存儲管理模擬程序-存儲管理模擬程序

1、存儲管理模擬程序1 .設(shè)計(jì)目的存儲管理的主要功能之一是合理地分配空間。請求頁式管理是一種常用的虛擬存儲管理技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)的目的是通過請求頁式存儲管理中頁面置換算法模擬設(shè)計(jì)，了解虛擬存儲技術(shù)的特點(diǎn)，掌握請求頁式存儲管理的頁面置換算法。2 .設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）通過輸入或由程序產(chǎn)生程序執(zhí)行時(shí)的頁號序列，共32個(gè)頁號。頁號序列按下述原則生成：頁號序列應(yīng)具有一定隨機(jī)性。（如：50%的順序訪問）；（2）計(jì)算并輸出下述各種算法在不同內(nèi)存容量（432內(nèi)存頁面）下的命中率。先進(jìn)先出的算法（FIFO）最近最少使用算法（LRU）最佳淘汰算法（OPT）:先淘汰最不常用的頁地址最少訪問頁面算法（LFR）其中和為選擇內(nèi)容命中率

2、=1-（頁面失效次數(shù)/頁地址流長度）3 .程序設(shè)計(jì)：本程序首先用rand（）函數(shù)定義和產(chǎn)生地址流序列，并針對不同的算法計(jì)算出相應(yīng)的命中率。I根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將函數(shù)分成五個(gè)模塊：1主程序模塊，主要包括頁面結(jié)構(gòu)數(shù)組及頁面控制結(jié)構(gòu)定義，將指令流轉(zhuǎn)換成頁地址流2三個(gè)置換算法程序模塊：FIFO算法模塊，LRU算法模塊，OPT算法模塊，LFU算法模塊II總程序模塊流程圖如下：4 .源程序如下：#include<stdio.h>#include<math.h>#definemaxsize32#include<stdlib.h>definevpf200voidFIFO(inta

3、);voidLRU(inta);voidOPT(inta);voidLFU(inta);intcountmaxsize;/intbpf;intavpf;voidmain()for(inti=0;i<200;i+)ai=rand()%32;FIFO(a);LFU(a);OPT(a);LRU(a);/定義主函數(shù)。用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生頁地址流voidLFU(inta)/LFU算法(for(intn=4;n<33;n+)/不同的頁面數(shù)計(jì)算命中率(intnum=0;intsame=0;intmin;intminpage=0;intdis=0;inti=0;intk=0;intsum=n;/空白頁面數(shù)

4、intnum2=2;/設(shè)置清零時(shí)間問隔intbmaxsize;for(k=0;k<n;k+)/頁面數(shù)組，計(jì)數(shù)數(shù)組初始化bk=-1;countk=0;for(i=0;i<vpf;i+)num=0;for(k=0;k<n;k+)/測試是否命中if(ai=bk)same=k;num+;if(num!=0)/命中頁面計(jì)數(shù)器加1countsame+;elsedis+;未命中，缺頁次數(shù)加1if(sum=0)/無空白頁面min=201;for(k=0;k<n;k+)/找出計(jì)數(shù)器值最小的頁面替換if(min>countk)min=countk;minpage=k;bminpage

5、=ai;if(num2=0)每兩次缺頁計(jì)數(shù)器清零for(k=0;k<n;k+)countk=0;num2=3;countminpage=1;num2-;/countminpage=0;else/有空白頁面bn-sum=ai;if(num2=0)每兩次缺頁計(jì)數(shù)器清零for(k=0;k<n;k+)countk=0;num2=3;num2-;countn-sum=1;sum-;printf("%d”,n);printf("pageframesLFU:%3d",dis);printf("LFU:%6.4fn”,1-(float)dis/32);voi

6、dOPT(inta口)/OPT算法for(intn=4;n<33;n+)/不同的頁面數(shù)計(jì)算命中率intnum1=0,num2=0,num3=0,num4=0;intd;intdis=0;intbmaxsize;intsum=n;intmax;intmaxpage;intdistvpf;for(inti=0;i<vpf;i+)num1=0;for(intj=0;j<n;j+)測試是否命中if(ai=bj)num1+;if(num1=0)未命中dis+;缺頁次數(shù)加1if(sum!=0)有空白頁面時(shí)bn-sum=ai;sum-;else無空白頁面for(intk=0;k<vp

7、f;k+)/初始化頁地址離當(dāng)前頁地址的距離distak=0;for(k=0;k<vpf;k+)num2=0;for(j=0;j<n;j+)if(bj=ak)測試未來頁地址是否在內(nèi)存num2+;if(num2!=0)distak=201;在內(nèi)存的頁地址的距離賦予最大值。elsedistak=0;不在內(nèi)存的頁地址的距離先全賦予0d=1;for(k=i+1;k<vpf;k+)測試未來的地址流是否在當(dāng)前的內(nèi)存。num3=0;for(intj=0;j<n;j+)if(ak=bj)num3+;if(num3!=0)未來的某些地址在當(dāng)前在內(nèi)存num4=0;for(intl=i+1;l

8、<k;l+)測試未來的地址流的是否有相同的。if(ak=al)num4+;if(num4=0)若不同則將其距離賦予相應(yīng)的值，越在后面其距離值越大distak=d;d+;max=-1;maxpage=0;for(intc=0;c<vpf;c+)找出距離最大的頁號if(max<distac)max=distac;maxpage=ac;for(j=0;j<n;j+)/找出在內(nèi)存中距離與最大距離相等的頁號并替換掉if(bj=maxpage)bj=ai;printf("%d”,n);printf("pageframesOPT:%d",dis);pri

9、ntf("OPT:%6.4fn”,1-(float)dis/32);voidFIFO(inta口)FIFO算法for(intn=4;n<33;n+)不同的頁面數(shù)計(jì)算命中率intnum;intmax;intmaxpage=0;intdis=0;inti=0;intk=0;intsum=n;intbmaxsize;for(k=0;k<n;k+)/頁面數(shù)組，計(jì)數(shù)數(shù)組初始化bk=-1;countk=0;for(i=0;i<vpf;i+)num=0;for(k=0;k<n;k+)/測試是否命中if(ai=bk)num+;if(num=0)未命中dis+;for(k=0;

10、k<n;k+)/所有頁面計(jì)數(shù)器加一countk+;if(sum=0)/沒空白頁面時(shí)max=0;for(k=0;k<n;k+)if(max<countk)max=countk;maxpage=k;bmaxpage=ai;countmaxpage=0;elsebn-sum=ai;countn-sum=0;sum-;/找出計(jì)數(shù)器值最大的替換被替換頁面計(jì)數(shù)器清零有空白頁面時(shí)，將所缺頁放入空白頁面,并將該頁面計(jì)數(shù)器清零printf("%d”,n);printf("pageframesFIFO:%3d",dis);printf("FIFO:%6.4

11、fn”,1-(float)dis/32);voidLRU(inta)(for(intn=4;n<33;n+)(intnum=0;intsame=0;intmax;intmaxpage=0;intdis=0;inti=0;intk=0;intsum=n;intbmaxsize;for(k=0;k<n;k+)bk=-1;countk=0;for(i=0;i<vpf;i+)num=0;for(k=0;k<n;k+)if(ai=bk)same=k;num+;for(k=0;k<n;k+)countk+;if(num!=0)countsame=0;elsedis+;if(sum=0)max=0;for(k=0;k<n;k+)/LRU算法初始化頁面數(shù)組和計(jì)數(shù)數(shù)組測試是否命中命中時(shí)，該頁面計(jì)數(shù)器清零未命中時(shí)當(dāng)沒空白頁面時(shí)if(max<countk)(max=countk;maxpage=k;bmaxpage=ai;countmaxpage=0;elsebn-