c编写程序模拟页面置换算法OPT、FIFO、LRU和clock算法

时间: 2023-12-21 11:04:29 浏览: 27
以下是C语言代码实现OPT、FIFO、LRU和Clock页面置换算法: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define FRAME_NUM 3 // 物理帧数 #define REFERENCE_LEN 12 // 引用串长度 int reference[REFERENCE_LEN] = {1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5}; // 引用串 // OPT页面置换算法 void opt() { int frames[FRAME_NUM] = {-1, -1, -1}; // 物理帧 int faults = 0; // 缺页数 int i, j, k, max, flag; for (i = 0; i < REFERENCE_LEN; i++) { flag = 0; for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (frames[j] == reference[i]) { // 命中 flag = 1; break; } } if (!flag) { // 未命中 faults++; if (frames[FRAME_NUM - 1] == -1) { // 物理帧未满 for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (frames[j] == -1) { frames[j] = reference[i]; flag = 1; break; } } } if (!flag) { // 物理帧已满,进行页面置换 int future[FRAME_NUM] = {0}; for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { for (k = i + 1; k < REFERENCE_LEN; k++) { if (frames[j] == reference[k]) { future[j] = k - i; break; } } } max = future[0]; flag = 0; for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (future[j] == 0) { frames[j] = reference[i]; flag = 1; break; } if (future[j] > max) { max = future[j]; k = j; } } if (!flag) { frames[k] = reference[i]; } } } // 输出物理帧情况 for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { printf("%d ", frames[j]); } printf("\n"); } printf("OPT页面置换算法缺页数:%d\n", faults); } // FIFO页面置换算法 void fifo() { int frames[FRAME_NUM] = {-1, -1, -1}; // 物理帧 int faults = 0; // 缺页数 int i, j, index = 0, flag; for (i = 0; i < REFERENCE_LEN; i++) { flag = 0; for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (frames[j] == reference[i]) { // 命中 flag = 1; break; } } if (!flag) { // 未命中 faults++; if (frames[FRAME_NUM - 1] == -1) { // 物理帧未满 frames[index++] = reference[i]; } else { // 物理帧已满,进行页面置换 frames[index++] = reference[i]; if (index == FRAME_NUM) { index = 0; } } } // 输出物理帧情况 for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { printf("%d ", frames[j]); } printf("\n"); } printf("FIFO页面置换算法缺页数:%d\n", faults); } // LRU页面置换算法 void lru() { int frames[FRAME_NUM] = {-1, -1, -1}; // 物理帧 int faults = 0; // 缺页数 int i, j, k, min, flag; int used[FRAME_NUM] = {0}; // 页表,记录物理帧最近使用情况 for (i = 0; i < REFERENCE_LEN; i++) { flag = 0; for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (frames[j] == reference[i]) { // 命中 flag = 1; used[j] = i + 1; break; } } if (!flag) { // 未命中 faults++; if (frames[FRAME_NUM - 1] == -1) { // 物理帧未满 for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (frames[j] == -1) { frames[j] = reference[i]; used[j] = i + 1; flag = 1; break; } } } if (!flag) { // 物理帧已满,进行页面置换 min = used[0]; flag = 0; for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (used[j] < min) { min = used[j]; k = j; } if (frames[j] == -1) { frames[j] = reference[i]; used[j] = i + 1; flag = 1; break; } } if (!flag) { frames[k] = reference[i]; used[k] = i + 1; } } } // 输出物理帧情况 for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { printf("%d ", frames[j]); } printf("\n"); } printf("LRU页面置换算法缺页数:%d\n", faults); } // Clock页面置换算法 void clock() { int frames[FRAME_NUM] = {-1, -1, -1}; // 物理帧 int faults = 0; // 缺页数 int i, j, index = 0, flag; int used[FRAME_NUM] = {0}; // 页表,记录物理帧最近使用情况 int hand = 0; // 指针,指向下一个要替换的物理帧 for (i = 0; i < REFERENCE_LEN; i++) { flag = 0; for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { if (frames[j] == reference[i]) { // 命中 flag = 1; used[j] = 1; break; } } if (!flag) { // 未命中 faults++; if (frames[FRAME_NUM - 1] == -1) { // 物理帧未满 frames[index++] = reference[i]; used[index - 1] = 1; } else { // 物理帧已满,进行页面置换 while (used[hand] == 1) { used[hand] = 0; hand++; if (hand == FRAME_NUM) { hand = 0; } } frames[hand] = reference[i]; used[hand] = 1; hand++; if (hand == FRAME_NUM) { hand = 0; } } } // 输出物理帧情况 for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++) { printf("%d ", frames[j]); } printf("\n"); } printf("Clock页面置换算法缺页数:%d\n", faults); } int main() { printf("引用串:"); int i; for (i = 0; i < REFERENCE_LEN; i++) { printf("%d ", reference[i]); } printf("\n\n"); printf("OPT页面置换算法:\n"); opt(); printf("\n"); printf("FIFO页面置换算法:\n"); fifo(); printf("\n"); printf("LRU页面置换算法:\n"); lru(); printf("\n"); printf("Clock页面置换算法:\n"); clock(); return 0; } ``` 这个程序模拟了一个长度为12的引用串,分别使用了OPT、FIFO、LRU和Clock四种页面置换算法,并输出了每次页面置换后的物理帧情况和最终的缺页数。其中,FRAME_NUM和REFERENCE_LEN可以根据需要自行修改。

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