《操作系统》实验五：页面置换算法模拟

1、精品实验五请求页式存储管理的模拟实验内容:熟悉虚拟存储管理的各种页面置换算法，并编写模拟程序实现请求页式存储管理的页面置换算法-最近最久未使用算法（LRU），要求在每次产生置换时显示页面分配状态和缺页率。实验要求:1、 运行给出的实验程序，查看执行情况，进而分析算法的执行过程，在理解FIFO页面置换算法和最近最久未 使用算法（LRU）置换算法后，给出最佳置换算法的模拟程序实现，并集成到参考程序中。2、执行2个页面置换模拟程序，分析缺页率的情况。最好页框数和访问序列长度可调节，在使用同一组访问序列数据的情况下，改变页框数并执行2个页面置换模拟程序，查看缺页率的变化。3、 在每次产生置换时要求显示

2、分配状态和缺页率。程序的地址访问序列通过随机数产生，要求具有足够的长度。 最好页框数和访问序列长度可调节。实验的执行结果如下图所示（左下图为FIFO执行结果，右下图为 LRU执行结果）：感谢下载载1 2 f yb Jfi yk SE 请请 w算出 要要要 若若若fl叽 若奠退出请按LRUhter your choice 0 4 0 6H缺缺 V/5 9 7 *8 2 6MIK缺缺缺H缺缺ifc 5 5 511140424547缺缺缺缺.缺缺缺 4 4 4 4 411111333333399 91111111ccczxccc/xzxcccccccccccccccc存存存存存存#存存存存存存存存存

3、#存存存存#r-ir J r-rTJJri- UHJ-fcJ-fcu -o-,- _J - 1r J 廿廿廿廿廿廿廿廿廿卄廿廿7廿廿计廿廿廿廿L$00 KIA 缺缺缺 m 缺缺缺3 0 k K 4 5im缺缺缺- 缺JX3B.0 “缺瓦缺贡聿36.45 9 7 8 2 63 4 4n缺缺缺m缺缺缺 A0 9 5 404245 缺铁缺 m 缺缺缺 7 7 7缺贝45.84444444771 4 4 1 1 3 31存存存存存存存存存存存#存存存存存#存存存存# fcj fcurfcu-UHJ*LHI_-tj -otjfcj-ITET JJ7-I-程序源代码：#i nclude #in elude

4、 wi ndows.h#in elude #in elude #in elude #i nclude #in elude #in elude void in itialize();/初始化相关数据结构void createps();/随机生成访问序列void displayi nfo();/显示当前状态及缺页情况void fifo();/先进先出算法intfin dpage();/查找页面是否在内存void lru();/最近最久未使用算法intin validco unt = 0;/缺页次数intvpoi nt;/页面访问指针intpageframe10;/分配的页框intpagehisto

5、ry10;/记录页框中数据的访问历史intrpoi nt;/页面替换指针intin pflag;/缺页标志，0为不缺页，1为缺页struct Page Info/页面信息结构int serial100; /模拟的最大访问页面数，实际控制在20以上intflag;/标志位，0表示尢页面访问数据intdiseffect;/缺页次数inttotal_pf;/分配的页框数inttotal_p n;/访冋页面序列长度 pf_info;/初始化相关数据结构void in itialize()int i,pf;in pflag=0;/缺页标志，0为不缺页，1为缺页pf_in fo.diseffect =0;

6、/缺页次数pf_in fo.flag =0;/标志位，0表示无页面访冋数据printf（n请输入要分配的页框数：”）；/自定义分配的页框数scan f(%d,&pf);pf_in fo.total_pf =pf;for(i=0;i100;i+)/ 清空页面序列pf_in fo.seriali=-1;/随机生成访问序列void createps(void )int s,i,p n;initialize();/初始化相关数据结构printf(n请输入要随机生成访问序列的长度：”)；/自定义随机生成访问序列的长度scan f(%d,&pn);srand(rand();/初始化随机数队列的”种子”s=

7、(float) ra nd() / 32767) * 50 + pn;/ 随机产生页面序列长度pf_in fo.total_p n = s;for(i=0;is;i+)/产生随机访问序列pf_info.seriali=(float) rand() / 32767) * 16 ;/ 随机数的大小在 0-15 之间/显示当前状态及缺页情况void displayi nfo(void)int i,n;if(vpo in t=0)prin tf(n=页面访问序歹U =、n);for(i=0; ipf_ in fo.total_p n; i+)prin tf(%4d,pf_i nfo.seriali);

8、if (i+1) % 10 =0) printf(n);/ 每行显示 10 个prin tf(n=n);printf(访问 %3d :内存 ,pf_info.serialvpoint);for(n=0;n=0)prin tf(%3d,pageframe n);elseprintf( );printf(” );if(inpflag=1)/缺页标志，0为不缺页，1为缺页printf(= 缺页);printf(缺页率 3.1f,(float)(pf_info.diseffect)*100.00/vpoint);prin tf(n);/查找页面是否在内存，1为在内存，0为不在即缺页int fin dp

9、age(i nt page)int n;for(n=0;npf_in fo.total_pf; n+)pagehistoryn +;/ 访问历史加 1for(n=0;npf_in fo.total_pf; n+)if (pageframe n=page )1为缺页inpflag=0 ;/inpflag缺页标志，0为不缺页，pagehistoryn=0;/ 置访问历史为 0return 1;inpflag=1;/页面不存在，缺页return 0;/ FIFO页面置换算法 void fifo(void)int n,coun t,pstate;rpo in t=0;/页面替换指针初始化为 0in v

10、alidco unt = 0;/缺页数初始化为0createps();/随机生成访问序列coun t=0;/是否装满是所有的页框for(n=0; npf_i nfo.total_pf; n+) /清除页框信息pageframe n=-1;inpflag=0;/缺页标志，0为不缺页，1为缺页for(vpoint=0;vpointpf_info.total_pn;vpoint+)/ 执行算法pstate=findpage(pf_info.serialvpoint);/ 查找页面是否在内存if(countpf_info.total_pf)/ 开始时不计算缺页if(pstate=0)/页不存在则装入页

11、面pageframerpo in t=pf_i nfo.serialvpo in t;rpo in t=(rpo in t+1) % pf_in fo.total_pf;coun t+;else/正常缺页置换if(pstate=O)/页不存在则置换页面pageframerpo in t=pf_ in fo.serialvpo in t;rpo in t=(rpo in t+1) % pf_in fo.total_pf;pf_info.diseffect+;/ 缺页次数加 1Sleep(10);displayinfo();/ 显示当前状态/置换算法循环结束getch();return;/ LRU

12、页面置换算法void Iru(void) int n,coun t,pstate,max;rpoin t=0;II页面替换指针in validco unt = 0;II缺页次数初始化为 0createps();II随机生成访问序列coun t=0;II是否装满所有的页框for(n=0;npf_in fo.total_pf; n+)pageframen=-1;II清除页框信息pagehistoryn=0;II 清除页框历史inpflag=0; II缺页标志，0为不缺页，1为缺页for(vpo in t=0;vpo in tpf_ in fo.total_p n; vpo in t+)II执行算法

13、pstate=findpage(pf_info.serialvpoint);II 查找页面是否在内存if(countpf_info.total_pf)II 开始时不计算缺页if(pstate=0) II页不存在则装入页面pageframerpoi nt=pf_i nfo.serialvpoi nt; II把要调入的页面放入一个空的页框里rpo in t=(rpo in t+1) % pf_in fo.total_pf;coun t+;else /正常缺页置换if(pstate=O)页不存在则置换页面max=O;for(n=1; npagehistorymax)max =n;rpoi nt=ma

14、 x;pageframerpo in t=pf_ in fo.serialvpo in t; pagehistoryrpo in t=0;pf_info.diseffect+; / 缺页次数加 1 Sleep(10);displayinfo();/ 显示当前状态 /置换算法循环结束_getch();return;/最佳置换算法自己完成/ 主函数int mai n()char ch;system(cls);while ( true )printf(* n);printf(若要执行FIFO页面置算法请按printf(”若要执行LRU页面置算法请按printf(”若要退出请按3n);1 n);2n);printf(* n);prin tf( E nter your choice (1 or 2 or 3):); do/如果输入信息不正确，继续输入ch = (char)getch();while(ch != 1 & ch != 2& ch != 3);printf(nn 你按的是：%