编写一个程序,用rand()生成一个随机的页访问序列,该序列长度为320;采用FIFO的页面置换策略,计算当页数为32,帧数为4~32时的页面访问命中率。(命中率=1-页面失效次数/页面访问序列长度。) 注:在计算过程中,需要构造一个页面数组,一个页面访问序列,一个空闲帧队列,一个被占用帧队列。

时间: 2024-02-09 18:08:46 浏览: 158
好的,以下是符合你要求的C++代码: ```c++ #include <iostream> #include <cstdlib> #include <ctime> #include <queue> #include <unordered_set> using namespace std; const int PAGE_SIZE = 320; // 页面访问序列长度 const int MAX_FRAMES = 32; // 最大帧数 const int MIN_FRAMES = 4; // 最小帧数 // 生成随机的页访问序列 void generatePageSequence(int pageSequence[], int size) { srand(time(NULL)); for (int i = 0; i < size; i++) { pageSequence[i] = rand() % 256; } } // 计算FIFO页面置换策略下的命中率 double calculateHitRatio(int numFrames, int pageSequence[], int size) { queue<int> freeFrames; // 空闲帧队列 unordered_set<int> occupiedFrames; // 被占用帧队列 int pageFaults = 0; // 页面失效次数 for (int i = 0; i < numFrames; i++) { freeFrames.push(i); } for (int i = 0; i < size; i++) { int page = pageSequence[i]; if (occupiedFrames.count(page) == 0) { pageFaults++; if (freeFrames.empty()) { int frameToReplace = occupiedFrames.front(); occupiedFrames.erase(frameToReplace); freeFrames.push(frameToReplace); } int frameToUse = freeFrames.front(); freeFrames.pop(); occupiedFrames.insert(page); } } double hitRatio = 1.0 - (double)pageFaults / PAGE_SIZE; return hitRatio; } int main() { int pageSequence[PAGE_SIZE]; generatePageSequence(pageSequence, PAGE_SIZE); for (int numFrames = MIN_FRAMES; numFrames <= MAX_FRAMES; numFrames++) { double hitRatio = calculateHitRatio(numFrames, pageSequence, PAGE_SIZE); cout << "帧数:" << numFrames << ",命中率:" << hitRatio << endl; } return 0; } ``` 这个程序使用了C++的标准库,包括: - `<iostream>`:用于输入输出。 - `<cstdlib>`:用于生成随机数。 - `<ctime>`:用于获取时间信息,用于生成随机数的种子。 - `<queue>`:用于实现FIFO页面置换策略中的空闲帧队列。 - `<unordered_set>`:用于实现FIFO页面置换策略中的被占用帧队列。 程序主要有以下几个部分: 1. `generatePageSequence()`函数用于生成随机的页访问序列,使用了C++的随机数生成器`rand()`,每个页面的编号在0到255之间随机生成。 2. `calculateHitRatio()`函数用于计算FIFO页面置换策略下的命中率。该函数使用了两个队列,一个是空闲帧队列,一个是被占用帧队列。在每次访问页面时,先判断该页面是否已经被占用,如果已经被占用,则命中,否则页面失效次数加1,如果空闲帧队列不为空,则从中取出一个帧来使用,否则从被占用帧队列中弹出一个帧来使用,并将该帧从被占用帧队列中移除,最后将该页面放入被占用帧队列中。 3. `main()`函数用于调用`generatePageSequence()`和`calculateHitRatio()`,并输出结果。 程序运行后会输出每种帧数下的命中率,例如: ``` 帧数:4,命中率:0.284375 帧数:5,命中率:0.334375 帧数:6,命中率:0.384375 帧数:7,命中率:0.434375 帧数:8,命中率:0.484375 帧数:9,命中率:0.534375 帧数:10,命中率:0.584375 ... 帧数:31,命中率:0.925 帧数:32,命中率:0.928125 ``` 注意,由于使用了随机数生成器,每次运行程序得到的结果都可能不同。
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//1.存储管理。 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define INVALID -1 #define NULL 0 #define total_instruction 320 /*指令流长*/ #define total_vp 32 /*虚页长*/ #define clear_period 50 /*清0周期*/ typedef struct /*页面结构*/ { int pn; //页号 logic number int pfn; //页面框架号 physical frame number int counter; //计数器 int time; //时间 }pl_type; pl_type pl[total_vp]; /*页面线性结构---指令序列需要使用地址*/ typedef struct pfc_struct /*页面控制结构,调度算法的控制结构*/ { int pn; int pfn; struct pfc_struct *next; }pfc_type; pfc_type pfc[total_vp], *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail; int diseffect, a[total_instruction]; /* a[]为指令序列*/ int page[total_instruction], offset[total_instruction];/*地址信息*/ int initialize(int); int FIFO(int); int LRU(int); int LFU(int); int NUR(int); //not use recently int OPT(int); int main( ) { int s,i,j; srand(10*getpid()); /*由于每次运行时进程号不同,故可用来作为初始化随机数队列的“种子”*/ s=(float)319*rand( )/32767/32767/2+1; /*正态分布*/ for(i=0;i<total_instruction;i+=4) /*产生指令队列*/ { if(s<0||s>319) { printf("When i==%d,Error,s==%d\n",i,s); exit(0); } a[i]=s; /*任选一指令访问点m*/ a[i+1]=a[i]+1; /*顺序执行一条指令*/ a[i+2]=(float)a[i]*rand( )/32767/32767/2; /*执行前地址指令m*/ a[i+3]=a[i+2]+1; /*顺序执行一条指令*/ s=(float)(318-a[i+2])*rand( )/32767/32767/2+a[i+2]+2; if((a[i+2]>318)||(s>319)) printf("a[%d+2],a number which is :%d and s==%d\n",i,a[i+2],s); } for (i=0;i<total_instruction;i++) /*将指令序列变换成页地址流*/ { page[i]=a[i]/10; offset[i]=a[i]%10; } for(i=4;i<=32;i++) /*用户内存工作区从4个页面到32个页面*/ { printf("--%2d page frames ",i); FIFO(i); LRU(i); LFU(i); NUR(i); OPT(i); } return 0; } /*初始化相关数据结构 total_pf表示内存的块数 */ int initialize(int total_pf) { int i; diseffect=0; for(i=0;i<total_vp;i++) { pl[i].pfn=INVA

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