#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#define M 4
#define N 17
#define Myprintf printf("|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|\n") /*表格控制*/
typedef struct page
{
int num; /*记录页面号*/
int time; /*记录调入内存时间*/
}Page; /* 页面逻辑结构，结构为方便算法实现设计*/
Page b[M]; /*内存单元数*/
int c[M][N]; /*暂保存内存当前的状态：缓冲区*/
int queue[100]; /*记录调入队列*/
int K; /*调入队列计数变量*/
/*初始化内存单元、缓冲区*/
void Init(Page *b,int c[M][N])
{
int i,j;
for(i=0;i<N;i++)
{
b[i].num=-1;+
b[i].time=N-i-1;
}
for(i=0;i<M;i++)
for(j=0;j<N;j++)
c[i][j]=-1;
}
/*取得在内存中停留最久的页面,默认状态下为最早调入的页面*/
int GetMax(Page *b)
{
int i;
int max=-1;
int tag=0;
for(i=0;i<M;i++)
{
if(b[i].time>max)
{
max=b[i].time;
tag=i;
}
}
return tag;
}
/*判断页面是否已在内存中*/
int Equation(int fold,Page *b)
{
int i;
for(i=0;i<M;i++)
{
if (fold==b[i].num)
return i;
}
return -1;
}
/*LRU核心部分*/
void Lru(int fold,Page *b)
{ int i;
int val;
val=Equation(fold,b);
if (val>=0)
{
b[val].time=0;
for(i=0;i<M;i++)
if (i!=val)
b[i].time++;
}
else
{
queue[++K]=fold;/*记录调入页面*/
val=GetMax(b);
b[val].num=fold;
b[val].time=0;
for(i=0;i<M;i++)
if (i!=val)
b[i].time++;
}
}
/*主程序*/
void main()
{
int a[N]={1,0,1,0,2,4,1,0,0,8,7,5,4,3,2,3,4};
int i,j;
start: K=-1;
Init(b, c);
for(i=0;i<N;i++)
{
Lru(a[i],b);
c[0][i]=a[i];
/*记录当前的内存单元中的页面*/
for(j=0;j<M;j++)
c[j][i]=b[j].num;
}
/*结果输出*/
printf("内存状态为：\n");
Myprintf;
for(j=0;j<N;j++)
printf("|%2d ",a[j]);
printf("|\n");
Myprintf;
for(i=0;i<M;i++)
{ for(j=0;j<N;j++)
{
if(c[i][j]==-1)
printf("|%2c ",32);
else
printf("|%2d ",c[i][j]);
}
printf("|\n");
}
Myprintf;
printf("\n调入队列为:");
for(i=0;i<K+1;i++)
printf("%3d",queue[i]);
printf("\n缺页次数为：%6d\n缺页率：%16.6f",K+1,(float)(K+1)/N);
printf("\nAre you continuing!\ty?");
if(getche()=='y')
goto start;
}
四、测试与评价
1、程序运行结果输出
内存状态为：
|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|
| 1 | 0 | 1 | 0 | 2 | 4 | 1 | 0 | 0 | 8 | 7 | 5 | 4 | 3 | 2 | 3 | 4 |
|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| | | | | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 8 | 8 | 8 | 8 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| | | | | | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 7 | 7 | 7 | 7 | 2 | 2 | 2 |
|---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---|
调入队列为: 1 0 2 4 8 7 5 4 3 2
缺页次数为： 10
缺页率： 0.588235
Are you continuing! y?
2、 程序执行是稳定的，高效的。在LRU算法中，要找出最近最久未使用的页面的话，就必须设置有关的访问记录项，且每一次访问这些记录项，页面都必须更新这些记录项。这个记录项在此程序中为
typedef struct page
{ int num; /*记录页面号*/
int time; /*记录调入内存时间*/
}Page; /* 页面逻辑结构，结构为方便算法实现设计*/
如此显然要花费较大的系统开销(包括时间和空间上的)，这也是实际系统中不直接采用LRU算法作为页面置换算法的直接原因，但由于其在页面置换的优越性，实际系统常使用LRU的近似算法。
3、由于程序旨在页面置换算法的模拟，程序并没有设计自动执行的功能，这也是本设计的缺陷。