(1)编程实现最佳置换算法(OPT)算法 (2)编程实现先进先出(FIFO)算法
时间: 2024-05-18 11:09:11 浏览: 39
(1)编程实现最佳置换算法(OPT)算法:
最佳置换算法(OPT)是一种页面置换算法,它基于未来使用页面的信息,将当前最少使用的页面置换出去。在实现中,需要记录每个页面下一次使用的时间,并根据这个时间来决定哪个页面应该被置换出去。
以下是实现最佳置换算法的步骤:
1. 读取访问序列,同时创建一个空闲内存块队列和一个正在使用的内存块队列。
2. 遍历访问序列,每当需要一个新页面时,判断该页面是否已经在正在使用的内存块队列中。如果是,则什么也不做;否则,如果还有空闲内存块,则将该页面加入正在使用的内存块队列;否则,根据当前正在使用的内存块队列和未来访问序列的信息,选出一个最佳的内存块进行替换,并将该页面加入正在使用的内存块队列。
3. 计算缺页率并输出。
(2)编程实现先进先出(FIFO)算法:
先进先出(FIFO)算法是一种页面置换算法,它选择最早进入内存的页面进行置换。在实现中,需要创建一个先进先出的队列,并不断将新页面加入队尾,当需要置换页面时,则从队头取出最早进入内存的页面进行替换。
以下是实现先进先出算法的步骤:
1. 读取访问序列,同时创建一个空闲内存块队列和一个正在使用的内存块队列。
2. 遍历访问序列,每当需要一个新页面时,判断该页面是否已经在正在使用的内存块队列中。如果是,则什么也不做;否则,如果还有空闲内存块,则将该页面加入正在使用的内存块队列,并加入先进先出的队列;否则,从先进先出的队头取出最早进入内存的页面进行替换,并将该页面加入正在使用的内存块队列和先进先出的队尾。
3. 计算缺页率并输出。
相关问题
页面置换算法FIFO算法、LRU算法、OPT算法用c实现
页面置换算法是操作系统中常用的一种内存管理算法,主要用于解决内存不足时的页面置换问题。其中,FIFO算法、LRU算法、OPT算法是常用的三种页面置换算法。它们分别采用了不同的策略来选择需要被替换的页面。
FIFO算法(First In First Out):是最简单的页面置换算法,它总是选择最早进入内存的页面进行替换。该算法的实现比较简单,可以使用一个先进先出队列来维护内存中的页面。当需要进行页面替换时,从队列头部取出最早进入内存的页面进行替换即可。
以下是用C语言实现FIFO算法的代码:
```
#define N 3 // 内存中可以容纳的页面数
int main(){
int page[N] = {0}; // 初始化页面数组
int head = 0; // 页面队列头部
int tail = 0; // 页面队列尾部
int miss = 0; // 缺页次数
int hit = 0; // 命中次数
int pages[] = {1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5}; // 待访问的页面序列
int n = sizeof(pages)/sizeof(int); // 待访问页面序列的长度
for(int i=0; i<n; i++){
int p = pages[i];
int flag = 0;
for(int j=0; j<N; j++){
if(page[j] == p){
flag = 1; // 命中
break;
}
}
if(flag == 1){
hit++;
}else{
miss++; // 缺页
page[tail] = p;
tail = (tail+1)%N; // 更新队列尾部
}
}
printf("缺页次数:%d\n", miss);
printf("命中次数:%d\n", hit);
return 0;
}
```
LRU算法(Least Recently Used):是一种比较常用的页面置换算法,它基于“最近最少使用”的原则选择需要被替换的页面。该算法维护一个链表来记录页面最近一次被访问的时间。每次需要进行页面替换时,选择链表末尾的页面进行替换。
以下是用C语言实现LRU算法的代码:
```
#define N 3 // 内存中可以容纳的页面数
int main(){
int page[N] = {0}; // 初始化页面数组
int time[N] = {0}; // 初始化时间数组
int miss = 0; // 缺页次数
int hit = 0; // 命中次数
int pages[] = {1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5}; // 待访问的页面序列
int n = sizeof(pages)/sizeof(int); // 待访问页面序列的长度
for(int i=0; i<n; i++){
int p = pages[i];
int flag = 0;
for(int j=0; j<N; j++){
if(page[j] == p){
flag = 1; // 命中
time[j] = i+1; // 更新时间戳
break;
}
}
if(flag == 1){
hit++;
}else{
miss++; // 缺页
int min_time = time;
int min_index = 0;
for(int j=1; j<N; j++){
if(time[j] < min_time){
min_time = time[j];
min_index = j;
}
}
page[min_index] = p; // 替换最久未使用的页面
time[min_index] = i+1; // 更新时间戳
}
}
printf("缺页次数:%d\n", miss);
printf("命中次数:%d\n", hit);
return 0;
}
```
OPT算法(Optimal Page Replacement):是一种理论上最优的页面置换算法,它基于未来访问情况选择需要被替换的页面。该算法需要预测每个页面在未来一段时间内是否会被访问,然后选择在未来最长时间内不会被访问的页面进行替换。由于预测未来访问情况很难做到100%准确,因此该算法在实际应用中较少使用。
以下是用C语言实现OPT算法的代码:
```
#define N 3 // 内存中可以容纳的页面数
int main(){
int page[N] = {0}; // 初始化页面数组
int miss = 0; // 缺页次数
int hit = 0; // 命中次数
int pages[] = {1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5}; // 待访问的页面序列
int n = sizeof(pages)/sizeof(int); // 待访问页面序列的长度
for(int i=0; i<n; i++){
int p = pages[i];
int flag = 0;
for(int j=0; j<N; j++){
if(page[j] == p){
flag = 1; // 命中
break;
}
}
if(flag == 1){
hit++;
}else{
miss++; // 缺页
int max_index = -1;
int max_future = -1;
for(int j=0; j<N; j++){
int future = -1;
for(int k=i+1; k<n; k++){
if(pages[k] == page[j]){
future = k-i;
break;
}
}
if(future == -1){
max_index = j;
break;
}else{
if(future > max_future){
max_future = future;
max_index = j;
}
}
}
page[max_index] = p; // 替换最长时间内不会被访问的页面
}
}
printf("缺页次数:%d\n", miss);
printf("命中次数:%d\n", hit);
return 0;
}
```
用C语言实现 页面置换算法中的最佳置换算法(OPT)、先进先出算法(FIFO)、最近最久未使用算法(LRU)
好的,我可以为您介绍一下三种页面置换算法的C语言实现方法。
首先是最佳置换算法(OPT),该算法会选择在未来最长时间内不会访问到的页面进行置换。具体实现代码如下:
```c
int find_optimum(int pages[], int n, int frames[], int m, int index) {
int res = -1, farthest = index;
for (int i = 0; i < m; i++) {
int j;
for (j = index; j < n; j++) {
if (frames[i] == pages[j]) {
if (j > farthest) {
farthest = j;
res = i;
}
break;
}
}
if (j == n)
return i;
}
return (res == -1) ? 0 : res;
}
int opt(int pages[], int n, int frames[], int m) {
int page_faults = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (is_page_fault(frames, m, pages[i])) {
int j = find_optimum(pages, n, frames, m, i + 1);
frames[j] = pages[i];
page_faults++;
}
}
return page_faults;
}
```
其次是先进先出算法(FIFO),该算法会选择最早进入内存的页面进行置换。具体实现代码如下:
```c
int fifo(int pages[], int n, int frames[], int m) {
int page_faults = 0, frame_index = 0;
int *fifo_queue = (int *) malloc(sizeof(int) * m);
memset(fifo_queue, -1, sizeof(int) * m);
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (is_page_fault(frames, m, pages[i])) {
frames[frame_index] = pages[i];
fifo_queue[frame_index] = i;
frame_index = (frame_index + 1) % m;
page_faults++;
}
}
free(fifo_queue);
return page_faults;
}
```
最后是最近最久未使用算法(LRU),该算法会选择最长时间未被访问的页面进行置换。具体实现代码如下:
```c
int lru(int pages[], int n, int frames[], int m) {
int page_faults = 0;
int *last_used = (int *) malloc(sizeof(int) * m);
memset(last_used, -1, sizeof(int) * m);
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (is_page_fault(frames, m, pages[i])) {
int j = find_lru(last_used, m);
frames[j] = pages[i];
last_used[j] = i;
page_faults++;
} else {
int j = find_index(frames, m, pages[i]);
last_used[j] = i;
}
}
free(last_used);
return page_faults;
}
```
以上就是三种页面置换算法的C语言实现方法,希望能对您有所帮助!
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