:编程序实现先进先出算法(FIFO)、最近最久未使用算法(LRU)算法、最佳置换算法(OPT)、时钟置换算法的具体实现过程,并计算访问命中率。(选择2-3个算法实现)
时间: 2023-12-15 07:05:36 浏览: 84
我选择先实现FIFO算法和LRU算法。
## 先进先出算法(FIFO)
FIFO算法是最简单的页面置换算法之一,即最先进入内存的页面最先被置换出去。下面是FIFO算法的实现过程:
```python
def fifo(pages, capacity):
# 创建一个桶,用来保存当前在内存中的页面
bucket = []
# 创建一个指针,用来指向最早进入内存的页面
pointer = 0
# 创建一个变量,用来记录命中次数
hits = 0
for page in pages:
# 如果页面已经在桶中,则命中次数加1
if page in bucket:
hits += 1
else:
# 如果桶未满,则将页面添加到桶中
if len(bucket) < capacity:
bucket.append(page)
else:
# 如果桶已满,则将最早进入桶中的页面替换为当前页面
bucket[pointer] = page
# 将指针移动到下一个位置
pointer = (pointer + 1) % capacity
# 计算命中率
hit_ratio = hits / len(pages)
return hit_ratio
```
## 最近最久未使用算法(LRU)
LRU算法是一种基于页面访问时间的置换算法,即如果页面最近一段时间内没有被访问,则它可能在未来一段时间内也不会被访问,因此应该被置换出去。下面是LRU算法的实现过程:
```python
def lru(pages, capacity):
# 创建一个桶,用来保存当前在内存中的页面
bucket = []
# 创建一个变量,用来记录命中次数
hits = 0
for page in pages:
# 如果页面已经在桶中,则将其移动到桶的末尾,并且命中次数加1
if page in bucket:
bucket.remove(page)
bucket.append(page)
hits += 1
else:
# 如果桶未满,则将页面添加到桶的末尾
if len(bucket) < capacity:
bucket.append(page)
else:
# 如果桶已满,则将桶中最久未使用的页面替换为当前页面
bucket.pop(0)
bucket.append(page)
# 计算命中率
hit_ratio = hits / len(pages)
return hit_ratio
```
下面是使用这两个算法计算命中率的示例:
```python
pages = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5]
capacity = 3
print("FIFO算法命中率:", fifo(pages, capacity))
print("LRU算法命中率:", lru(pages, capacity))
```
输出结果:
```
FIFO算法命中率: 0.3333333333333333
LRU算法命中率: 0.5833333333333334
```
可以看出,LRU算法的命中率要比FIFO算法高。
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