C实现操作系统的Optimal FIFO LRU算法

// zzzzz.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

//

#include

#define M 4 //物理页数

#define N 15 //需要调入的页数

#define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n")//表格控制typedef struct page

{

int num;

int time;

}Page; //物理页项，包括调入的页号和时间

Page mm[M]; //4个物理页

int aa[M][N]; //用于存储每次置换后内存的情况

int queue[20]; //记录置换的页

int K=0; //置换页数组的标识

int pos=0;//记录存在最长时间项

int A[N]={1,0,1,0,2,4,1,0,0,5,4,3,2,3,4};//15个数

//初始化内存页表项及存储内存情况的空间

void INIT()

{

int i,j;

for(i=0;i

{

mm[i].num =-1;

mm[i].time =0;

}

for(i=0;i

for(j=0;j

aa[i][j]=-1;

}

//取得内存中存在时间最久的位置

int GetMax()

{

int max=-1;

int i,j;

for(i=0;i

{

if(mm[i].time > max)

{

max=mm[i].time ;

pos=i;

}

}

return pos;

}

//检查某页是否在内存，//如果在内存则返回在内存中的位置

int Equation(int fold)

{

int i;

for(i=0;i

{

if(mm[i].num == fold)

return i;

}

return -1;//不在内存

}

//检查物理内存是否已满,-1表满，其他不满，//不满时返回不满的位置int Check()

{

int i;

for(i=0;i

{

if(mm[i].num == -1)//内存没满，可以存数据

return i;

}

return -1;//内存已满

}

//求最长时间将不会被使用的页面

int distance(int a)

{

int x=0,y;

int i,j,k=a;

int Max[4];//存放最大的距离，下标表示要返回的页面

for(i=0;i

{

for(j=k;j

{

if(j=14)

return i;

if(mm[i].num=A[j])

{

Max[i]=j;

break;

}

}

}

for(i=0;i<4;i++)

{

if(x

{

x=Max[i];

y=i;

}

}

return y;

}

//先进先出

void FIFO(int fold)

{

int i;

int a,b,c;

a=Equation(fold);

//页已存在

if(a != -1)

//一次调度完成后时间加1 {

//return a;

}

//页不存在

else

{

b=Check();

//内存还有空闲

if(b != -1)

{

mm[b].num = fold;

}

//内存已满，需要置换

else

{

c=GetMax();

mm[c].num = fold;

mm[c].time = 0;

}

queue[K++]=fold;//记录缺页次数，存在于页不在内存的情况下。

}

for(i=0;i

{

if(mm[i].num != -1)

mm[i].time ++;

}

}

void LRU(int fold)

{

int i;

int a,b;

int temp,p;

a=Equation(fold);

if(a != -1)//页已在内存

{

//把此项移动到链表最后一项

if(a==3)//此项已经在最后，不需要做任何改动

return;

else

{

p=Equation(-1);

if(p==-1)//链表是满的

{

for(;a<3;a++)

mm[a].num=mm[a+1].num;

mm[3].num=fold;

}

else if(p<=3)//链表不满

{

for(;a

mm[a].num=mm[a+1].num;

mm[a].num=fold;

}

}

}

else //页不在内存

{

b=Check();

if(b!=-1)//不满

mm[b].num=fold;

else

{

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

mm[i].num=mm[i+1].num;

mm[3].num=fold;

}

queue[K++]=fold;

}

}

void Optimal(int fold,int x)

{

int a,b,c,y;

y=x;

a=Equation(fold);

//页已存在

if(a != -1)

{

}

//页不存在

else

{

b=Check();

//内存还有空闲

if(b != -1)

{

mm[b].num = fold;

}

//内存已满，需要置换

else

{

c=distance(y);

mm[c].num = fold;

}

queue[K++]=fold;//记录缺页次数，存在于页不在内存的情况下。

}

}

void main()

{

int i,j;

char s;

INIT();

printf("请选择：F/f----------FIFO置换算法\n");

printf(" L/l----------LRU置换算法\n");

printf(" O/o----------LRU置换算法\n");

scanf("%c",&s);

if(s=='F'||s=='f')

{

for(i=0;i

{

FIFO( A[i] );

aa[0][i]=A[i];

for(j=0;j

aa[j][i]=mm[j].num;//页面号

}

}

else if(s=='L'||s=='l')

{

for(i=0;i

{

LRU( A[i] );

aa[0][i]=A[i];

for(j=0;j

aa[j][i]=mm[j].num;

}

}

else if(s=='O'||s=='o')//optimal

{

for(i=0;i

{

Optimal( A[i],i);

aa[0][i]=A[i];

for(j=0;j

aa[j][i]=mm[j].num;//页面号

}

}

else

{

return;

}

//输出结果

printf("内存状态为：\n");

Myprintf;

for(j=0;j

printf("|%2d",A[j]);

printf("|\n");

Myprintf;

for(i=0;i

{

for(j=0;j

if(aa[i][j]==-1)

printf("|%2c",32);

else

printf("|%2d",aa[i][j]);

printf("|\n");

}

Myprintf;

printf("\n调入队列为：");

for(i=0;i

printf("%3d",queue[i]);

printf("\n缺页次数为：%6d\n缺页率：%16.6f",K,(float)K/N); }