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存储管理常用页面置换算法模拟 第2页

更新时间:2008-12-24:  来源:毕业论文

页式存储管理页面置换算法
     pfc_type *p;
     initialize(total_pf);         /*初始化相关页面控制用数据结构*/
     busypf_head=busypf_tail=NULL; /*忙页面队列头,队列尾链接*/
     for(i=0;i<total_instruction;i++)
   {
   if(pl[page[i]].pfn==INVALID)   /*页面失效*/
     {
      diseffect+=1;                  /*失效次数*/
      if(freepf_head==NULL)         /*无空闲页面*/
       {
         p=busypf_head->next;
         pl[busypf_head->pn].pfn=INVALID;
         freepf_head=busypf_head;  /*释放忙页面队列的第一个页面*/
         freepf_head->next=NULL;
         busypf_head=p;
       }
        p=freepf_head->next;         /*按FIFO方式调新页面入内存页面*/
        freepf_head->next=NULL;
        freepf_head->pn=page[i];
        pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;

 if(busypf_tail==NULL)
        busypf_head=busypf_tail=freepf_head;
     else
    {
      busypf_tail->next=freepf_head;  /*free页面减少一个*/
      busypf_tail=freepf_head;
     }
        freepf_head=p;
     }
}
printf("FIFO:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);

return 0;
}
/*****************************************************************************/
/*************************最近最久未使用算法**********************************/
int LRU (total_pf)     
 int total_pf;
{
 int min,minj,i,j,present_time;
 initialize(total_pf);
 present_time=0;

for(i=0;i<total_instruction;i++)
  {
      if(pl[page[i]].pfn==INVALID)             /*页面失效*/
    {
         diseffect++;
         if(freepf_head==NULL)              /*无空闲页面*/
      {
         min=32767;
         for(j=0;j<total_vp;j++)            /*找出time的最小值*/
           if(min>pl[j].time&&pl[j].pfn!=INVALID)
                    {
        min=pl[j].time;
        minj=j;
       }
          freepf_head=&pfc[pl[minj].pfn];   //腾出一个单元
          pl[minj].pfn=INVALID;
          pl[minj].time=-1;
          freepf_head->next=NULL;
      }
        pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;   //有空闲页面,改为有效
        pl[page[i]].time=present_time;
 freepf_head=freepf_head->next;      //减少一个free 页面
     }
    else
       pl[page[i]].time=present_time;        //命中则增加该单元的访问次数

    present_time++;
   }
printf("LRU:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);
return 0;
}
/***********************最近未使用算法************************************/
int NUR(total_pf)              
int  total_pf;
{ int i,j,dp,cont_flag,old_dp;
pfc_type *t;
initialize(total_pf);
dp=0;
for(i=0;i<total_instruction;i++)
{ if (pl[page[i]].pfn==INVALID)         /*页面失效*/
     {diseffect++;
      if(freepf_head==NULL)               /*无空闲页面*/
         { cont_flag=TRUE;
           old_dp=dp;
           while(cont_flag)
             if(pl[dp].counter==0&&pl[dp].pfn!=INVALID)
                 cont_flag=FALSE;
             else
            {
      dp++;
             if(dp==total_vp)
         dp=0;
             if(dp==old_dp)
                for(j=0;j<total_vp;j++)
            pl[j].counter=0;
             }
           freepf_head=&pfc[pl[dp].pfn];
           pl[dp].pfn=INVALID;
           freepf_head->next=NULL;
         }
           pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;
           freepf_head=freepf_head->next;
      }
else
     pl[page[i]].counter=1;
     if(i%clear_period==0)
        for(j=0;j<total_vp;j++)
             pl[j].counter=0;
}
printf("NUR:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);

return 0;
}
/*****************************************************************************/
/***************************最佳置换算法**************************************/

int OPT(total_pf)   
int total_pf;
{int i,j, max,maxpage,d,dist[total_vp];
pfc_type *t;
initialize(total_pf);
for(i=0;i<total_instruction;i++)
{ //printf("In OPT for 1,i=%d\n",i);  //i=86;i=176;206;250;220,221;192,193,194;258;274,275,276,277,278;
  if(pl[page[i]].pfn==INVALID)      /*页面失效*/
   {
      diseffect++;
      if(freepf_head==NULL)         /*无空闲页面*/
         {for(j=0;j<total_vp;j++)
               if(pl[j].pfn!=INVALID) dist[j]=32767;  /* 最大"距离" */
        else dist[j]=0;
          d=1;
          for(j=i+1;j<total_instruction;j++)
            {
      if(pl[page[j]].pfn!=INVALID)
             dist[page[j]]=d;
             d++;
             }
          max=-1;
          for(j=0;j<total_vp;j++)
          if(max<dist[j])
            {
       max=dist[j];
       maxpage=j;
      }
           freepf_head=&pfc[pl[maxpage].pfn];
           freepf_head->next=NULL;
           pl[maxpage].pfn=INVALID;
          }
   pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;
   freepf_head=freepf_head->next;
     }
}
printf("OPT:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);

return 0;}
/*****************************************************************************//****************************最不经常使用置换法*******************************/
int  LFU(total_pf)    
 int total_pf;
{
 int i,j,min,minpage;
 pfc_type *t;
 initialize(total_pf);
 for(i=0;i<total_instruction;i++)
    {  if(pl[page[i]].pfn==INVALID)      /*页面失效*/
        { diseffect++;
          if(freepf_head==NULL)          /*无空闲页面*/
           { min=32767;
            for(j=0;j<total_vp;j++)
              {if(min>pl[j].counter&&pl[j].pfn!=INVALID)
                  {
     min=pl[j].counter;
            minpage=j;
    }
               pl[j].counter=0;
               }
            freepf_head=&pfc[pl[minpage].pfn];
            pl[minpage].pfn=INVALID;
            freepf_head->next=NULL;
            }
    pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;   //有空闲页面,改为有效
           pl[page[i]].counter++;
    freepf_head=freepf_head->next;      //减少一个free 页面
        }
 else
           pl[page[i]].counter++;

      }
printf("LFU:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);

return 0;
}
/***********************************************************************/
实验数据 --- 4 page frames---
FIFO:0.5531
LRU:0.5594
LFU:0.5312
NUR:0.5656
OPT:0.5844
--- 5 page frames---
FIFO:0.5813
LRU:0.5813
LFU:0.5406
NUR:0.5781
OPT:0.6062
--- 6 page frames---
FIFO:0.5938
LRU:0.6062
LFU:0.5531
NUR:0.5844
OPT:0.6312
--- 7 page frames---
FIFO:0.6125
LRU:0.6156
LFU:0.5750
NUR:0.6156
OPT:0.6500
其余均为列出

实验总结   通过本次上机时实践掌握了模拟实现请求页式存储管理的几种基本页面置换算法,了解虚拟存储技术的特点,掌握虚拟了存储请求页式存储管理中几种基本页面置换算法的基本思想和实现过程,并比较它们的效率。
 从集中算法的命中率看,OPT是最高的,其次为NUR相对较高,二FIFO与LRU相差无几,最低的是LFU,但每个页面执行结果会有所不同。

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