实验报告三 虚拟内存页面置换算法

实验报告三虚拟存页面置换算法

班级学号

一、实验目的

通过这次实验，加深对虚拟存页面置换概念的理解，进一步掌握先进先出FIFO，最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。

二、实验的开发环境

1. 硬件设备：PC机一台

2. 软件环境：安装Windows操作系统或者Linux操作系统，并安装相关的程序开发环境，如C \C++\Java 等编程语言环境。

三、实验设计思路

问题描述：

设计程序模拟先进先出FIFO，最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的工作过程。假设存中分配给每个进程的最小物理块数为m，在进程运行过程中要访问的页面个数为n，页面访问序列为P1, …,Pn，分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列，给出页面访问序列的置换过程，计算每种算法缺页次数和缺页率。

四、实验容及结果

程序要求如下：

1）利用先进先出FIFO，最佳置换OPI和最近最久未使用LRU三种页面置换算法模拟页面访问过程。

2）模拟三种算法的页面置换过程，给出每个页面访问时的存分配情况。

3）输入：最小物理块数m，页面个数n，页面访问序列P1, … ,Pn，算法选择1-FIFO，2-OPI，3-LRU。

4）输出：每种算法的缺页次数和缺页率。

程序源码如下：

#include "iostream.h"

const int DataMax=100;

const int BlockNum = 10;

int DataShow[BlockNum][DataMax]; // 用于存储要显示的数组

bool DataShowEnable[BlockNum][DataMax]; // 用于存储数组中的数据是否需要显示

//int Data[DataMax]={4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,6,2,3,7,1,2,6,1}; // 测试数据

//int N = 20; // 输入页面个数

int Data[DataMax]; // 保存数据

int Block[BlockNum]; // 物理块

int count[BlockNum]; // 计数器

int N ; // 页面个数

int M;//最小物理块数

int ChangeTimes;

void DataInput(); // 输入数据的函数

void DataOutput();

void FIFO(); // FIFO 函数

void Optimal(); // Optimal函数

void LRU(); // LRU函数

///*

int main(int argc, char* argv[])

{

DataInput();// DataInput();

// FIFO();

// Optimal();

// LRU();

// return 0;

int menu;

while(true)

{

cout<

cout<<"* 菜单选择*"<

cout<<"*******************************************************"<

cout<<"* 1-FIFO *"<

cout<<"* 2-Optimal *"<

cout<<"* 3-LRU *"<

cout<<"* 0-EXIT *"<

cout<<"*******************************************************"<

cin>>menu;

switch(menu)

{

case 1: FIFO();break;

case 2: Optimal();break;

case 3: LRU();break;

default: break;

}

if(menu!=1&&menu!=2&&menu!=3) break;

}

}

//*/

void DataInput()

{

cout<<"请输入最小物理块数：";

cin>>M;

while(M > BlockNum) // 大于数据个数

{

cout<<"物理块数超过预定值，请重新输入：";

cin>>M;

}

cout<<"请输入页面的个数：";

cin>>N;

while(N > DataMax) // 大于数据个数

{

cout<<"页面个数超过预定值，请重新输入：";

cin>>N;

}

cout<<"请输入页面访问序列："<

for(int i=0;i

cin>>Data[i];

}

void DataOutput()

{

int i,j;

for(i=0;i

{

cout<

}

cout<

for(j=0;j

{

cout<<" ";

for(i=0;i

{

if( DataShowEnable[j][i] )

cout<

else

cout<<" ";

}

cout<

}

cout<<"缺页次数: "<

cout<<"缺页率: "<

}

void FIFO()

{

int i,j;

bool find;

int point;

int temp; // 临时变量

ChangeTimes = 0;

for(j=0;j

for(i=0;i

DataShowEnable[j][i] = false; // 初始化为false，表示没有要显示的数据

for(i=0;i

{

count[i] = 0; // 大于等于BlockNum，表示块中没有数据，或需被替换掉// 所以经这样初始化（3 2 1），每次替换>=3的块，替换后计数值置1，// 同时其它的块计数值加1 ，成了（1 3 2 ），见下面先进先出程序段

}

for(i=0;i

{

// 增加count

for(j=0;j

count[j]++;

find = false; // 表示块中有没有该数据

for(j=0;j

{

if( Block[j] == Data[i] )

{

find = true;

}

}