常见的页面置换算法
其他的参考：
https://www.jianshu.com/p/18285ecffbfb
https://www.cnblogs.com/lustar/p/7875705.html
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define PN 12//页面访问列长度 #define FN 3//分配给进程的内存块数 int *pageSeq;//页面访问序列 int *frames;//内存块数组 int fault,exchange;//缺页次数和置换次数 float ratio;//缺页率 void init();//初始化页面访问向量 void clear();//初始化内存块 void print();//输出最后结果 void print1(int);//输出每一步结果 void OPT(int*,int,int*,int);//OPT算法 void FIFO(int*,int,int*,int);//FIFO算法 void LRU(int*,int,int*,int);//LRU算法 int search(int,int*,int,int);//搜索页面在序列某段中的位置，找到返回下标，否则返回-1 int main() { int num; printf("【页面置换算法】\n"); printf("序列长度：%d\n",PN); printf("内存块数：%d\n",FN); printf("======================\n\n"); init();//初始化页面访问向量 printf("操作说明：\n"); printf(" num=0 程序结束\n"); printf(" num=1 OPT算法\n"); printf(" num=2 FIFO算法\n"); printf(" num=3 LRU算法\n"); printf("==============================\n"); printf("\n"); printf("输入操作序号num："); scanf("%d",&num); while(1) { switch(num) { case 0:printf("\n=====程序结束！=====\n");return 0; case 1:printf("\n【OPT算法】\n");OPT(pageSeq,PN,frames,FN);break; case 2:printf("\n【FIFO算法】\n");FIFO(pageSeq,PN,frames,FN);break; case 3:printf("\n【LRU算法】\n");LRU(pageSeq,PN,frames,FN);break; default:printf("\n=====重新输入=====\n");goto L1; } print(); L1: printf("\n"); printf("输入操作序号num："); scanf("%d",&num); } } void init()//输入访问序列 { int i; pageSeq=(int*)(malloc(PN*sizeof(int))); frames=(int*)(malloc(FN*sizeof(int))); printf("向pageSeq输入页面访问序列："); for(i=0;i<PN;i++) scanf("%d",&pageSeq[i]); printf("\n"); printf("页面访问序列：\n\n");//输出页面访问序列 for(i=0;i<PN;i++) printf("%3d",pageSeq[i]); printf("\n\n"); printf("===============================================================\n"); } void clear()//重新初始化内存块frames，因为有0号页面，所以置-1 { int i; fault=0;//缺页次数 exchange=0;//置换次数 for(i=0;i<FN;i++)//内存块置-1 frames[i]=-1; } void print1(int flag)//flag为缺页标志，输出每一步结果 { int t; for(t=0;t<FN;t++)//每访问一个页面，都输出一次内存块（页面） printf("%3d",frames[t]); if(flag) printf(" fault");//在缺页位置标记“fault” printf("\n"); } void print()//输出最后结果 { exchange=fault-FN; ratio=(float)fault/PN*100; printf("------------------------------\n"); printf("缺页次数：%d\n",fault); printf("置换次数：%d\n",exchange); printf("缺 页 率：%4.1f%%\n",ratio); printf("==============================\n"); } int search(int p,int* ar,int start,int end)//参数说明：(页号，页面访问序列或者内存块数组，起点，终点) {//检测页面p是否存在数组ar中(起点start，终点end)，存在则返回其在ar中的位置(下标)，否则返回-1 int i,f; if(start>end)f=-1;//f作为方向标志，f=1时，循环变量递增；f=-1时，循环变量递减 else f=1; i=start;//从strat位置开始搜索 while(i!=end+f)//i超过end时结束循环 {//在OPT算法中，start<end，循环变量递增，f=1；而在LRU算法中则相反，f=-1 if(p==ar[i])return i;//首次搜索到p即返回下标 i=i+f; } return -1;//未搜索到页面p，即p在未来不再被访问 } void OPT(int* arp,int p,int* arf,int f) {//参数说明：(页面访问序列数组，数组长度，内存块数组，数组长度) int i=0,j,flag; int kf=0;//kf为进入内存页面数，当kf>=f时，内存块满，此时缺页产生置换，且kf的值不再增加 int kp;//搜索起点，即页面访问序列中当前页的下一位置 int posi,pmaxi,pmaxj;//未来最久不使用页面在arp和arf中的位置 clear();//内存块数据清零 printf("页面访问过程：\n"); printf("------------------------------\n"); for(i=0;i<p;i++)//扫描页面序列 { flag=0;//缺页标志，初值置0，不缺页 if(search(arp[i],arf,0,f-1)==-1)//页不在内存 { flag=1;//缺页，flag置1 fault++;//缺页+1 if(kf<f)//有空闲内存块，无置换 { arf[kf]=arp[i];//页面直接调入内存块arf[kf]中 kf++;//当内存块放满页面后，kf不再增加 } else//没有空闲内存块，将产生置换 { kp=i+1; //设置页面访问序列arp中向后搜索的起点，选择淘汰页面 pmaxi=-1;//被淘汰页面在访问序列arp中的位置，初值置-1 for(j=0;j<f;j++) {//对内存arf中的每个页面依次查找其在访问序列arp中（未来）第一次出现的位置，并存放在posi中 posi=search(arf[j],arp,kp,p-1); if(posi==-1)//search()返回-1，说明该页面在未来不存在，即不会再被访问到 { arf[j]=arp[i];//置换并终止循环 break; } if(posi>pmaxi) {//search()返回值不是-1，则记录最久未使用页面在访问序列arp中的位置 pmaxi=posi;//记录最大位置 pmaxj=j;//记录最久未使用页面在内存arf中的位置 } } if(j>=f)arf[pmaxj]=arp[i];//当内存块数组arf中所有页面在未来都会被访问到时，置换 } } print1(flag);//输出一次内存页面情况 } } void FIFO(int* arp,int p,int* arf,int f) {//参数说明：(页面访问序列数组，数组长度，内存块数组，数组长度) int i,j=0,flag; clear();//内存块数据清零 printf("页面访问过程：\n"); printf("------------------------------\n"); for(i=0;i<p;i++) { flag=0;//缺页标志，同OPT if(search(arp[i],arf,0,f-1)==-1)//如果当前页面arp[i]不在内存 { fault++;//缺页+1 flag=1; arf[j]=arp[i];//页面调入内存 j=(j+1)%f;//j+1，循环 } print1(flag);//输出一次内存页面情况 } } void LRU(int* arp,int p,int* arf,int f) {//参数说明：(页面访问序列数组，数组长度，内存块数组，数组长度) int i,j; int kf=0;//kf>=f时，内存块满，此时缺页产生置换 int flag;//缺页标志 int pmini,pminj;//最久未访问页面在arp[]中过去的位置和在arf[]中的位置 int posi; clear();//清理内存块数据等 for(i=0;i<p;i++) { flag=0; if(search(arp[i],arf,0,f-1)==-1)//页面不在内存 { flag=1; fault++;//缺页 if(kf<f)//有空闲块，无置换 { arf[kf]=arp[i]; kf++; } else//无空闲块，产生置换 {//在arp[]中向前搜索，寻找最久未被访问的页面位置 pmini=p;//pmini值初值（最大值或者当前值i） for(j=0;j<f;j++) { posi=search(arf[j],arp,i-1,0);//这里与OPT不同，不会出现页面不存在的情况 if(posi<pmini) { pmini=posi; pminj=j; } } arf[pminj]=arp[i];//置换 } } print1(flag);//输出一次内存页面情况 } }
