实验三 页面置换算法模拟Word格式文档下载.docx

1、当该虚页已装入某一实页时，此项值为所装入的实页的实页号pfn。time项在FIFO算法中不使用，在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。在实页结构中中，pn代表虚页号，表示pn所代表的虚页目前正放在此实页中。pfn代表实页号，取值范围（0n-1）由动态指派的实页数n所决定。next是一个指向实页结构体的指针，用于多个实页以链表形式组织起来，关于实页链表的组织详见下面第4点。2关于缺页次数的统计为计算命中率，需要统计在20次的虚页访问中命中的次数。为此，程序应设置一个计数器count，来统计虚页命中发生的次数。每当所访问的虚页的pfn项值不为-1，表示此虚页已被装入某实页内，此虚页被命中，co

2、unt加1。最终命中率=count/20*100%。3LRU算法中“最近最久未用”页面的确定为了能找到“最近最久未用”的虚页面，程序中可引入一个时间计数器countime，每当要访问一个虚页面时，countime的值加1，然后将所要访问的虚页的time项值设置为增值后的当前countime值，表示该虚页的最后一次被访问时间。当LRU算法需要置换时，从所有已分配实页的虚页中找出time值为最小的虚页就是“最近最久未用”的虚页面，应该将它置换出去。4算法中实页的组织因为能分配的实页数n是在程序运行时由用户动态指派的，所以应使用链表组织动态产生的多个实页。为了调度算法实现的方便，可以考虑引入free

3、和busy两个链表：free链表用于组织未分配出去的实页，首指针为free_head，初始时n个实页都处于free链表中；busy链表用于组织已分配出去的实页，首指针为busy_head，尾指针为busy_tail，初始值都为null。当所要访问的一个虚页不在实页中时，将产生缺页中断。此时若free链表不为空，就取下链表首指针所指的实页，并分配给该虚页。若free链表为空，则说明n个实页已全部分配出去，此时应进行页面置换：对于FIFO算法要将busy_head 所指的实页从busy链表中取下，分配给该虚页，然后再将该实页插入到busy链表尾部；对于LRU算法则要从所有已分配实页的虚页中找出ti

4、me值为最小的虚页，将该虚页从装载它的那个实页中置换出去，并在该实页中装入当前正要访问的虚页。3、程序流程图 主要函数：int queueN; /定义一个数组，存放随机生成的20个数，表示访问虚页的次序，里面的数值不能超过9 int count; /存放缺页次数， 用来统计缺页率。本算法没有考虑预调页，只要该页不在内存，就认为缺页一次。int countime; /用于LRU算法中，找出要淘汰的页。每当要访问一个虚页面时，countime的值加1，然后将所要访问的虚页的time项值设置为增值后的当前countime值int MemoryStatus100N; /记录当访问每一个虚页时，内存中的

5、L个实页的详细信息。int NotInMemoryN; /表示每次虚页访问是否在内存 程序总体流程图开始输入物理块数目int queue（）,随机生成个长度为20的页地址流LRUFIFO输出缺页率结束图3-1 函数调用图图3-2 FIFO算法流程图：YN图3-3 LRU算法流程图：（总体思路与FIFO相类似，下图仅画区别之处）图3-4四、主要程序清单#includestdio.hconio.h#include #define M 10 /10个虚页#define N 20 /20个页面的访问序列int L; /固定5个实页。/定义虚页的结构typedef struct VirtualPage

6、int pn; int pfn; int time;VirtualPage;/定义实页的结构typedef struct Page struct Page* next;Page;struct Page pp100; /定义一个存放100个实页的数组 ，在底下还要将其串成链表 struct VirtualPage vpM; / 定义存放10个虚页的数组int aa100;struct Page *Free,*Free_head,*Busy,*Busy_tail,*Busy_head,*temp,*find,*find_h;void FIFO（） /先入先出算法的具体实现。 int i,j,k,c

7、urrentpage; /一些临时变量 for（i=0;iN;i+） /这是主循环，每次处理一个虚页访问。直到把20个虚页处理完为止。 /当前访问的虚页是哪一页？ 由数组queuei中的值表示 currentpage=queuei; /判断该虚页是否已经调入内存 if（vpcurrentpage.pfn!=-1） /表示该页已经在内存中，可以直接访问。同时记录访问该页时对应的实页信息（和前一页相同） for（j=0;jnext; Free=Free_head; /将虚页currentpage装入temp指向的实页，该实页的编号为temp- vpcurrentpage.pfn=temp-pfn;

8、 temp-pn=currentpage; /将temp指向的实页插入Busy链表的末尾 temp-next=NULL; if（Busy=NULL） /如果是第一次把虚页装入实页，则temp就是Busy链表的第一个元素。 Busy=temp; Busy_head=Busy; Busy_tail=Busy; else /如果不是第一次把虚页装入实页，则将temp插入Busy链表的队尾。 Busy_tail-next=temp; Busy_tail=temp; /修改内存状态 for（k=0;kpfni=currentpage; /虚页currentpage装入了temp-pfn表示的那个实页里

9、else /如果Free链表不为空，需要置换一页出去。由于采用FIFO算法，故取busy链表的队首元素，将其置换出去，修改信息后插入队尾。 /将Busy首元素取出，赋给temp temp=Busy; Busy_head=Busy- Busy=Busy_head; /将当前虚页currentpage装入temp指向的实页，修改其信息 vptemp-pn.pfn=-1; /该页被置换出去了，所以其pfn字段要设置成-1，表示其已经不再内存。 vpcurrentpage.pfn=temp- /currentpage被装入内存，更新其pfn字段为temp指向的实页。 /temp指向的实页，装入了cur

10、rentpage虚页 /将temp指向的实页插入Busy链表的末尾,此时不用再考虑Busy是否为空了。 void LRU（） int i,j,k,currentpage,countime=0,min=1111,y; countime+; vpcurrentpage.time=countime; else /如果Free链表为空，需要置换一页出去。由于采用LRU算法，故取busy链表的队首元素，将其置换出去，修改信息后插入队尾。 min=11111; find=Busy; for（y=0;ypn.time; find=find- for（y=0; if（aaypn.time=min） temp=

11、Busy_head; vptemp- vpcurrentpage.pfn=temp- temp-next=Busy_head- Busy_head=temp; for（k=0;k+） MemoryStatuski=MemoryStatuski-1; MemoryStatustemp- find=Busy_head- find_h=Busy_head;L-2; if（vpfind- temp=find; vptemp- vpcurrentpage.pfn=temp- temp- temp-next=find- find_h- for（k=0; MemoryStatuski=MemoryStatu

12、ski-1; MemoryStatustemp- else find=find- find_h=find_h- if（vpfind- temp=find; find_h- Busy_tail=temp;void main（） int i,j,k; count=0; countime=0; printf（请输入物理块数目:）; scanf（%d,&L）;FIFO:nM;i+） vpi.pn=i; vpi.pfn=-1; vpi.time=0; /初始化5个实页，并将其串成链表形式 ppi.pn=-1; ppi.pfn=i; ppi.next=NULL; /将5个实页依次相连，形成Free链表 F

13、ree=&pp0; for（i=1; Free-next=&ppi; Free=& Free- Free_head=& /初始化Busy链表 Busy=NULL; Busy_head=NULL; Busy_tail=NULL; find=NULL; find_h=NULL; /初始化MemoryStatus数组 for（j=0; MemoryStatusij=-1; /初始化NotInMemory数组 NotInMemoryi=1; / 生成20个介于 0-9 之间的随机数，作为页面访问序列。并将其显示出来 queuei=rand（）%10; printf（|%3d,queuei）; FIFO（）; /运行 FIFO（） 算法 /显示依次访问20个虚页时对应的内存状态，即MemoryStatus数组的值。 for（j=0; if（NotInMemoryj=1） /当访问的这个虚页不在内存时，显示将其调入内存后的详细内存信息 printf（,MemoryStatusij）; else printf（|%3c,32）; /当访问的这个虚页在内存时，内存状态未发生改变，故无需再显示一遍。本例用空格代替，其中 32 是空格的ASCII码n 缺页数为：%3dn,count）;LRU: LRU（）; /运行 LRU（） 算法 getch（）;五、程序运行结果图2-