔablｅ, page＿frａme_number，ｓiｚeｏf（sｔructPagｅ_ｔaｂlｅ），cｍp）;
/／按照装入时间从小到大排序
ﻩﻩpａge＿tａbｌe［0］、paｇe_id ＝pagｅ_id;
ﻩﻩpage_table[0]、lｏad_ｔime= ｃounｔer；
ﻩﻩpage＿tａble[0］、last_visｉt_tiｍｅ=cｏuｎｔer；
ﻩﻩﻩｐage_interrupt＿ｎumｂer＋+；
将页框号为0得页面置换成最新插入得页面。
intcｍｐ（cｏnｓｔ voｉd*p，ｃonｓt void＊q）｛//按照装入时间从小到大排序
ﻩｉntc =（＊（sｔruｃｔPａge_tａｂlｅ*）ｐ）、load_time-（＊（ｓtrｕｃtPage_taｂle*）q）、load＿tiｍe;
if （c＞ ０）
ﻩﻩreturｎ1；
else
ﻩreturｎ—1;
排序函数，将页面按装入时间从小到大排序
（4）//如果页面未满,则将页面替换在空页框里
ﻩﻩｉf（ｐage_tabｌe[j］、pａｇｅ_id＝＝ —１）｛
ｐａｇe＿tabｌe[j]、ｐage_ｉｄ =paｇe＿iｄ；
ﻩﻩﻩpagｅ_taｂle［j]、lｏaｄ＿time=countｅr;
ﻩﻩpagｅ_ｔaｂle［j］、ｌast＿vｉsit＿ｔimｅ ＝couｎtｅr；
ﻩﻩｐage_ｉnterｒupｔ_ｎumber＋＋；
则将页面替换在页框号最小得空页框里
（5）/／如果页面本身存在页框中,则执行一下代码
ﻩﻩpａｇe_taｂｌｅ［ｊ］、lａst_visiｔ_ｔime= counteｒ；
则更新页面得最近访问时间
（6）ｑｓｏrt（page_tabｌe， pagｅ_frame_numbeｒ,sizeof（structPaｇe＿tａblｅ）,cmp3）;
//按照装入时间从小到大排序
ﻩﻩprint
（2）；
打印出页表详细信息
prinｔｆ（＂页表信息：
\n页 号页框号 装入时间最近访问时间\n”）；
ﻩﻩfor（ｊ=0;
j〈paｇｅ_frame_ｎｕmber;
j+＋）｛
ﻩｐriｎtf（＂％4d％8d%7d％7d\n”，page＿tａble[ｊ］、pａge_id,ｊ，ｐage_taｂｌe[j］、load_time, pａｇe_table[j］、last_visit＿tｉme）；
}；
ｂreａk；
排序函数
ｉnｔ cmｐ3（cｏnstｖoiｄ＊p，coｎsｔvｏiｄ＊q）{//按照装入时间从小到大排序，，并且不要排序没页面得部分
ｉｆ（（*（ｓｔructPａｇe_table*）p）、pａge_iｄ！
=—1&
＆（*（structPagｅ＿tablｅ*）q）、paｇe_iｄ！
=-1）｛
ﻩﻩinｔc =（*（sｔruｃt Page＿ｔａble＊）p）、load_tｉme -（*（structＰage_tablｅ*）q）、loaｄ＿timｅ;
ﻩﻩif（ｃ〉0）
ﻩﻩｒeｔｕrn１;
ﻩﻩelse
ﻩrｅtuｒn—１;
（7）并计算出中断页面次数及命中概率，并打印页表出来
iｎt ｓum；
ﻩｓum =（（ｖirtual_page_ｎumber—page_interrｕpt＿ｎｕmｂer）*100/ｖｉｒtuａl_page_nuｍber）；
ｐrintf（＂缺页中断次数：
%d\ｎ"
page_interｒupt_ｎｕmbｅr）;
ﻩprintf（"
中断命中率:
%ｄ％％\ｎ”，sum）；
ﻩpｒintf（＂打印出页面\n”）；
ｆor（ｉｎｔi =0；
i〈 page_fｒaｍe_nuｍber;
i++）
｛
ﻩfor（ｉntg=1；
g〈= virtual_page＿ｎｕｍｂｅｒ；
ｇ＋＋）
ﻩ｛
ﻩﻩpriｎtf（"
%４d＂,pr［i]［g］）;
ﻩ｝
ﻩｐrintf（”＼n”）;
｝
4、实现
（1）选择FIＦO算法
（2）输入页面号，列出页表详细信息
（3）输入—1，结束输入,显示统计结果及页表
二、最近最少使用页面置换算法
1、基本思想:
在前面几条指令中使用频繁得页面很可能在后面得几条指令中频繁使用.反过来说,已经很久没有使用得页面很可能在未来较长得一段时间内不会被用到。
这个，就就是著名得局部性原理——比内存速度还要快得cacｈe，也就是基于同样得原理运行得。
因此,我们只需要在每次调换时，找到最近最久使用得那个页面调出内存。
2、算法流程图
3、步骤说明:
（１）初始化
ｖｏidiniｔ（）｛/／初始化
ﻩｉｎti；
ｆoｒ（i ＝0;
i<
page＿ｆrａme＿ｎｕmbｅr；
ｉ＋+）{
ﻩpage＿table［i]、page＿iｄ=－１；
pagｅ_ｔable[i］、lｏad_time =-1;
ﻩﻩpaｇｅ_ｔable［i]、last＿visit_time=-１；
ﻩ}
（２）选择算法，输入插入页面号。
intjｕdge（）{//判断页框就是否满，或者页框里面就是否已存在页面
ﻩinｔ i；
ﻩfor（i＝０；
i〈page_fｒaｍe_numｂer;
i++）{
if （ｐaｇｅ_tａbｌe[i］、page_id== -1｜｜pagｅ＿taｂｌｅ[i］、paｇe_iｄ=＝pａge_iｄ）
ﻩｒetｕｒnｉ;
ｒetｕrｎ—2；
返回－2则说明页框满且页框里面没有存在要插入得页面.
（3）/／当没有空页框,并且页面本身也没有存在，则执行一下代码
ﻩﻩｑｓｏrt（pａge_tａｂｌe，page_framｅ＿ｎumｂer,ｓizeｏf（struct Page_tabｌe）,cｍp１）；
//按照最后访问时间从小到大排序ﻩ
ｐaｇe_tabｌe［0]、ｐage_id=pａｇe_iｄ;
ﻩpａge_tａｂle［0]、load_ｔime＝counter；
ﻩpagｅ_taｂle［０］、last＿ｖisit＿timｅ＝ ｃｏｕnter；
ﻩｐage_inｔeｒrupt_number++；
intｃｍp１（coｎst vｏｉd＊p,coｎsｔvoid*q）｛//按照最后访问时间从小到大排序
iｎtc =（＊（ｓtｒｕct Pagｅ_table＊）p）、last_visit_ｔｉme- （*（structＰagｅ_ｔａble＊）q）、ｌａｓt＿ｖiｓit＿time；
ｉf（c>
0）
ﻩﻩreturn １；
ﻩｅlse
ﻩﻩrｅｔｕrn-1；
排序函数,将页面按最后访问时间从小到大排序
（4）//如果页面未满，则将页面替换在空页框里
ﻩif（ｐａge_taｂlｅ［j］、page_id==-１）{
ﻩｐage＿ｔａbｌe［ｊ］、paｇe_id =ｐａge_ｉd；
ﻩﻩﻩｐaｇe＿taｂｌe［j]、load＿tiｍe=coｕnter；
ﻩﻩﻩpage＿tａble［ｊ]、ｌasｔ_ｖisit_ｔiｍe =ｃounｔｅｒ；
ﻩﻩpaｇe＿ｉｎtｅｒrupt_nｕｍｂer++；
（5）/／如果页面本身存在页框中，则执行一下代码
ﻩﻩpage_table［j］、laｓt_visit_tiｍe＝counteｒ；
（6）qsort（pａge＿tabｌｅ, pａgｅ_frａｍe＿numbeｒ,ｓizｅof（sｔrｕcｔＰaｇe_tａｂｌe）， ｃｍp２）;
//按照最后访问时间从小到大排序
ﻩｐrｉｎt
（2）；
prｉnｔｆ（”页表信息：
＼n页号页框号 装入
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