pythin代码写页面置换算法计算访问命中率。 (1)先进先出算法(FIFO) (2)最近最少使用算法(LRU) (3)最优置换算法(OPT) : (1)通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。 (2)将指令序列转换成页面序列。 ①页面大小为1KB; ②用户内存容量为4~32页; ③用户虚存容量为32KB。 ④在用户虚存中,按每页存放10条指令排列虚存地址,即320条指令存在32个页面中。 (3)计算并输出不同置换算法在不同内存容量下的命中率。
时间: 2024-01-11 16:02:28 浏览: 73
以下是使用Python实现的页面置换算法计算访问命中率的代码:
```python
import random
# 生成指令序列
instruction_sequence = [random.randint(0, 31) for _ in range(320)]
# 将指令序列转换为页面序列
page_sequence = [instruction // 10 for instruction in instruction_sequence]
# 计算命中率
def calculate_hit_rate(page_sequence, algorithm, num_frames):
num_hits = 0
num_faults = 0
frames = []
for page in page_sequence:
# 如果页面已经在内存中,命中次数加一
if page in frames:
num_hits += 1
# 如果页面不在内存中,缺页次数加一
else:
num_faults += 1
# 如果内存未满,直接将页面加入内存
if len(frames) < num_frames:
frames.append(page)
# 如果内存已满,使用指定算法替换页面
else:
frames = algorithm(frames, page, page_sequence)
return num_hits / (num_hits + num_faults)
# 先进先出算法(FIFO)
def fifo(frames, page, page_sequence):
frames.pop(0)
frames.append(page)
return frames
# 最近最少使用算法(LRU)
def lru(frames, page, page_sequence):
least_recently_used_page = None
least_recently_used_index = None
for i, f in enumerate(frames):
try:
index = page_sequence.index(f, page_sequence.index(page))
except ValueError:
index = 999999
if least_recently_used_page is None or index < least_recently_used_index:
least_recently_used_page = f
least_recently_used_index = index
frames.remove(least_recently_used_page)
frames.append(page)
return frames
# 最优置换算法(OPT)
def opt(frames, page, page_sequence):
future_occurrences = {}
for i, p in enumerate(page_sequence):
if p not in future_occurrences:
future_occurrences[p] = i
frames_future_occurrences = [(f, future_occurrences.get(f, 999999)) for f in frames]
page_future_occurrence = future_occurrences.get(page, 999999)
frames_future_occurrences.sort(key=lambda x: x[1], reverse=True)
frames.remove(frames_future_occurrences[0][0])
frames.append(page)
return frames
# 测试不同算法在不同内存容量下的命中率
for num_frames in range(4, 33):
print("内存容量:", num_frames, "页")
print("FIFO命中率:", calculate_hit_rate(page_sequence, fifo, num_frames))
print("LRU命中率:", calculate_hit_rate(page_sequence, lru, num_frames))
print("OPT命中率:", calculate_hit_rate(page_sequence, opt, num_frames))
```
这个程序将生成一个320条指令的随机序列,并将其转换为32个页面的页面序列。然后,它使用三种不同的置换算法计算不同内存容量下的命中率。FIFO算法使用先进先出的规则替换页面,LRU算法使用最近最少使用的规则替换页面,而OPT算法使用最优置换的规则替换页面。
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