《操作系統(tǒng)》實驗五：頁面置換算法模擬

實用文檔-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN《操作系統(tǒng)》實驗五：頁面置換算法模擬實驗五.請求頁式存儲管理的模擬[實驗內(nèi)容]:熟悉虛擬存儲管理的各種頁面置換算法，并編寫模擬程序?qū)崿F(xiàn)請求頁式存儲管理的頁面置換算法最近最久未使用算法（LRU），要求在每次產(chǎn)生置換時顯示頁面分配狀態(tài)和缺頁率。[實驗要求]：1、運行給出的實驗程序，查看執(zhí)行情況，進而分析算法的執(zhí)行過程，在理解FIFO頁面置換算法和最近最久未使用算法（LRU）置換算法后，給出最佳置換算法的模擬程序?qū)崿F(xiàn)，并集成到參考程序中。2、執(zhí)行2個頁面置換模擬程序，分析缺頁率的情況。最好頁框數(shù)和訪問序列長度可調(diào)節(jié)，在使用同一組訪問序列數(shù)據(jù)的情況下，改變頁框數(shù)并執(zhí)行2個頁面置換模擬程序，查看缺頁率的變化。3、在每次產(chǎn)生置換時要求顯示分配狀態(tài)和缺頁率。程序的地址訪問序列通過隨機數(shù)產(chǎn)生，要求具有足夠的長度。最好頁框數(shù)和訪問序列長度可調(diào)節(jié)。實驗的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示（左下圖為FIFO執(zhí)行結(jié)果，右下圖為LRU執(zhí)行結(jié)果）：程序源代碼：#include<>#include""#include<>#include<>#include<>#include<>#include<>#include<>voidinitialize();//初始化相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)voidcreateps();//隨機生成訪問序列voiddisplayinfo();//顯示當前狀態(tài)及缺頁情況voidfifo();//先進先出算法intfindpage();//查找頁面是否在內(nèi)存voidlru();//最近最久未使用算法intinvalidcount=0;//缺頁次數(shù)intvpoint;//頁面訪問指針intpageframe[10];//分配的頁框intpagehistory[10];//記錄頁框中數(shù)據(jù)的訪問歷史intrpoint;//頁面替換指針intinpflag;//缺頁標志，0為不缺頁，1為缺頁structPageInfo//頁面信息結(jié)構(gòu){intserial[100];//模擬的最大訪問頁面數(shù)，實際控制在20以上intflag;//標志位，0表示無頁面訪問數(shù)據(jù)intdiseffect;//缺頁次數(shù)inttotal_pf;//分配的頁框數(shù)inttotal_pn;//訪問頁面序列長度}pf_info;//////////////////////////////////////////////////////////////////////////初始化相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)voidinitialize(){ inti,pf; inpflag=0;//缺頁標志，0為不缺頁，1為缺頁 =0;//缺頁次數(shù) =0;//標志位，0表示無頁面訪問數(shù)據(jù) printf("\n請輸入要分配的頁框數(shù)：");//自定義分配的頁框數(shù)scanf("%d",&pf); =pf; for(i=0;i<100;i++)//清空頁面序列 {[i]=-1;}}/////////////////////////////////////////////////////////////////////隨機生成訪問序列voidcreateps(void){ ints,i,pn;initialize();//初始化相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) printf("\n請輸入要隨機生成訪問序列的長度：");//自定義隨機生成訪問序列的長度scanf("%d",&pn);srand(rand());//初始化隨機數(shù)隊列的"種子" s=((float)rand()/32767)*50+pn;//隨機產(chǎn)生頁面序列長度 =s; for(i=0;i<s;i++)//產(chǎn)生隨機訪問序列 { [i]=((float)rand()/32767)*16;//隨機數(shù)的大小在0-15之間} }//////////////////////////////////////////////////////////////////////////顯示當前狀態(tài)及缺頁情況voiddisplayinfo(void){inti,n;if(vpoint==0){ printf("\n=============頁面訪問序列=============\n");for(i=0;i<;i++) { printf("%4d",[i]); if((i+1)%10==0)printf("\n");//每行顯示10個 }printf("\n======================================\n");}printf("訪問%3d:內(nèi)存<",[vpoint]);for(n=0;n<;n++)//頁框信息{if(pageframe[n]>=0) printf("%3d",pageframe[n]); elseprintf("");}printf(">");if(inpflag==1)//缺頁標志，0為不缺頁，1為缺頁{ printf("==>缺頁"); printf("缺頁率%3.1f",(float)*vpoint);}printf("\n");}//////////////////////////////////////////////////////////////////////////查找頁面是否在內(nèi)存，1為在內(nèi)存，0為不在即缺頁intfindpage(intpage){ intn;for(n=0;n<;n++) { pagehistory[n]++;//訪問歷史加1 } for(n=0;n<;n++) {if(pageframe[n]==page) { inpflag=0;//inpflag缺頁標志，0為不缺頁，1為缺頁 pagehistory[n]=0;//置訪問歷史為0 return1; } } inpflag=1; //頁面不存在，缺頁return0; }//////////////////////////////////////////////////////////////////////////FIFO頁面置換算法voidfifo(void){intn,count,pstate;rpoint=0;//頁面替換指針初始化為0invalidcount=0;//缺頁數(shù)初始化為0createps();//隨機生成訪問序列count=0;//是否裝滿是所有的頁框for(n=0;n<;n++)//清除頁框信息{pageframe[n]=-1;}inpflag=0;//缺頁標志，0為不缺頁，1為缺頁for(vpoint=0;vpoint<;vpoint++)//執(zhí)行算法{ pstate=findpage[vpoint]);//查找頁面是否在內(nèi)存 if(count<//開始時不計算缺頁 { if(pstate==0)//頁不存在則裝入頁面 { pageframe[rpoint]=[vpoint]; rpoint=(rpoint+1)%; count++; } } else//正常缺頁置換 { if(pstate==0)//頁不存在則置換頁面 { pageframe[rpoint]=[vpoint]; rpoint=(rpoint+1)%; ++;//缺頁次數(shù)加1 } }Sleep(10); displayinfo();//顯示當前狀態(tài)} //置換算法循環(huán)結(jié)束getch();return;}/////////////////////////////////////////////////////////////////////LRU頁面置換算法voidlru(void){intn,count,pstate,max;rpoint=0;//頁面替換指針invalidcount=0;//缺頁次數(shù)初始化為0createps();//隨機生成訪問序列count=0;//是否裝滿所有的頁框for(n=0;n<;n++){ pageframe[n]=-1;//清除頁框信息 pagehistory[n]=0;//清除頁框歷史}inpflag=0;//缺頁標志，0為不缺頁，1為缺頁for(vpoint=0;vpoint<;vpoint++)//執(zhí)行算法{ pstate=findpage[vpoint]);//查找頁面是否在內(nèi)存 if(count<//開始時不計算缺頁 {if(pstate==0)//頁不存在則裝入頁面 { pageframe[rpoint]=[vpoint];//把要調(diào)入的頁面放入一個空的頁框里 rpoint=(rpoint+1)%; count++; } } else//正常缺頁置換 { if(pstate==0)//頁不存在則置換頁面 { max=0; for(n=1;n<;n++) { if(pagehistory[n]>pagehistory[max]) { max=n; } } rpoint=max; pageframe[rpoint]=[vpoint]; pagehistory[rpoint]=0; ++;//缺頁次數(shù)加1 } }Sleep(10); displayinfo();//顯示當前狀態(tài)} //置換算法循環(huán)結(jié)束_getch();return;}/////////////////////最佳置換算法自己完成/////////////////////////////////////////////////////////////////////主函數(shù)intmain(){charch;system("cls");while(true){printf("*******************************************\n");printf("若要執(zhí)行FIFO頁面置算法請按1\n"); printf("若要執(zhí)行LRU頁面置算法請按2\n");printf("若要退出請按3\n");printf("*******************************************\n");printf("Enteryourchoice(1or2or3):"); do {//如果輸入信息不正確，繼續(xù)輸入ch=(char)getch(); }while(ch!='1'&&ch!='2'&&ch!='3');printf("\n\n你按的是：%c,現(xiàn)在為你執(zhí)行對應操作。",ch);if(ch==