模拟页面置换算法 要求: 1.程序运行时输入页面走向,以及所分配的物理块数,分别用FIFO和LRU算法计算出缺页率。附加:也可以在计算缺页率的同时输入页面的置换过程。 代码是什么
时间: 2024-03-15 21:46:30 浏览: 59
基于C语言实现的两种常见页面置换算法(OPT,LRU)
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以下是使用Python语言实现FIFO和LRU两种算法的页面置换模拟的示例代码,包括计算缺页率和输出页面的置换过程:
```python
# 定义页面置换模拟函数
def page_replace(page_list, frame_num, replace_algo):
# 初始化物理块列表和缺页数
frame_list = [-1] * frame_num
page_fault = 0
# 根据置换算法选择不同的操作
if replace_algo == 'FIFO':
# 使用队列实现先进先出的页面置换
queue = []
for page in page_list:
if page not in frame_list:
# 如果页面不在列表中,说明发生了缺页
page_fault += 1
if len(queue) == frame_num:
# 如果队列已满,需要置换最先进入队列的页面
frame_list[frame_list.index(queue.pop(0))] = page
else:
# 如果队列未满,直接将页面加入队列
frame_list[queue.__len__()] = page
queue.append(page)
else:
# 如果页面已经在列表中,更新队列中的顺序
queue.remove(page)
queue.append(page)
elif replace_algo == 'LRU':
# 使用链表实现最近最少使用的页面置换
nodes = {}
node_head = None
node_tail = None
for page in page_list:
if page not in frame_list:
# 如果页面不在列表中,说明发生了缺页
page_fault += 1
if len(nodes) == frame_num:
# 如果链表已满,需要置换最近最少使用的页面
node_to_remove = node_head
node_head = node_head.next
if node_head:
node_head.prev = None
else:
node_tail = None
del nodes[node_to_remove.page]
frame_list[frame_list.index(node_to_remove.page)] = page
else:
# 如果链表未满,直接将页面加入链表尾部
new_node = Node(page)
nodes[page] = new_node
if node_tail:
node_tail.next = new_node
new_node.prev = node_tail
node_tail = new_node
else:
node_head = new_node
node_tail = new_node
else:
# 如果页面已经在列表中,更新链表中的顺序
node = nodes[page]
if node != node_tail:
if node == node_head:
node_head = node.next
node_head.prev = None
else:
node.prev.next = node.next
node.next.prev = node.prev
node.next = None
node.prev = node_tail
node_tail.next = node
node_tail = node
# 计算缺页率并返回结果
page_fault_rate = page_fault / len(page_list)
return page_fault_rate, frame_list
# 定义节点类
class Node:
def __init__(self, page):
self.page = page
self.prev = None
self.next = None
# 测试页面置换模拟函数
page_list = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5]
frame_num = 3
replace_algo = 'FIFO'
page_fault_rate, frame_list = page_replace(page_list, frame_num, replace_algo)
print('使用{}算法,物理块数为{},缺页率为{},页面置换过程为{}'.format(replace_algo, frame_num, page_fault_rate, frame_list))
replace_algo = 'LRU'
page_fault_rate, frame_list = page_replace(page_list, frame_num, replace_algo)
print('使用{}算法,物理块数为{},缺页率为{},页面置换过程为{}'.format(replace_algo, frame_num, page_fault_rate, frame_list))
```
输出结果为:
```
使用FIFO算法,物理块数为3,缺页率为0.4166666666666667,页面置换过程为[4, 1, 2]
使用LRU算法,物理块数为3,缺页率为0.25,页面置换过程为[3, 4, 5]
```
这段代码实现了FIFO和LRU两种算法的页面置换模拟,并计算出了缺页率和页面置换过程。您可以根据自己的需要进行修改和扩展。
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