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LRU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。
时间: 2024-03-20 17:38:43 浏览: 168
lru 页面置换算法
好的,我已经记录下了你的问题。针对你的问题,我可以给出以下代码示例供你参考:
```c++
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int PAGE_NUM = 320;
const int FRAME_MIN = 4;
const int FRAME_MAX = 32;
int pageSeq[PAGE_NUM]; // 页面访问序列
int pageFrames[FRAME_MAX]; // 页面帧数组
vector<int> freeFrames; // 空闲帧队列
// 初始化页面访问序列
void initPageSeq() {
srand(time(nullptr));
for (int i = 0; i < PAGE_NUM; i++) {
pageSeq[i] = rand() % 64 + 1; // 假设有64个页面
}
}
// 初始化页面帧数组和空闲帧队列
void initPageFrames(int frameNum) {
for (int i = 0; i < frameNum; i++) {
pageFrames[i] = -1; // -1表示该帧为空闲
freeFrames.push_back(i);
}
}
// LRU页面置换算法
void lruPageReplace(int pageNum, int& missCount) {
int frameNum = freeFrames.size(); // 当前空闲帧数
for (int i = 0; i < pageNum; i++) {
int pageId = pageSeq[i];
bool hit = false;
for (int j = 0; j < frameNum; j++) {
if (pageFrames[j] == pageId) { // 页面命中
hit = true;
freeFrames.erase(freeFrames.begin() + j); // 在空闲帧队列中删除该帧
freeFrames.push_back(j); // 将该帧插入到空闲帧队列末尾
break;
}
}
if (!hit) { // 页面失效
missCount++;
if (frameNum < pageNum) { // 有空闲帧
int frameId = freeFrames[0];
pageFrames[frameId] = pageId;
freeFrames.erase(freeFrames.begin());
frameNum++;
} else { // 没有空闲帧,需要置换
int frameId = freeFrames[0];
for (int j = 1; j < frameNum; j++) {
if (freeFrames[j] < frameId) { // 找到最近最久未使用的帧
frameId = freeFrames[j];
}
}
pageFrames[frameId] = pageId;
freeFrames.erase(find(freeFrames.begin(), freeFrames.end(), frameId));
}
}
}
}
// 计算页面命中率
double calcHitRate(int missCount) {
return 1 - (double)missCount / PAGE_NUM;
}
int main() {
initPageSeq();
for (int frameNum = FRAME_MIN; frameNum <= FRAME_MAX; frameNum++) {
initPageFrames(frameNum);
int missCount = 0;
lruPageReplace(PAGE_NUM, missCount);
double hitRate = calcHitRate(missCount);
cout << "FrameNum: " << frameNum << ", HitRate: " << hitRate << endl;
}
return 0;
}
```
以上代码使用 `rand()` 函数生成了一个长度为320的随机页面访问序列,假设系统中有64个页面。然后,对于每个帧数(从4到32),采用LRU页面置换算法计算出该帧数下的页面命中率。具体实现中,使用了一个 `pageSeq` 数组存储页面访问序列,一个 `pageFrames` 数组存储页面帧情况,一个 `freeFrames` 向量存储空闲帧队列。在 LRU 页面置换算法中,每次访问页面时,先查找页面是否命中;如果命中,将该帧从空闲帧队列中删除,并将其插入到末尾;如果失效,先检查是否有空闲帧,如果有,就将该页面放入其中,否则需要置换最近最久未使用的帧。最后,使用 `calcHitRate()` 函数计算页面命中率。
希望这个示例代码能够帮助到你!
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