C语言实现页面置换 先进先出算法(FIFO)
本文实例为大家分享了C语言实现页面置换算法的具体代码,供大家参考,具体内容如下
一、设计目的
加深对请求页式存储管理实现原理的理解,掌握页面置换算法中的先进先出算法。
二、设计内容
设计一个程序,有一个虚拟存储区和内存工作区,实现下述三种算法中的任意两种,计算访问命中率(命中率=1-页面失效次数/页地址流长度)。附加要求:能够显示页面置换过程。
该系统页地址流长度为320,页面失效次数为每次访问相应指令时,该指令对应的页不在内存的次数。
程序首先用srand()和rand()函数分别进行初始化、随机数定义和产生指令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。
通过随机数产生一个指令序列。共320条指令,指令的地址按下述原则生成:
(1)50%的指令是顺序执行的。
(2)25%的指令是均匀分布在前地址部分。
(3)25%的指令是均匀分布在后地址部分。
具体的实施方法如下:
在【0,319】的指令地址之间随机选取一起点m。
顺序执行一条指令,即执行地址为m+1的指令。
在前地址【0,m+1】中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m'。
顺序执行一条指令,其地址为m'+1。
在后地址【m'+2,319】中随机选取一条指令并执行。
重复步骤(1)-(5),直到320次指令。
将指令序列变换为页地址流。
设:
页面大小为1KB。
用户内存容量4页到32页。
用户虚存容量为32KB。
在用户虚存中,按每K存放10条指令虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为:
第0条~9条指令为第0页(对应虚存地址为【0,9】)。
第10条~19条指令为第1页(对应虚存地址为【10,19】)。
……
第310条~319条指令为第31页(对应虚拟地址为【310,319】)。
按以上方式,用户指令可组成32页。
计算每种算法在不同内存容量下的命中率。
三、程序结构
首先,用srand()和rand()函数分别进行初始化、随机数定义和产生指令序列;
接着,将指令序列变换成相应的页地址流;
然后,并针先进先出算法计算出相应的命中率和输出页面置换过程。
源程序:
#include#include #defineN320 intnum[N];//存放随机数 intpage[N];//存放页地址流 intmc[33];//memorycapacity内存容量,并初始化为0 voidrandomnumber()//randomnumber随机数程序第一步,产生320个指令序列 { intpc; intflag=0; scanf("%d",&pc); printf("\n在0-319之间产生的320个随机数如下:\n"); for(inti=0;i<320;i++) { num[i]=pc; if(flag%2==0)pc=++pc%320;//flag=0||250%的指令是顺序执行的 if(flag==1)pc=rand()%(pc-1);//flag=125%的指令是均匀分布在前地址部分 if(flag==3)pc=pc+1+(rand()%(320-(pc+1)));//flag=325%的指令是均匀分布在后地址部分 flag=++flag%4; printf("%3d",num[i]); if((i+1)%10==0)printf("\n");//每行输出10个数 } } voidpageaddress()//pageaddress页地址程序第二步,将指令序列变换为页地址流 { for(inti=0;i<320;i++) { printf("%3d",page[i]=num[i]/10); if((i+1)%10==0)printf("\n");//每行输出10个数 } } intFIFO(intcapacity) { intj,x,y,m; intsum=0;//mc中分配的个数 intexist=0;//命中次数 intflag;//标志是否命中flag=0没命中flag=1命中 intep=1;//eliminationposition淘汰位置 mc[1]=page[0]; printf("%2d加入\t",page[0]); for(m=1;m<=capacity;m++)//输出当前内存块的存储情况 printf("%2d",mc[m]); printf("\n"); sum+=1; for(j=1;j<320;j++) { flag=0; for(y=1;y<=sum;y++)//判断这个页地址流是否命中 if(mc[y]==page[j]){ exist++; flag=1; printf("%2d命中\t",page[j]); for(m=1;m<=capacity;m++)//输出当前内存块的存储情况 printf("%2d",mc[m]); printf("\n"); break;} //没命中 if(flag==0) { if(sum =capacity) { intt=mc[ep]; mc[ep]=page[j]; printf("%2d置换%2d\t",page[j],t); for(m=1;m<=capacity;m++)//输出当前内存块的存储情况 printf("%2d",mc[m]); printf("\n"); ep+=1; if(ep==capacity+1)ep=1; } } } printf("\nexist=%d\n命中率=%lf",exist,exist/320.0); } intmain() { intcapacity;//内存块数 printf("请输入第一条指令号(0~319):"); randomnumber(); printf("\n指令序列对应的页地址流:\n"); pageaddress(); printf("\n\n\n\t\t先进先出算法(FIFO):\n\n"); printf("请输入内存块数(4-32):"); scanf("%d",&capacity); for(inti=1;i<=32;i++)//给数组赋初值 mc[i]=-1; FIFO(capacity); return0; }
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