操作系统实验三面置换算法实验报告

实验三实验报告

实验源码：

#include "stdio.h"

#include

#include

#define DataMax 100 // 常量DataMax

#define BlockNum 10 // 常量BlockNum

int DataShow[BlockNum][DataMax]; // 用于存储要显示的数组

bool DataShowEnable[BlockNum][DataMax]; // 用于存储数组中的数据是否需要显示int Data[DataMax]; // 保存数据

int Block[BlockNum]; // 物理块

int count[BlockNum]; // 计数器

int N; // 页面个数

int M; // 最小物理块数

int ChangeTimes; // 缺页次数

void DataInput(); // 输入数据的函数

void DataOutput(); // 输出数据的函数

void FIFO(); // FIFO 函数

void Optimal(); // Optimal函数

void LRU(); // LRU函数

int main(int argc, char* argv[])

{

DataInput();

int menu;

while(true)

{

printf("\n* 菜单选择*\n");

printf("*******************************************************\n");

printf("* 1-Optimal *\n");

printf("* 2-FIFO *\n");

printf("* 3-LRU *\n");

printf("* 4-返回上一级*\n");

printf("* 0-EXIT *\n");

printf("*******************************************************\n");

scanf("%d",&menu);

switch(menu)

{

case 1:

Optimal();

break;

case 2:

FIFO();

break;

case 3:

LRU();

break;

case 0:

exit(0);

break;

case 4:

system("cls");

DataInput();

break;

}

if(menu != 1 && menu != 2 && menu != 3 && menu != 0 && menu !=4) { system("cls");

printf("\n请输入0 - 4之间的整数！\n");

continue;

}

}

return 0;

}

void DataInput()

{

int i,choice;

printf("请输入最小物理块数：");

scanf("%d",&M);

// 输入最小物理块数大于数据个数

while(M > BlockNum)

{

printf("物理块数超过预定值，请重新输入：");

scanf("%d",&M);

}

printf("请输入页面的个数：");

scanf("%d",&N);

// 输入页面的个数大于数据个数

while(N > DataMax)

{

printf("页面个数超过预定值，请重新输入：");

scanf("%d",&N);

}

printf("请选择产生页面访问序列的方式(1.随机2.输入)：");

scanf("%d",&choice);

switch(choice)

{

case 1:

// 产生随机访问序列

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

{

Data[i] = (int)(((float) rand() / 32767) * 10); // 随机数大小在0 - 9之间}

system("cls");

// 显示随机产生的访问序列

printf("\n随机产生的访问序列为：");

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

{

printf("%d ",Data[i]);

}

printf("\n");

break;

case 2:

// 输入访问序列

printf("请输入页面访问序列：\n");

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

scanf("%d",&Data[i]);

system("cls");

// 显示输入的访问序列

printf("\n输入的访问序列为：");

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

{

printf("%d ",Data[i]);

}

printf("\n");

break;

default:

while(choice != 1 && choice != 2)

{

printf("请输入1或2选择相应方式:");

scanf("%d",&choice);

}

break;

}

}

void DataOutput()

{

int i,j;

// 对所有数据操作

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

{

printf("%d ",Data[i]);

}

printf("\n");

for(j = 0;j < M;j++)

{

// 对所有数据操作

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

{

if( DataShowEnable[j][i] )

printf("%d ",DataShow[j][i]);

else

printf(" ");

}

printf("\n");

}

printf("缺页次数: %d\n",ChangeTimes);

printf("缺页率: %d %%\n",ChangeTimes * 100 / N); }

// 最佳置换算法

void Optimal()

{

int i,j,k;

bool find;

int point;

int temp; // 临时变量，比较离的最远的时候用

int m = 1,n;

ChangeTimes = 0;

for(j = 0;j < M;j++)

{

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

{

DataShowEnable[j][i] = false; // 初始化为false，表示没有要显示的数据}

}

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

{

count[i] = 0 ; // 初始化计数器

}

// 确定当前页面是否在物理块中，在继续，不在置换

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////

Block[0] = Data[0];

for(i = 1;m < M;i++)

{

int flag = 1;

for(n = 0; n < m;n++)

{

if(Data[i] == Block[n]) flag = 0;

}

if(flag == 0) continue;

Block[m] = Data[i];

m++;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////

// 对所有数据进行操作

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

{

// 表示块中有没有该数据

find = false;

for(j = 0;j < M;j++)

{

if( Block[j] == Data[i] )

{

find = true;

}

}

if( find ) continue; // 块中有该数据，判断下一个数据

// 块中没有该数据，最优算法

ChangeTimes++; // 缺页次数++

for(j = 0;j < M;j++)

{

// 找到下一个值的位置

find = false;

for( k = i;k < N;k++)

{

if( Block[j] == Data[k] )

{

find = true;

count[j] = k;

break;

}

}

if( !find ) count[j] = N;

}

// 因为i是从0开始记，而BlockNum指的是个数，从1开始，所以i+1 if( (i + 1) > M )

{

//获得要替换的块指针

temp = 0;

for(j = 0;j < M;j++)

{

if( temp < count[j] )

{

temp = count[j];

point = j; // 获得离的最远的指针

}

}

}

else point = i;

// 替换

Block[point] = Data[i];

// 保存要显示的数据

for(j = 0;j < M;j++)

{

DataShow[j][i] = Block[j];

DataShowEnable[i < M ? (j <= i ? j : i) : j][i] = true; // 设置显示数据}

}

// 输出信息

printf("\nOptimal => \n");

DataOutput();

}

// 先进先出置换算法

void FIFO()

{

int i,j;

bool find;

int point;

int temp; // 临时变量

int m = 1,n;

ChangeTimes = 0;

for(j = 0;j < M;j++)

{

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

{

DataShowEnable[j][i] = false; // 初始化为false，表示没有要显示的数据}

}

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

{

count[i] = 0; // 大于等于BlockNum，表示块中没有数据，或需被替换掉

// 所以经这样初始化（3 2 1），每次替换>=3的块，替换后计数值置1，

// 同时其它的块计数值加1 ，成了（1 3 2 ），见下面先进先出程序段}

// 确定当前页面是否在物理块中，在继续，不在置换

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////

Block[0] = Data[0];

for(i = 1;m < M;i++)

{

int flag = 1;

for(n = 0; n < m;n++)

{

if(Data[i] == Block[n]) flag = 0;

}

if(flag == 0) continue;

Block[m] = Data[i];

m++;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////

// 对有所数据操作

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

{

// 增加count

for(j = 0;j < M;j++)

{

count[j]++;

}

find = false; // 表示块中有没有该数据

for(j = 0;j < M;j++)

{

if( Block[j] == Data[i] )

{

find = true;

}

}

// 块中有该数据，判断下一个数据

if( find ) continue;

// 块中没有该数据

ChangeTimes++; // 缺页次数++

// 因为i是从0开始记，而M指的是个数，从1开始，所以i+1 if( (i + 1) > M )

{

//获得要替换的块指针

temp = 0;

for(j = 0;j < M;j++)

{

if( temp < count[j] )

{

temp = count[j];

point = j; // 获得离的最远的指针

}

}

}

else point = i;

// 替换

Block[point] = Data[i];

count[point] = 0; // 更新计数值

// 保存要显示的数据

for(j = 0;j < M;j++)

{

DataShow[j][i] = Block[j];

DataShowEnable[i < M ? (j <= i ? j : i) : j][i] = true; // 设置显示数据}

}

// 输出信息

printf("\nFIFO => \n");

DataOutput();

}

// 最近最久未使用置换算法

void LRU()

{

int i,j;

bool find;

int point;

int temp; // 临时变量

int m = 1,n;

ChangeTimes = 0;

for(j = 0;j < M;j++)

{

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

{

DataShowEnable[j][i] = false; // 初始化为false，表示没有要显示的数据}

}

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

{

count[i] = 0 ; // 初始化计数器

}

// 确定当前页面是否在物理块中，在继续，不在置换

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////

Block[0] = Data[0];

for(i = 1;m < M;i++)

{

int flag = 1;

for(n = 0; n < m;n++)

{

if(Data[i] == Block[n]) flag = 0;

}

if(flag == 0) continue;

Block[m] = Data[i];

m++;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ///////

// 对有所数据操作

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

{

// 增加count

for(j = 0;j < M;j++)

{

count[j]++;

}

find = false; // 表示块中有没有该数据

for(j = 0;j < M;j++)

{

if( Block[j] == Data[i] )

{

count[j] = 0;

find = true;

}

}

// 块中有该数据，判断下一个数据

if( find ) continue;

// 块中没有该数据

ChangeTimes++;

// 因为i是从0开始记，而BlockNum指的是个数，从1开始，所以i+1

if( (i + 1) > M )

{

//获得要替换的块指针

temp = 0;

for(j = 0;j < M;j++)

{

if( temp < count[j] )

{

temp = count[j];

point = j; // 获得离的最远的指针

}

}

}

else point = i;

// 替换

Block[point] = Data[i];

count[point] = 0;

// 保存要显示的数据

for(j=0;j

{

DataShow[j][i] = Block[j];

DataShowEnable[i < M ?(j <= i ? j : i) : j][i] = true; // 设置显示数据}

}

// 输出信息

printf("\nLRU => \n");

DataOutput();

}

实验结果截图：

程序运行：

输入相应数据：

选择相应算法：

最佳置换算法：

先进先出算法：

最近最久未使用算法：