实验4 页面置换算法

实验4 页面置换算法（2学时）
一、实验目的
通过实验加强对虚拟存储管理中页面置换算法的理解和掌握。

二、实验内容
编写程序实现虚拟存储管理中OPT,FIFO,LRU页面置换算法。

三、实验要求
1、任意给出一组页面访问顺序（如页面走向是1、
2、5、7、5、7、1、4、
3、5、6、
4、3、2、1、
5、2）。

2、分配给该作业一定的物理块（如3块、4块等）。

3、利用OPT,FIFO,LRU页面置换算法模拟页面置换过程并计算其缺页率。

4、每访问一个页面均需给出内存中的内容（内存中的页面号），若有淘汰还需给出淘汰的页面号。

5、通过给出特殊的页面访问顺序，分配不同的物理块，利用FIFO 算法计算其缺页率，进一步理解Belady现象。

6、（附加）实现CLOCK置换算法，修改位可在确定页面号时直接任意给出。

#include<iostream>
using namespace std;
#define M 40
int N;
struct Pro
{
int num,time;
};
int Input(int m,Pro p[M])
{
cout<<"请输入实际页调用次数：";
do
{
cin>>m;
if(m>M)cout<<"数目太多，请重试"<<endl;
else break;
}while(1);
cout<<endl<<"请输入各页面号"<<endl;
for(int i=0;i<m;i++)
{
cin>>p[i].num;
p[i].time=0;
}
return m;
}
void print(Pro *page1 ,int t)//打印当前的页面
{
Pro *page=new Pro[N];
page=page1;
for(int i=0;i<N;i++)cout<<page[i].num<<" ";
if(t>=0) cout<<"被淘汰页："<<t;
cout<<endl;
}
int Search(int e,Pro *page1 )
{
Pro *page=new Pro[N];
page=page1;
for(int i=0;i<N;i++)if(e==page[i].num)return i;
return -1;
}
int Max(Pro *page1)
{
Pro *page=new Pro[N];
page=page1;
int e=page[0].time,i=0;
while(i<N)//找出离现在时间最长的页面
{
if(e<page[i].time)e=page[i].time;
i++;
}
for( i=0;i<N;i++)if(e==page[i].time)return i;
return -1;
}
int Compfu(Pro *page1,int i,int t,Pro p[M]) {
Pro *page=new Pro[N];
page=page1;
int count=0;
for(int j=i;j<M;j++)
{
if(page[t].num==p[j].num )break;
else count++;
}
return count;
}
int main()
{
cout<<"可用内存页面数"<<endl;
cin>>N;
Pro p[M];
Pro *page=new Pro[N];
char c;
int m=0,t=0;
float n=0;
m=Input(m,p);
do{
for(int i=0;i<N;i++)//初试化页面基本情况{
page[i].num=0;
page[i].time=2-i;
}
int j=0,count=1;
page[0].num=p[0].num;
int i=1,k=1;
while(i<N)
{
int flag=1;
for(j=0;j<i;j++)
if(p[k].num==page[i].num)
{n++;flag=0;break;}
if(flag==1){page[i].num=p[k].num;i++;}
count++;k++;
}
i=0;
cout<<"f:FIFO页面置换"<<endl;
cout<<"l:LRU页面置换"<<endl;
cout<<"o:OPT页面置换"<<endl;
cout<<"按其它键结束"<<endl;
cin>>c;
if(c=='f')//FIFO页面置换
{
n=0;
cout<<"页面置换情况: "<<endl;
while(i<m)
{
if(Search(p[i].num,page)>=0){
if(i>=N-1)
print(page, -1);
i++;//找到相同的页面
}
else
{
if(t==N)t=0;
else
{
n++;
int tt = page[t].num;
page[t].num=p[i].num;
print(page, tt);
t++;
i++;
}
}
}
cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl; }
if(c=='l')//LRU页面置换
{ n=0;
cout<<"页面置换情况: "<<endl;
while(i<m)
{
int k,tt;
k=t=Search(p[i].num,page);
if(t>=0)
{
page[t].time=0;
if(i>=N-1)
print(page, -1);
}
else
{
n++;
t=Max(page);
tt = page[t].num;
page[t].num=p[i].num;
page[t].time=0;
}
if(t==0){page[t+1].time++;page[t+2].time++;}
if(t==1){page[2].time++;page[0].time++;}
if(t==2){page[1].time++;page[0].time++;}
if(k==-1) {
print(page, tt);
}
i++;
}
cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl;
}
if(c=='o')//OPT页面置换
{
n=0;
while(i<m)
{
if(Search(p[i].num,page)>=0){
if(i>=N-1)
print(page, -1);
i++;
}
else
{
int temp=0,cn;
for(t=0;t<N;t++)
{
if(temp<Compfu(page,i,t,p))
{
temp=Compfu(page,i,t,p);
cn=t;
}
}
Pro t = page[cn];
page[cn]=p[i];
n++;
print(page, t.num);
i++;
}
}
cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl;
}
}while(c=='f'||c=='l'||c=='o');
return 0;
}。