(LRU)置换算法-操作系统

实验报告三

——内存页面置换算法的设计

姓名：田玉祥

班级：计算机科学与技术专业一班

一、实验内容

·实现最近最久未使用（LRU）置换算法

二、实验目的

•LINUX中，为了提高内存利用率，提供了内外存进程对换机制，内存空间的分配和回收均以页为单位进行，一个进程只需将其

一部分调入内存便可运行，还支持请求调页的存储管理方式。

•本实习要求学生通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面

置换算法。

三、实验题目

1. 最近最久未使用（LRU）置换算法原理就是：当需要淘汰某页

面时，选择当前一段时间内最久未使用过的页先淘汰，即淘汰距当前最远的上次使用的页。

•例如: 分配给该进程的页块数为3，一个20位长的页面访问序列为:12560,36536,56042,70435，

则缺页次数和缺页率按下图给出:

假定分配给该进程的页块数为3，页面访问序列长度为20。本实验可以采用数组结构实现，首先随机产生页面序列，当发生请求调页时，若内存已满，则需要利用LRU算法，将当前一段时间内最久未使用过的页替换出去。

程序实现想法：

用一个数组a[n]来存放所有需要访问的页，用一个数组b[3]来存放页表，用数组c[3]来存放页表每一页的权值，就是最近最少使用的度，度越高则使用率越小，用n次循环，每次a[i]进行判断时先判断有没有空格，再判断a[i]是否已经在页表中，此时注意要将权值归1，若都没有这些情况，则用函数int MAX(int a,int b,int c) 找到权值最大的，进行替换，并将其他页的权值加1.

实验代码：

//LRU算法，最近最少使用的页替换算法

#include

#include

using namespace std ;

int MAX(int a,int b,int c) //赋值之后的权值中找到权值最大的，返回它的下标也就是最近最少使用的

{

int max = a ;

if(max

{

max = b ;

if(max

max = c ;

}

else

if(max

max = c ;

if(a==max) //找到权值最大的数的下标

return 0 ;

else if(b==max)

return 1 ;

else if(c==max)

return 2 ;

}

int main()

{

// string k ; //k表示当前最近最少使用的页;

int i,j,n,l,m,p,q ; //j表示当前访问的页是否已经在访问,0表示没有发生缺页，1表示发生缺页

//q来表示页表是否有空格，即当前是否全部在使用，1表示全部在使用，0表示还有空格

string *b = new string [3] ; //存放页表

int *c = new int [3] ; //存放页表的权值

for(i=0;i<3;i++)

{

b[i] = " " ;

c[i] = 1 ;

}

cout<<"请输入要访问的页码页数："<

cin >> n ;

string *a = new string [n] ; //存放所有要访问的页

cout<<"请输入"<

for(i=0;i

cin>>a[i] ;

cout<<"页表访问过程如下，“1”表示发生缺页，“0”表示不发生缺页："<

{

j = 1 ;

q = 1 ; //表示页表没有空位，全被使用

for(l=0;l<3;l++)

if(a[i]==b[l])

{

j = 0 ;

c[l]=1 ; //将权值设为1

c[l-1]++;

c[l-2]++;

c[l+1]++;

c[l+2]++;

break ;

}

if(j==0) //如果需要访问的页正在被访问，即已经在页表，直接输出。并将其权值设为1

{

for(l=0;l<3;l++)

cout<

cout<

}

//如果访问的页发生缺页有两种情况

if(j==1) //第一种，页表有空闲帧

for(l=0;l<3;l++)

{

if(b[l]==" ")

{

b[l]=a[i] ;

c[l-1]++ ;

c[l-2]++ ;

for(p=0;p<3;p++)

cout<

cout<

q = 0 ;

break ;

}

}

if(j==1&&q==1) //须要访问的页不在页表中

{

m = MAX(c[0],c[1],c[2]) ;

b[m]=a[i] ;

c[m]=1 ;

c[m-1]++;

c[m-2]++;

c[m+1]++;

c[m+2]++;

for(p=0;p<3;p++)

cout<

cout<

}

}

system("pause") ;

return 0 ;

}

代码实现：