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<stdio.h>#include<stdlib.h>#define N 320int num[N]; //存放随机数 int page[N]; //存放页地址流 int mc[33]; //memory capacity内存容量 ,并初始化为0  void randomnumber()//random number随机数 程序第一步,产生320个指令序列 {  int pc; int flag=0;  scanf("%d",&pc);  printf("\n在0-319之间产生的320个随机数如下:\n");  for(int i=0;i<320;i++)  {  num[i]=pc;  if(flag%2==0) pc=++pc%320; //flag=0||2 50%的指令是顺序执行的  if(flag==1) pc=rand()% (pc-1); //flag=1 25%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=3 25%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  } }  void pageaddress() //pageaddress页地址 程序第二步,将指令序列变换为页地址流 {  for(int i=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  } } int FIFO(int capacity){ int j,x,y,m; int sum=0; //mc中分配的个数  int exist=0; //命中次数  int flag; //标志是否命中 flag=0没命中 flag=1命中  int ep=1; //elimination position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) //还有空块  {for(x=1;x<=capacity;x++) //查找内存块中第一个空块  if(mc[x]==-1) { mc[x]=page[j]; sum++; printf(" %2d加入 \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;} } else if(sum>=capacity) { int t=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);} int main(){ int capacity; //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(int i=1;i<=32;i++) //给数组赋初值  mc[i]=-1; FIFO(capacity);  return 0;}

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

同时也用对她的怀念来惩罚自己。

C语言实现页面置换 先进先出算法(FIFO)

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