实验5页面置换算法模拟实验ok

实验5 页面置换算法模拟实验
一．实验目的
1.进一步掌握虚拟存储器的实现方法。

2.掌握各种页面置换算法。

3.比较各种页面置换算法的优缺点。

二．实验内容
模拟实现页面置换算法，步骤为：
①使用产生随机数函数得到一个随机的数列，作为将要载入的页面序列。

②使用先进先出（FIFO）算法、最近最久未使用（LRU）置换算法和最佳（OPT）置换算法，列出所需淘汰的页面号序列。

③列出缺页中断次数。

三．参考源程序如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define N 10
#define B 4
/*------------------------------------------------------------------------
函数名：IsInBuf()，返回某个数X在不在缓冲Buf[],如在，返回位置，否则返回－1
--------------------------------------------------------------------------*/
int IsInBuf(int buf[],int x){
int i,j=-1;
for(i=0;i<B;i++){
if(buf[i]==x){ j=i;break; }
else if(buf[i]==-1){ buf[i]=x;j=i;break; } }
return j;}
/*------------------------------------------------------------------------
函数名：oldest()，返回最近最久未使用的页面位置
--------------------------------------------------------------------------*/
int oldest(int f[]){
int i,j=0,max=-1;
for(i=0;i<B;i++){
if(f[i]>max){ max=f[i]; j=i; }
f[i]++; }
return j;}
/*------------------------------------------------------------------------
函数名：oldest2()，返回未来最久未使用的页面位置
---------------------------------------------------------------------
-----*/
int oldest2(int list[],int buf[],int f[],int start){
int i,j;
for(i=0;i<B;i++){
for(j=start;j<N;j++){ if(buf[i]==list[j]) break; }
f[i]=j; }
return oldest(f);}
int main(void){
int list[N];
int buf[B],f[B],i,j ;
int old=0;
int change=0;
srand((int)time(NULL)); /*生成一系列随机数并初始化环境*/
for(i=0;i<B;i++) {buf[i]=f[i]=-1;}
printf("\nThe Random List:\n");
for(i=0;i<N;i++){ list[i]=(int)rand()%10; printf("%2d",list[i]); } printf("\nFIFO\n");/*显示FIFO淘汰的页面序列*/
change=0;
for(i=0;i<N;i++){
j=IsInBuf(buf,list[i]);
if(j==-1){
printf("%2d",buf[old]);
buf[old]=list[i];
old=(old+1)%(int)B;
change++;
}else printf(" "); }
printf("\n changes %2d\n",change); /*显示有多少个缺页中断*/
printf("\nLRU\n");/*显示LRU淘汰的页面序列*/
change=0;
for(i=0;i<B;i++) {buf[i]=f[i]=-1;}
for(i=0;i<N;i++){
j=IsInBuf(buf,list[i]);
old=oldest(f);
if(j==-1){
printf("%2d",buf[old]);
buf[old]=list[i];
f[old]=0;
change++;}
else{ f[j]=0; printf(" "); } }
printf("\n changes %2d\n",change); /*显示有多少个缺页中断*/
printf("\nOPT\n");/*显示OPT淘汰的页面序列*/
change=0;
for(i=0;i<B;i++) {buf[i]=f[i]=-1;}
for(i=0;i<N;i++){
j=IsInBuf(buf,list[i]);
if(j==-1){
old=oldest2(list,buf,f,i);
printf("%2d",buf[old]);
buf[old]=list[i];
f[old]=0;
change++; }
else{ f[j]=0; printf(" "); } }
printf("\n changes %2d\n",change); /*显示有多少个缺页中断*/ getch();
return 0; }
（假设当前随机产生的页面序列为：7 1 0 4 2 5 8 6 9 1)
四.填表题
(1).在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数分别为4时，试计算采用先进先出淘汰算法时的缺页率(假设开始执行时主存中没有页面)，并将所得结果填表。

缺页率为：
【答案】
根据所给页面走向，使用先进先出页面淘汰算法时，页面置换情况如下：
缺页率为：10／12
缺页率为：9／12
(2).在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、
3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数分别为3时，试计算采用最近最久未使用淘汰算法时的缺页率(假设开始执行时主存中没有页面)，并将所得结果填表。

缺页率为：
【答案】
根据所给页面走向，使用最近最久未使用页面淘汰算法时，页面置换情况如下：
缺页率为：10／12
(3).在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数分别为3时，试计算采用最佳置换淘汰算法(OPT 算法)时的缺页率(假设开始执行时主存中没有页面)，并将所得结果填表。

缺页率为：
【答案】
解：根据所给页面走向，使用最佳页面淘汰算法时，页面置换情况如下；
缺页率为：7/12
五、RLU分析结果：
7 1 0 4 2 5 8 6 9 1 初始：
Buf -1 -1 -1 -1
F -1 -1 -1 -1
J=0：
Buf 7-1 -1 -1
F 0 0 0 0
J=1：
Buf 7 1 -1 -1
F 1 1 1 1
J=2：
Buf 7 1 0 -1
F 2 2 2 2
J=3：
Buf 7 1 0 4
F 3 3 3 3
J=-1：
Buf 2 1 0 4
F 0 4 4 4
J=-1：
Buf 2 50 4
F 1 0 5 5
J=-1：
Buf 2 5 8 4
F 2 1 0 6
J=-1：
Buf 2 5 8 6
F 3 2 1 0
J=-1：
Buf 9 5 8 6
F 0 3 2 1
J=-1：
Buf 9 18 6
F 1 0 3 2
六、OPT分析结果：
7 1 0 4 2 5 8 6 9 1 初始：
Buf -1 -1 -1 -1
F -1 -1 -1 -1
J=0：J=1：J=2：J=3：
Buf 7 1 0 4
F -1 -1 -1 -1
J=-1：
Buf 2 1 0 4 F 10 (0) 9 10 10 J=-1：
Buf 5 1 0 4
F 10 9 10 10
J=-1：
Buf 8 1 0 4
F 10 9 10 10
J=-1：
Buf 6 1 0 4
F 10 9 10 10
J=-1：
Buf 9 1 0 4
F 10 9 10 10。