操作系统实验--存储管理

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海轰Pro 发表于 2021/08/06 00:48:10 2021/08/06
【摘要】 一、实验名称 存储管理 二、实验内容         设计一个请求页式存储管理方案,并编写模拟程序实现。淘汰算法采用两种不同的算法如:FIFO和LRU,并比较它们的不同之处。 三、实验原理和设计思路       &nbsp...

一、实验名称

存储管理

二、实验内容

        设计一个请求页式存储管理方案,并编写模拟程序实现。淘汰算法采用两种不同的算法如:FIFO和LRU,并比较它们的不同之处。

三、实验原理和设计思路

        不同的置换算法,可使同一组进程发生的缺页率不同,如果采用的置换算法不当,会大大降低CPU的使用高效率。
        FIFO算法优先置换最先进入内存的页。LRU每次选择离当前时间被访问最远的页置换。

四、核心代码

// 框架采用Houchaoqun_XMU提供的源代码
//海轰根据实验具体要求进行了改进
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <iomanip>
using namespace std;

const int MaxNumber=100;
int PageOrder[MaxNumber];  //页面序列
int PageNum,LackNum,MinBlockNum;  //页面个数,缺页次数,最小物理块数
int PageDisCount[MaxNumber]; //当前内存距离下一次出现的距离
int LRUtime[MaxNumber];   //存储队列中各个页面最近使用情况

double  LackPageRate;   //缺页率
int LackPageNum;   //缺页数
int VirtualQueue[MaxNumber];   //虚拟队列

void input();//读入txt文件中的数据
void initial();// 初始算法 因为无论是哪一种算法 在填满物理块的时候都是一个一个进入
void FIFO(); //先进先出
void OPI(); //最佳置换
void LRU(); //最近最久未使用LRU页面置换算法
void display(int pageorder,bool islackpage);

void input()
{
	ifstream readData;
	readData.open("data.txt");
	readData>>MinBlockNum;
	readData>>PageNum;
	for (int i=0;i<PageNum;i++)
	{
		readData>>PageOrder[i];
	}

	cout<<"读取数据结果如下:"<<endl;
	cout<<"最小物理块数 = "<<MinBlockNum<<endl;
	cout<<"页面个数 = "<<PageNum<<endl;
	cout<<"页面序列如下:"<<endl;
	for ( i = 0;i<PageNum;i++)
	{
		cout<<PageOrder[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
}
// 初始算法 因为无论是哪一种算法 在填满物理块的时候都是一个一个进入
void initial()
{
	LackPageNum = MinBlockNum;//初始缺页为最小物理块
	LackPageRate = 0.0;

	for(int i = 0;i<PageNum;i++)
	{
		PageDisCount[i] = 0;  //初始化距离都为0
		VirtualQueue[i] = -1;  //初始化队列的值都为负数
	}

	for (i= 0;i<MinBlockNum;i++)
	{
		bool isInQueue2 = false;
		int dis = 0;
		LRUtime[i] = 0;
		for (int j = 0;j<MinBlockNum;j++)
		{ if (VirtualQueue[j] == PageOrder[i]) { isInQueue2 = true; }
		}
		if (!isInQueue2)  //当有新的进程进入到队列时,便计算其对应的距离
		{ VirtualQueue[i] = PageOrder[i];//循环填满物理块 for (int k = 0;k<i;k++) { LRUtime[k]++;   //之前的页面对应的时间+1 }
		// 当没有填满物理块时候的输出 display(PageOrder[i],true);
		}
		else
		{ LRUtime[i] = 0;  //重新更新为0,表示最近刚刚使用
		} }
}

void FIFO()
{
	cout<<"------------------ FIFO算法------------------ "<<endl;
	cout<<"页面置换情况如下:"<<endl;
	initial();
	bool isInQueue;
	int point = 0;  //指向最老的页面 
	for (int i = MinBlockNum;i<PageNum;i++)
	{
		isInQueue = false;
		for (int k = 0;k<MinBlockNum;k++)
		{ if (VirtualQueue[k] == PageOrder[i])   //如果当前页面在队列中 { isInQueue = true; }
		} if (!isInQueue)   //如果当前页面不在队列中,则进行相应的处理
		{ LackPageNum++;  //缺页数加1 VirtualQueue[point] = PageOrder[i]; display(PageOrder[i],!isInQueue);// 填满之后的输出 point++; if (point == MinBlockNum) { point = 0;  //当point指向队尾后一位的时候,将point重新指向队首 }
		}
		else
		{ display(PageOrder[i],!isInQueue);
		}
	}

	LackPageRate = (LackPageNum * 1.0)/PageNum;
	cout<<"缺页数 = "<<LackPageNum<<endl;
	cout<<"缺页率 = "<<LackPageRate<<endl;
	
}


void LRU()
{
	cout<<"------------------LRU算法------------------ "<<endl;
	cout<<"页面置换情况如下:"<<endl;

	initial();
	bool isInQueue;
	int point,k;  //指向最长时间未被访问的下标 for(int i = MinBlockNum;i<PageNum;i++)
	{
		isInQueue = false; for (k = 0;k<MinBlockNum;k++)
		{ if (VirtualQueue[k] == PageOrder[i])   //如果当前页面在队列中 { isInQueue = true; }
		} if (!isInQueue)
		{ LackPageNum++; point = 0; for (int j = 1;j<MinBlockNum;j++) { if (LRUtime[point]<LRUtime[j]) { point = j; } } for (int s = 0;s<MinBlockNum;s++)//其余页面对应的时间要+1 { if (VirtualQueue[s] != VirtualQueue[point]) { LRUtime[s]++; } } VirtualQueue[point] = PageOrder[i]; LRUtime[point] = 0; display(PageOrder[i],!isInQueue);
		}//if
		else   //负责更新当前对应页面的时间
		{ for (int s = 0;s<MinBlockNum;s++)//其余页面对应的时间要+1 { if (VirtualQueue[s] != PageOrder[i]) { LRUtime[s]++; } else LRUtime[s] = 0; } display(PageOrder[i],!isInQueue);
		}
	}//for

	LackPageRate = (LackPageNum*1.0)/PageNum;
	cout<<"缺页数 = "<<LackPageNum<<endl;
	cout<<"缺页率 = "<<LackPageRate<<endl;
}

// 输出 队列中的进程 
void display(int pageorder,bool islackpage)
{ cout<<pageorder<<"进入"<<setw(7);
	if(islackpage==true)
	cout<<"缺页"<<setw(15);
	else
	cout<<" "<<setw(15);
	cout<<"进程队列为:";
	// 输出队列中 不为负数的进程 因为负数表示没有进程进入某物理块
	for (int i = 0;i<MinBlockNum && VirtualQueue[i]>=0;i++)
	{
		cout<<VirtualQueue[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
}

int main()
{ input(); FIFO(); LRU();
	return 0;
}

  
 
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五、结果截图(部分)

在这里插入图片描述

文章来源: haihong.blog.csdn.net,作者:海轰Pro,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。

原文链接:haihong.blog.csdn.net/article/details/106068170

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