页面置换算法修改
操作系统实验报告
实验地点： 班级：
GS4304
实验日期： 学号：
2015-11-11 姓名：
13 数字媒体
一、实验题目：页面置换算法修改 二、实验过程： 实验代码：
//==================================================================== #include #include #include #include #include #include #define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n") /* 表格控制*/ #define bsize 4 //物理块大小 #define psize 16 //进程大小 typedef struct page { int num; /*记录页面号*/ int time; /*记录调入内存时间*/ }Page; /* 页面逻辑结构，结构为方便算法实现设计*/ Page b[bsize]; /*内存单元数*/ int c[bsize][psize]; /*暂保存内存当前的状态：缓冲区*/ int queue[100]; /*记录调入队列,(供 FIFO 使用)*/ int K; /*调入队列计数变量*/ int phb[bsize]={0}; //物理块标号 int pro[psize]={0}; //进程序列号 int flag[bsize] = {0}; //进程等待次数(存放最久未被使用的进程标志) int flago[bsize] = {0}; //进程等待次数(存放将来未被使用或最远进程标志) int i = 0, j = 0,k = 0; //i 表示进程序列号,j 表示物理块号 int m = -1, n = -1; //物理块空闲和进程是否相同判断标志 int max = -1,maxflag = 0; //标记替换物理块进程下标(供 FIFO 使用) int maxo=-1,maxoflag = 0; //标记替换物理块进程下标(供 OPT 使用) int count = 0; //统计页面缺页次数 //**************************************************************//
//**************************************************************// 随机产生序列号 函数 //************************************************************** int* build() { printf("随机产生一个进程序列号为：\n"); int i = 0; for(i=0; i
return -1; } //**************************************************************//初始化内存 //************************************************************** void empty() { for(i=0;i
****************************************** void FIFO() { //int cc[psize][psize]; K=-1; printf("内存状态为：\n"); Myprintf; for(j=0;jmaxflag) { maxflag = flag[j]; max = j; } } if(n == -1) //不存在相同进程
{ if(m != -1) //存在空闲物理块 { phb[m] = pro[i]; //进程号填入该空闲物理块 queue[++K]=pro[i]; count++; flag[m] = 0; for(j = 0;j
for(i = 0 ;i max)
{ max=b[i].time; tag=i; } } return tag; } /*判断页面是否已在内存中*/ int Equation(int fold,Page *b) { int i; for(i=0;i=0) { b[val].time=0; for(i=0;i
int i,j; K=-1; Init(b, c); for(i=0;imaxoflag) {
maxoflag = flago[j]; maxo = j; 用或最远使用的页面的下标
//找出 maxo 最大的，即内存找到将来不使
} } phb[maxo] = pro[i]; queue[++K]=pro[i];
//此处进入队列
} void OPT() //http://www.docin.com/p-930139548.html { K=-1; printf("内存状态为：\n"); Myprintf; for(j=0;j
if(n == -1) //不存在相同进程 { if(m != -1) //存在空闲物理块 { phb[m] = pro[i]; //进程号填入该空闲物理块 queue[++K]=pro[i]; count++; m = -1;
} else //不存在空闲物理块 { for(j = 0; j
for(j = 0 ;j
} printf("\n"); } Myprintf; printf("\n 调入队列为:"); for(i=0;i
作(0/1/2/3/4/5):"); scanf("%d",&sel); switch(sel) { case 0:printf("\t\t\t^-^再见！^-^ \t\t\t\n");system("pause");break; case 1:build();break; case 2:printf("最久未使用(LRU)算法：\n");LRU();empty();printf("\n");break;
case 3:printf("先进先出(FIFO)算法：\n");FIFO();empty();printf("\n");break; case 4:printf("最佳置换算法(OPT)算法：\n");OPT();empty();printf("\n");break; case 5: printf("最久未使用算法：\n");LRU();empty();printf("\n"); printf("先进先出算法：\n");FIFO();empty();printf("\n"); printf("最佳置换算法(OPT)算法：\n");OPT();empty();printf("\n");break; default: printf("请输入正确的选项号！");printf("\n\n");break; } printf("按任意键继续……"); 户观察当前执行的结果 fflush(stdin); getch(); printf("\n"); }while(sel!=0); return 0; } //================================================================ //新增用户按任意键继续，方便用
程序流程图：
1.Build
2.Searchpb
3．searchpro
4. empty
5. FIFO
开始 K=-1; printf("内存状态为： \n"); Myprintf; j=0;
j
printf("|%2d ",pro[j]); printf("|\n"); Myprintf; 否
i = 0; 否
i=0;
否
i
Myprintf; printf("\n调入队列为:");
否
i
i=0;
j=0;
j = 0;
j
否
printf("\n"); i++
j
否
n == -1 是
否
phb[n] = pro[i];
j = 0;
否
flag[j]>maxflag 是
m != -1 是
否
phb[max] = pro[i]; queue[++K]=pro[i]; flag[max] = 0;
j
否
n = -1;
printf("|%2d ",c[i][j]);
maxflag = flag[j]; max = j; 否
phb[m] = pro[i]; queue[++K]=pro[i]; count++; flag[m] = 0;
j = 0;
flag[j]++; j++
j++
j++
j
否
max = -1; maxflag = 0; count++;
j
否
m = -1;
j=0;
j
6. Init
int i,j; i=0;
i
N
i=0; i
Y
b[i].num=-1;
N
b[i].time=psi ze-i-1;
j
i++
c[i][j]=-1; j++
i++
7. GetMax
int i; int max=-1; int tag=0;
i=0
i
N
return tag;
Y
b[i].time> max
N
Y
max=b[i].time; tag=i;
i++
8. Equation
int i; i=0; i
N
return -1;
Y
fold==b[i].n N um
Y
return i; i++
9. Lruu
开始
int i; int val; val=Equation(fold,b); val>=0
N
Y
b[val].time=0;
i=0
i
N N
queue[++K]=fold;
Y
i!=val
Y
b[i].time++; i++
val=GetMax(b); b[val].num=fold; b[val].time=0; i=0;
i
结束
Y N
i!=val
Y
i++ b[i].time++;
10. LRU
11. Opt
j = 0; j
N phb[maxo] = pro[i];
queue[++K]=pro[i];
Y
flago[j]> maxoflag
N
Y
maxoflag = flago[j]; maxo = j;
j++
12. OPT
开始 K=-1;printf("内存状态 为：\n"); Myprintf;j=0
j
否
printf("|\n"); Myprintf;
i=0
i
否
i=0
i
t
否 否 n == -1 是 phb[n] = pro[i]; n = -1; m != -1 是 phb[m] = pro[i]; queue[++K]=pro[i]; count++; m = -1; j
j=0
i++
j
否
printf("\n");
否
是
printf("|%2c ",32);
printf("|%2d ",c[i][j]);
j=0
j++
Myprintf; printf("\n调入队列 为:");i=0;
否 i
printf("\n缺页次数为：%6d\n缺页 率：%16.6f",K+1,(float)(K+1)/ psize);
t++ printf("%3d",queue[i]); i++ 结束
Opt(); maxo = -1; maxoflag = 0; count++;
13. main
程序结果截图：
三、实验总结
通过本次课程设计，我对页面置换算法的了解更加的深刻。主要有以下置 换算法： OPT（最佳置换算法） 、FIFO（先进先出置换算法） 、LRU（最近最 久未使用算法） 、每种算法都有各自的优缺点，OPT 算法是实际中不能实现的， 但是可以利用该算法去评价其它算法；FIFO 算法与进程实际运行的规律不相适 用，因为在进程中，有些页面经常被访问；LRU 算法是根据页面调入内存后的 使用情况进行决策的； 1.先进先出（FIFO）置换算法 该算法总是淘汰最先进入内存的页面， 即选择在内存中驻留时间最久的页 面予以淘汰。该算法的实现是将一个进程已调入内存的页面，按照先后次序连接 成一个队列，并设置一个替换指针，使它总指向最老的页面。 2.最近久未使用（LRU）置换算法 最近久未使用置换算法是根据页面调入内存后的使用情况来进行决策的。 该算法赋予每个页面一个访问字段， 用来记录一个页面自上次被访问以来所经历 的时间，当需要淘汰一个页面的时候选择现有页面中其时间值最大的进行淘汰。 3.最佳（OPT）置换算法 其所选择的被淘汰的页面，讲师以后不使用的，或者是在未来时间内不再 被访问的页面，采用最佳算法，通常可保证获得最低的缺页率。