页面置换算法代码实现完整版.docx
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页面置换算法代码实现完整版
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。
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
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。
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;i
printf("%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);
}