操作系统实验--存储管理
【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
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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;
}
五、结果截图（部分）
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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