頁面置換算法詳解(C語言怎么實現頁面置換算法)

1.實現效果

2.實現源代碼

#include<iostream>#include<process.h>#include<stdlib.h>#include<ctime>#include<conio.h>#include<stdio.h>#include<string.h>usingnamespacestd;#defineMyprintfprintf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n")/*表格控制*/#definebsize4//物理塊大小#definepsize16//進程大小voidchushihua();//初始化函數voidymzh();voidyemianzhihuan();voidchangeaddr(structPagep[],intlogaddr);voiddizhizhuanhuan();voidmenu();intwang();intyemianliu[32]={0};//全局變量數組,地址流intp;structPage{intpno;//頁號intflag;//標志位intcno;//主存號intmodf;//修改位intaddr;//外存地址}Page;//全局變量p是一共有多少地址流typedefstructpagel{intnum;/*記錄頁面號*/inttime;/*記錄調入內存時間*/}Pagel;/*頁面邏輯結構,方便算法實現*/Pagelb[bsize];/*內存單元數*/intc[bsize][psize];/*保存內存當前的狀態:緩沖區*/intqueue[100];/*記錄調入隊列*/intk;/*調入隊列計數變量*/intphb[bsize]={0};//物理塊標號intpro[psize]={0};//進程序列號intflag[bsize]={0};//進程等待次數(存放最久未被使用的進程標志)*/inti=0,j=0;//i表示進程序列號,j表示物理塊號*/intm=-1,n=-1;//物理塊空閑和進程是否相同判斷標志*/intmmax=-1,maxflag=0;//標記替換物理塊進程下標*/intcount=0;//統計頁面缺頁次數voidchushihua()//初始化函數{intt;srand(time(0));//隨機產生指令序列p=12+rand()%32;cout<<"地址流序列:";cout<<endl;for(i=0;i<p;i++){t=1+rand()%9;yemianliu[i]=t;//將隨機產生的指令數存入頁面流}for(i=p-1;i>=0;i--){cout<<yemianliu[i]<<"";}cout<<endl;}voidymzh(){chushihua();yemianzhihuan();}voidyemianzhihuan(){inta;printf("----------------------------------\n");printf("☆☆歡迎使用分頁模擬實驗系統☆☆\n");printf("----------------------------------");printf("☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");printf("☆☆1.進入硬件地址變換算法☆☆\n");printf("☆☆------------------------☆☆\n");printf("☆☆2.進入頁面置換算法☆☆\n");printf("☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");printf("請輸入您的選擇:");switch(a){case1:ymzh();break;case2:wang();break;default:cout<<"輸入有誤,請重新輸入!"<<endl;break;}}voidchangeaddr(structPagep[],intlogaddr){//地址變換intj=logaddr/64;//對應的塊號intk=logaddr%64;//對應的偏移量intflag=0;intaddr;for(inti=0;i<8;i++){if(p[i].pno==j)//找到對應的頁號{if(p[i].flag==1)//頁面標志為1{addr=p[i].cno*64+k;cout<<"物理地址為:"<<addr<<endl;cout<<"詳細信息:"<<"\t頁面號:"<<p[i].pno<<"\t主存號:"<<p[i].cno<<"\t偏移量:"<<k<<endl;flag=1;break;}}}if(flag==0)cout<<"該頁不在主存,產生缺頁中斷"<<endl;}voiddizhizhuanhuan(){inta;intins;//指令邏輯地址structPagep[8];p[0].pno=0;p[0].flag=1;p[0].cno=5;p[0].modf=1;p[0].addr=011;p[1].pno=1;p[1].flag=1;p[1].cno=8;p[1].modf=1;p[1].addr=012;p[2].pno=2;p[2].flag=1;p[2].cno=9;p[2].modf=0;p[2].addr=013;p[3].pno=3;p[3].flag=1;p[3].cno=10;p[3].modf=0;p[3].addr=015;p[4].pno=4;p[4].flag=0;p[4].addr=017;p[5].pno=5;p[5].flag=0;p[5].addr=025;p[6].pno=6;p[6].flag=0;p[6].addr=212;p[7].pno=7;p[7].flag=0;p[7].addr=213;printf("\t\t\t--------------------------------\n");printf("\t\t\t☆☆歡迎使用分頁模擬實驗系統☆☆\n");printf("\t\t\t---------------------------------\n");printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆1.輸入指令☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆2.進入頁面置換算法☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆0.EXIT☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");while(a!=0){cout<<endl<<"請輸入您的選擇:";cin>>a;cout<<"頁號"<<"標記位"<<"外存地址"<<"主存號"<<endl;for(inti=0;i<8;i++){cout<<p[i].pno<<"\t"<<p[i].flag<<"\t"<<p[i].addr<<"\t";if(p[i].flag)cout<<p[i].cno;cout<<endl;}switch(a){case0:printf("\t\t\t再見!\t\t\t\n");break;case1:cout<<"請輸入指令的邏輯地址:";cin>>ins;changeaddr(p,ins);break;case2:system("CLS");a=wang();break;default:cout<<"輸入有誤,請重新輸入!"<<endl;break;}}}voidmenu(){inta;printf("\t\t\t--------------------------------\n");printf("\t\t\t☆☆歡迎使用分頁模擬實驗系統☆☆\n");printf("\t\t\t---------------------------------\n");printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆1.輸入指令☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆2.進入頁面置換算法☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆0.EXIT☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");printf("請選擇所要執行的操作:");scanf("%d",&a);switch(a){case0:printf("\t\t\t-再見!-\t\t\t\n");break;case1:dizhizhuanhuan();break;case2:wang();break;default:cout<<"輸入有誤,請重新輸入!"<<endl;break;}}intmain(){menu();}//****************隨機產生序列號函數int*build(){printf("隨機產生一個進程序列號為:\n");inti=0;for(i=0;i<psize;i++){pro[i]=10*rand()/(RAND_MAX+1)+1;printf("%d",pro[i]);}printf("\n");return(pro);}//***************************************查找空閑物理塊intsearchpb(){for(j=0;j<bsize;j++){if(phb[j]==0){m=j;returnm;break;}}return-1;}//************************************查找相同進程intsearchpro(){for(j=0;j<bsize;j++){if(phb[j]=pro[i]){n=j;returnj;}}return-1;}//*************************初始化內存voidempty(){for(i=0;i<bsize;i++)phb[i]=0;count=0;//計數器置零}//******先進先出頁面置換算法voidFIFO(){for(i=0;i<psize;i++){//m=searchpb();//n=searchpro();//找到第一個空閑的物理快for(j=0;j<bsize;j++){if(phb[j]==0){m=j;break;}}//找與進程相同的標號for(j=0;j<bsize;j++){if(phb[j]==pro[i]){n=j;}}//找flag值最大的for(j=0;j<bsize;j++){if(flag[j]>maxflag){maxflag=flag[j];mmax=j;}}if(n==-1)//不存在相同進程{if(m!=-1)//存在空閑物理塊{phb[m]=pro[i];//進程號填入該空閑物理塊//count++;flag[m]=0;for(j=0;j<=m;j++){flag[j]++;}m=-1;}else//不存在空閑物理塊{phb[mmax]=pro[i];flag[mmax]=0;for(j=0;j<bsize;j++){flag[j]++;}mmax=-1;maxflag=0;count++;}}else//存在相同的進程{phb[n]=pro[i];for(j=0;j<bsize;j++){flag[j]++;}n=-1;}for(j=0;j<bsize;j++){printf("%d",phb[j]);}printf("\n");}printf("缺頁次數為:%d\n",count);printf("缺頁率:%16.6f",(float)count/psize);printf("\n");}/*初始化內存單元、緩沖區*/voidInit(Pagel*b,intc[bsize][psize]){inti,j;for(i=0;i<psize;i++){b[i].num=-1;b[i].time=psize-i-1;}for(i=0;i<bsize;i++)for(j=0;j<psize;j++)c[i][j]=-1;}/*取得在內存中停留最久的頁面,默認狀態下為最早調入的頁面*/intGetMax(Pagel*b){inti;intmax=-1;inttag=0;for(i=0;i<bsize;i++){if(b[i].time>max){max=b[i].time;tag=i;}}returntag;}/*判斷頁面是否已在內存中*/intEquation(intfold,Pagel*b){inti;for(i=0;i<bsize;i++){if(fold==b[i].num)returni;}return-1;}/*LRU核心部分*/voidLruu(intfold,Pagel*b){inti;intval;val=Equation(fold,b);if(val>=0){b[val].time=0;for(i=0;i<bsize;i++)if(i!=val)b[i].time++;}else{queue[++k]=fold;/*記錄調入頁面*/val=GetMax(b);b[val].num=fold;b[val].time=0;for(i=0;i<bsize;i++){//URLcount++;if(i!=val)b[i].time++;}}}voidLRU(){inti,j;k=0;Init(b,c);for(i=0;i<psize;i++){Lruu(pro[i],b);c[0][i]=pro[i];/*記錄當前的內存單元中的頁面*/for(j=0;j<bsize;j++)c[j][i]=b[j].num;}/*結果輸出*/printf("內存狀態為:\n");Myprintf;for(j=0;j<psize;j++)printf("|%2d",pro[j]);printf("|\n");Myprintf;for(i=0;i<bsize;i++){for(j=0;j<psize;j++){if(c[i][j]==-1)printf("|%2c",32);elseprintf("|%2d",c[i][j]);}printf("|\n");}Myprintf;//printf("\n調入隊列為:");//for(i=0;i<k;i++)//printf("%3d",queue[i]);printf("\n缺頁次數為:%6d\n缺頁率:%16.6f",k+1,(float)(k+1)/psize);}//********主函數intwang(){intsel;do{printf("\t\t\t--------------------------------\n");printf("\t\t\t☆☆歡迎使用分頁模擬實驗系統☆☆\n");printf("\t\t\t---------------------------------\n");printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆虛擬內存☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆1.產生隨機序列☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆2.最近最久未使用☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆3.先進先出☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆------------------------☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆0.退出☆☆\n");printf("\t\t\t☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆\n");printf("請選擇所要執行的操作:");scanf("%d",&sel);switch(sel){case0:printf("\t\t\t再見!t\t\t\n");break;case1:build();break;case2:printf("最近最久未使用\n");LRU();empty();printf("\n");break;case3:printf("先進先出算法\n");FIFO();empty();printf("\n");break;default:printf("請輸入正確的選項號!");printf("\n\n");break;}}while(sel!=0);returnsel;}

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