按照教材的页面置换算法编写,用C语言。要求如下: 1、页面号数据以及物理块数要求可从文本文件中读入,也可从键盘录入;【页面号用自己完整的两遍学号,如:2 0 1 9 1 2 9 0 1 2 5 0 2 0 1 9 1 2 9 0 1 2 5 0】 2、程序可支持不同个数的页面数和不同个数的物理块数; 3、实现实现最佳置换算法OPT,先进先出算法FIFO的代码和最近最少使用算法LRU。使得随机给出一个页面执行序列,计算不同置换算法的页面置数、缺页数及缺页率。
时间: 2024-03-25 08:38:03 浏览: 74
好的,根据你的要求,我可以给你提供一个基于C语言实现的页面置换算法程序,支持最佳置换算法OPT、先进先出算法FIFO和最近最少使用算法LRU。
程序如下:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_PAGE_NUM 100
#define MAX_FRAME_NUM 100
int page_seq[MAX_PAGE_NUM]; // 页面序列
int page_num; // 页面数
int frame_num; // 物理块数
// 页面置换算法相关函数声明
int opt_replace();
int fifo_replace();
int lru_replace();
int main() {
int i, j;
// 从文件中读入页面号数据以及物理块数
FILE *fp = fopen("input.txt", "r");
if (fp != NULL) {
fscanf(fp, "%d", &page_num);
for (i = 0; i < page_num; i++) {
fscanf(fp, "%d", &page_seq[i]);
}
fscanf(fp, "%d", &frame_num);
fclose(fp);
} else {
// 如果文件打开失败,则从键盘录入数据
printf("Please input the number of pages: ");
scanf("%d", &page_num);
printf("Please input the page sequence: ");
for (i = 0; i < page_num; i++) {
scanf("%d", &page_seq[i]);
}
printf("Please input the number of frames: ");
scanf("%d", &frame_num);
}
// 依次调用三种页面置换算法,并输出结果
printf("OPT algorithm:\n");
opt_replace();
printf("\nFIFO algorithm:\n");
fifo_replace();
printf("\nLRU algorithm:\n");
lru_replace();
return 0;
}
// 最佳置换算法OPT
int opt_replace() {
int i, j, k, flag, max, maxid, cnt = 0, miss = 0;
int frame[MAX_FRAME_NUM]; // 物理块数组
int next_use[MAX_FRAME_NUM]; // 记录每个物理块下次使用的位置
memset(frame, -1, sizeof(frame));
memset(next_use, -1, sizeof(next_use));
for (i = 0; i < page_num; i++) {
flag = 0;
for (j = 0; j < frame_num; j++) {
if (frame[j] == page_seq[i]) {
flag = 1;
break;
}
}
if (flag == 0) {
miss++;
if (cnt < frame_num) {
// 物理块未满,直接加入
frame[cnt] = page_seq[i];
next_use[cnt] = 0;
cnt++;
} else {
// 物理块已满,寻找最长时间不使用的页面进行置换
max = -1;
for (j = 0; j < frame_num; j++) {
for (k = i+1; k < page_num; k++) {
if (frame[j] == page_seq[k]) {
if (k > max) {
max = k;
maxid = j;
}
break;
}
}
if (k == page_num) {
// 页面在后续不再使用,直接置换
maxid = j;
break;
}
}
frame[maxid] = page_seq[i];
next_use[maxid] = 0;
}
}
// 更新下次使用位置
for (j = 0; j < frame_num; j++) {
if (frame[j] != -1) {
next_use[j]++;
}
}
}
printf("Page hits: %d, Page faults: %d, Page fault rate: %.2f%%\n",
page_num-miss, miss, (double)miss/page_num*100);
return 0;
}
// 先进先出算法FIFO
int fifo_replace() {
int i, j, k, flag, cnt = 0, miss = 0, head = 0;
int frame[MAX_FRAME_NUM]; // 物理块数组
memset(frame, -1, sizeof(frame));
for (i = 0; i < page_num; i++) {
flag = 0;
for (j = 0; j < frame_num; j++) {
if (frame[j] == page_seq[i]) {
flag = 1;
break;
}
}
if (flag == 0) {
miss++;
if (cnt < frame_num) {
// 物理块未满,直接加入
frame[cnt] = page_seq[i];
cnt++;
} else {
// 物理块已满,置换队首页面
frame[head] = page_seq[i];
head = (head+1) % frame_num;
}
}
}
printf("Page hits: %d, Page faults: %d, Page fault rate: %.2f%%\n",
page_num-miss, miss, (double)miss/page_num*100);
return 0;
}
// 最近最少使用算法LRU
int lru_replace() {
int i, j, k, flag, cnt = 0, miss = 0, min, minid;
int frame[MAX_FRAME_NUM]; // 物理块数组
int last_use[MAX_FRAME_NUM]; // 记录每个物理块上次使用的位置
memset(frame, -1, sizeof(frame));
memset(last_use, -1, sizeof(last_use));
for (i = 0; i < page_num; i++) {
flag = 0;
for (j = 0; j < frame_num; j++) {
if (frame[j] == page_seq[i]) {
flag = 1;
last_use[j] = i;
break;
}
}
if (flag == 0) {
miss++;
if (cnt < frame_num) {
// 物理块未满,直接加入
frame[cnt] = page_seq[i];
last_use[cnt] = i;
cnt++;
} else {
// 物理块已满,寻找最近最少使用的页面进行置换
min = page_num;
for (j = 0; j < frame_num; j++) {
if (last_use[j] < min) {
min = last_use[j];
minid = j;
}
}
frame[minid] = page_seq[i];
last_use[minid] = i;
}
}
}
printf("Page hits: %d, Page faults: %d, Page fault rate: %.2f%%\n",
page_num-miss, miss, (double)miss/page_num*100);
return 0;
}
```
这个程序可以从文件中读入页面号数据以及物理块数,也可以从键盘录入数据。然后依次调用最佳置换算法OPT、先进先出算法FIFO和最近最少使用算法LRU,并输出结果。
你可以把页面号数据和物理块数写入文件input.txt中,然后运行程序,它会自动从文件中读入数据并进行计算。如果你想手动输入数据,可以注释掉文件读入部分的代码,然后运行程序即可。
注意:由于你的页面号比较长,建议在input.txt文件中,每行只写入一部分页面号,然后在程序中依次读入。例如:
```
24
2 0 1 9 1 2 9 0
1 2 5 0
```
这样就可以分两行将页面号写入文件中了。
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