操作系统实验4(虚拟内存页面置换算法)

操作系统实验报告四【实验题目】虚拟内存页面置换算法【实验目的】通过这次实验，加深对虚拟内存页面置换概念的理解，进一步掌握先进先出FIFO，最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的实现方法。【实验内容】问题描述：设计程序模拟先进先出FIFO，最佳置换OPI和最近最久未使用LRU页面置换算法的工作过程。假设内存中分配给每个进程的最小物理块数为m，在进程运行过程中要访问的页面个数为n，页面访问序列为P1,…,Pn，分别利用不同的页面置换算法调度进程的页面访问序列，给出页面访问序列的置换过程，计算每种算法缺页次数和缺页率。程序要求如下：1）利用先进先出FIFO，最佳置换OPI和最近最久未使用LRU三种页面置换算法模拟页面访问过程。2）模拟三种算法的页面置换过程，给出每个页面访问时的内存分配情况。3）输入：最小物理块数m，页面个数n，页面访问序列P1,…,Pn，算法选择1-FIFO，2-OPI，3-LRU。4）输出：每种算法的缺页次数和缺页率。【实验要求】1)上机前认真复习页面置换算法，熟悉FIFO，OPI，LRU三种页面分配和置换算法的过程；2)上机时独立编程、调试程序；3)根据具体实验要求，完成好实验报告（包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图）。【源代码】//---------------YeMianZhiHuan.cpp-----------------#includeiostream.hconstintDataMax=100;constintBlockNum=10;intDataShow[BlockNum][DataMax];//用于存储要显示的数组boolDataShowEnable[BlockNum][DataMax];//用于存储数组中的数据是否需要显示//intData[DataMax]={4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,6,2,3,7,1,2,6,1};//测试数据//intN=20;//输入页面个数intData[DataMax];//保存数据intBlock[BlockNum];//物理块intcount[BlockNum];//计数器intN;//页面个数intM;//最小物理块数intChangeTimes;voidDataInput();//输入数据的函数voidDataOutput();voidFIFO();//FIFO函数voidOptimal();//Optimal函数voidLRU();//LRU函数///*intmain(intargc,char*argv[]){DataInput();//DataInput();//FIFO();//Optimal();//LRU();//return0;intmenu;while(true){coutendl;cout*菜单选择*endl;cout*******************************************************endl;cout*1-FIFO*endl;cout*2-Optimal*endl;cout*3-LRU*endl;cout*0-EXIT*endl;cout*******************************************************endl;cinmenu;switch(menu){case1:FIFO();break;case2:Optimal();break;case3:LRU();break;default:break;}if(menu!=1&&menu!=2&&menu!=3)break;}}//*/voidDataInput(){cout请输入最小物理块数：;cinM;while(MBlockNum)//大于数据个数{cout物理块数超过预定值，请重新输入：;cinM;}cout请输入页面的个数：;cinN;while(NDataMax)//大于数据个数{cout页面个数超过预定值，请重新输入：;cinN;}cout请输入页面访问序列：endl;for(inti=0;iN;i++)cinData[i];}voidDataOutput(){inti,j;for(i=0;iN;i++)//对所有数据操作{coutData[i];}coutendl;for(j=0;jM;j++){cout;for(i=0;iN;i++)//对所有数据操作{if(DataShowEnable[j][i])coutDataShow[j][i];elsecout;}coutendl;}cout缺页次数:ChangeTimesendl;cout缺页率:ChangeTimes*100/N%endl;}voidFIFO(){inti,j;boolfind;intpoint;inttemp;//临时变量ChangeTimes=0;for(j=0;jM;j++)for(i=0;iN;i++)DataShowEnable[j][i]=false;//初始化为false，表示没有要显示的数据for(i=0;iM;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（321），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（132），见下面先进先出程序段}for(i=0;iN;i++)//对有所数据操作{//增加countfor(j=0;jM;j++)count[j]++;find=false;//表示块中有没有该数据for(j=0;jM;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ChangeTimes++;//缺页次数++if((i+1)M)//因为i是从0开始记，而M指的是个数，从1开始，所以i+1{//获得要替换的块指针temp=0;for(j=0;jM;j++){if(tempcount[j]){temp=count[j];point=j;//获得离的最远的指针}}}elsepoint=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;jM;j++){DataShow[j][i]=Block[j];DataShowEnable[iM?(j=i?j:i):j][i]=true;//设置显示数据}}//输出信息coutendl;coutFIFO=endl;DataOutput();}voidOptimal(){inti,j,k;boolfind;intpoint;inttemp;//临时变量，比较离的最远的时候用ChangeTimes=0;for(j=0;jM;j++)for(i=0;iN;i++)DataShowEnable[j][i]=false;//初始化为false，表示没有要显示的数据//for(i=0;iM;i++)//{//count[i]=0;////}for(i=0;iN;i++)//对有所数据操作{find=false;//表示块中有没有该数据for(j=0;jM;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;jM;j++){//找到下一个值的位置find=false;for(k=i;kN;k++){if(Block[j]==Data[k]){find=true;count[j]=k;break;}}if(!find)count[j]=N;}if((i+1)M)//因为i是从0开始记，而BlockNum指的是个数，从1开始，所以i+1{//获得要替换的块指针temp=0;for(j=0;jM;j++){if(tempcount[j]){temp=count[j];point=j;//获得离的最远的指针}}}elsepoint=i;//替换Block[point]=Data[i];//保存要显示的数据for(j=0;jM;j++){DataShow[j][i]=Block[j];DataShowEnable[iM?(j=i?j:i):j][i]=true;//设置显示数据}}//输出信息coutendl;coutOptimal=endl;DataOutput();}voidLRU(){inti,j;boolfind;intpoint;inttemp;//临时变量ChangeTimes=0;for(j=0;jM;j++)for(i=0;iN;i++)DataShowEnable[j][i]=false;//初始化为false，表示没有要显示的数据for(i=0;iM;i++){count[i]=0;}for(i=0;iN;i++)//对有所数据操作{//增加countfor(j=0;jM;j++)count[j]++;find=false;//表示块中有没有该数据for(j=0;jM;j++){if(Block[j]==Data[i]){count[j]=0;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ChangeTimes++;//缺页次数++if((i+1)M)//因为i是从0开始记，而BlockNum指的是个数，从1开始，所以i+1{//获得要替换的块指针temp=0;for(j=0;jM;j++){if(tempcount[j]){temp=count[j];point=j;//获得离的最远的指针}}}elsepoint=i;//替换Block[point]=Data[i];count[point]=0;//保存要显示的数据for(j=0;jM;j++){DataShow[j][i]=Block[j];DataShowEnable[iM?(j=i?j:i):j][i]=true;//设置显示数据}}//输出信息coutendl;coutLRU=endl;DataOutput();}【效果截图】以作业为测试数据：