實驗4 內(nèi)存管理

1、實驗4 內(nèi)存管理學(xué)校：FJUT 學(xué)號：3131903229 班級：計算機(jī)1302 姓名：姜峰注：其中LFU和NRU算法運行結(jié)果可能與其他人不同，只是實現(xiàn)方式不同，基本思路符合就可以。一. 實驗學(xué)時與類型學(xué)時：2，課外學(xué)時：自定實驗類型：設(shè)計性實驗二. 實驗?zāi)康哪M實現(xiàn)請求頁式存儲管理中常用頁面置換算法，理會操作系統(tǒng)對內(nèi)存的調(diào)度管理。三. 實驗內(nèi)容要求：各算法要給出詳細(xì)流程圖以及執(zhí)行結(jié)果截圖。假設(shè)有一程序某次運行訪問的頁面依次是：0,1,2,4,3,4,5,1,2,5,1,2,3,4,5,6，請給出采用下列各頁面置換算法時頁面的換進(jìn)換出情況，并計算各調(diào)度算法的命中率（命中率=非缺頁次數(shù)/總訪問次

2、數(shù)），初始物理內(nèi)存為空，物理內(nèi)存可在420頁中選擇。(1) FIFO：最先進(jìn)入的頁被淘汰；(2) LRU：最近最少使用的頁被淘汰；(3) OPT：最不常用的頁被淘汰；(選做)(4) LFU：訪問次數(shù)最少的頁被淘汰(LFU)。(選做) 源代碼：#include #include #include #include #define MAXNUM 100struct Phy_Memory /定義一個物理內(nèi)存結(jié)構(gòu)體 char Page; int time;char *OutPut;struct Phy_Memory *Phy_Page;void Print(char *PageStr,int Phy_

3、PageNum,int absence) /打印圖解函數(shù) int i,j; for(i=0;istrlen(PageStr);i+)printf(%c ,*(PageStr+i);printf(n); for(i=0;istrlen(PageStr);i+)printf(-);printf(n); for(i=0;iPhy_PageNum;i+) for(j=0;jstrlen(PageStr);j+) printf(%c ,*(OutPut+i*strlen(PageStr)+j); printf(n); printf(缺頁數(shù)為:%dn,absence); printf(總訪問次數(shù)為:%dn

4、,strlen(PageStr); printf(缺頁率為%.2fn,(double)absence/strlen(PageStr);int IsExist(char *Temp,int Phy_PageNum) /判斷某頁面是否存在于物理內(nèi)存中 int i; for(i=0;iPage!=*Temp;i+); if(iPhy_PageNum) return i+1; /找到返回此頁面位置加1 return 0;void FIFO(char *PageStr,int Phy_PageNum) /利用時間計數(shù)器方式，還可以用棧來實現(xiàn) char *Temp=PageStr; /定義Temp指針指向

5、PageStr首地址 int i,num,location,absence=0; int Flag=0; /定義一個標(biāo)記變量，標(biāo)記插入位置 while(*Temp!=0) /頁面未訪問完 num=0; if(FlagPage=*Temp; Flag+;absence+; else /若物理內(nèi)存已滿 if(!IsExist(Temp,Phy_PageNum) /若此頁面未被訪問 for(i=0;iFlag;i+) /找到駐留時間最長的頁 if(numtime) location=i;num=(Phy_Page+i)-time; (Phy_Page+location)-Page=*Temp; (P

6、hy_Page+location)-time=0; absence+; for(i=0;itime+; *(OutPut+i*strlen(PageStr)+(Temp-PageStr)=(Phy_Page+i)-Page; Temp+; Print(PageStr,Phy_PageNum,absence);void LRU(char *PageStr,int Phy_PageNum) /依舊利用計數(shù)器方式，也可用棧來實現(xiàn) char *Temp=PageStr; /定義Temp指針指向PageStr首地址 int i,num,location,absence=0; int Flag=0; /定

7、義一個標(biāo)記變量，標(biāo)記插入位置 while(*Temp!=0) /頁面未訪問完 num=0; if(Flagtime=0; else /若此頁面未被訪問 (Phy_Page+Flag)-Page=*Temp; Flag+;absence+; else /若物理內(nèi)存已滿 if(location=IsExist(Temp,Phy_PageNum) /若此頁面已被訪問 (Phy_Page+location-1)-time=0; else /若此頁面未被訪問 for(i=0;iFlag;i+) /找到最近最久未使用的頁 if(numtime) location=i;num=(Phy_Page+i)-ti

8、me; (Phy_Page+location)-Page=*Temp; (Phy_Page+location)-time=0; absence+; for(i=0;itime+; *(OutPut+i*strlen(PageStr)+(Temp-PageStr)=(Phy_Page+i)-Page; Temp+; Print(PageStr,Phy_PageNum,absence );int Distance(char *PageStr,char *Temp,char Now) /計算距離函數(shù)（OPT算法中使用） int i; for(i=1;*(Temp+i)!=0&*(Temp+i)!=N

9、ow;i+); if(*(Temp+i)!=0)return i; return INT_MAX;void OPT(char *PageStr,int Phy_PageNum) /實際中無法實現(xiàn)，知道訪問串后順序遍歷 char *Temp=PageStr; /定義Temp指針指向PageStr首地址 int i,num,Size,location,absence=0; int Flag=0; /定義一個標(biāo)記變量，標(biāo)記插入位置 while(*Temp!=0) /頁面未訪問完 num=0; if(FlagPage=*Temp; Flag+;absence+; else /若物理內(nèi)存已滿 if(!I

10、sExist(Temp,Phy_PageNum) /若此頁面未被訪問 for(i=0;iPage); /調(diào)用distance函數(shù)返回值為與當(dāng)前位置物理頁面相同頁號的距離 if(numPage=*Temp;absence+; for(i=0;iPage; Temp+; Print(PageStr,Phy_PageNum,absence);char *Create(char *PageStr) /根據(jù)訪問串建立計數(shù)字符數(shù)組（LFU算法使用） int i,j,Size,Num=0; char *Temp1,*Temp2; int length=strlen(PageStr); char *NowPa

11、ge=(char *)malloc(length); for(i=0;ilength;i+) *( NowPage + i ) = *( PageStr + i ); Temp1 = Temp2 = NowPage; while(Temp1-NowPage)=length+1) /去除訪問串中重復(fù)串 if(*Temp1!=0) for(Temp2=Temp1+1;(Temp2-NowPage)=length+1;Temp2+) if(*Temp1=*Temp2) *Temp2=0;Num+; Temp1+; Size=length-Num; char *Count=(char *)malloc

12、(Size*2); for(i=0;ilength;i+) /將不重復(fù)的訪問頁置于計數(shù)器中 if(*(NowPage+i)!=0) *(Count+Size-1)=*(NowPage+i); Size-; Size=length-Num; for(i=Size;i2*Size;i+) /計數(shù)位置零 *(Count+i)=0; return Count;void Add(char *Ptr,char Str,int Size) /相應(yīng)計數(shù)器加一（LFU算法使用） int i; for(i=0;*(Ptr+i)!=Str;i+); *(Ptr+i+Size)+=1;int Find(char *P

13、tr,char Str,int Size) /在計數(shù)器中找到相應(yīng)頁面并返回其計數(shù)值（LFU算法使用） int i; for(i=0;*(Ptr+i)!=Str;i+); return (*(Ptr+i+Size)-0);void Zero( char *Ptr, int Size ) /將所有計數(shù)器清零（LFU算法使用） int i; for(i=Size;i2*Size;i+) *(Ptr+i)=0;void LFU(char *PageStr,int Phy_PageNum) /對每一頁面設(shè)置一個計數(shù)器，每次選出最小的淘汰 char *Temp=PageStr; /定義Temp指針指向Pa

14、geStr首地址 char *Count=Create(PageStr); int i,Size,time,num,location,absence=0; int Flag=0; /定義一個標(biāo)記變量，標(biāo)記插入位置 Size=strlen(Count)/2; while(*Temp!=0) /頁面未訪問完 num=INT_MAX; if(FlagPage,Size); else /若此頁面未被訪問 (Phy_Page+Flag)-Page=*Temp; Flag+;absence+; else /若物理內(nèi)存已滿 if(location=IsExist(Temp,Phy_PageNum) /若此頁

15、面已被訪問 Add(Count,(Phy_Page+location-1)-Page,Size); else /若此頁面未被訪問 for(i=0;iPage,Size); if(numtime) location=i;num=time; (Phy_Page+location)-Page=*Temp; Zero(Count,Size); absence+; for(i=0;iPage; Temp+; int j; /打印每次訪問后的計數(shù)器值 for(i=0;i2;i+) for(j=0;jSize;j+) printf(%c ,*(Count+i*Size+j); printf(n); prin

16、tf(n); Print(PageStr,Phy_PageNum,absence);void NRU(char *PageStr,int Phy_PageNum) /對每個物理頁設(shè)置一個標(biāo)識（0/1），用指針循環(huán)訪問淘汰標(biāo)識為零的頁面 char *Temp=PageStr; /定義Temp指針指向PageStr首地址 int i,location,absence=0; int Flag=0; /定義一個標(biāo)記變量，標(biāo)記插入位置 struct Phy_Memory *Clock = Phy_Page; /定義一個結(jié)構(gòu)體指針指向物理內(nèi)存首地址 while(*Temp!=0) /頁面未訪問完 if(F

17、lagtime=1; else /若此頁面未被訪問 (Phy_Page+Flag)-Page=*Temp; (Phy_Page+Flag)-time=1; Flag+;absence+;Clock+; if(Clock-Phy_Page)=Phy_PageNum) Clock=Phy_Page; else /若物理內(nèi)存已滿 if(location=IsExist(Temp,Phy_PageNum) /若此頁面已被訪問 (Phy_Page+location-1)-time=1; else /若此頁面未被訪問 while(Clock-time) Clock-time=0;Clock+; if(Cl

18、ock-Phy_Page)=Phy_PageNum) Clock=Phy_Page; Clock-Page=*Temp; Clock-time=1;Clock+; if(Clock-Phy_Page)=Phy_PageNum) Clock=Phy_Page; absence+; for(i=0;iPage; Temp+; Print(PageStr,Phy_PageNum,absence );int main() char *Str;int i,n,Num; Str=(char*)malloc(MAXNUM); printf(輸入程序運行時訪問的頁面次序以及物理內(nèi)存的分頁數(shù):n); scanf

19、(%s%d,Str,&Num); Phy_Page=(struct Phy_Memory*)malloc(Num*sizeof(struct Phy_Memory); /初始化物理內(nèi)存結(jié)構(gòu)體 OutPut=(char*)malloc(Num*strlen(Str); for(i=0;itime=0; printf(選擇置換算法:n1.FIFO 2.LRU 3.OPT 4.LFU 5.NRUn); scanf(%d,&n); switch (n) case 1:printf(n以下為FIFO算法圖解:n);FIFO(Str,Num);break; case 2:printf(n以下為LRU算法圖解:n);LRU(Str,Num);break; case 3:printf(n以下為OPT算法圖解:n);OPT(Str,Num);break; case 4:printf(n以下為LFU算法圖解:n各時期計數(shù)器如下:n);LFU(Str,Num);break; case 5:printf(n以下為NRU算法圖解:n);NRU(Str,Num);break; free(Phy_Page);free(OutPut); return 0;注：這里只對分頁數(shù)為4進(jìn)行運行截圖實驗截圖：FIFO算法流程圖：LRU算法流程圖：OPT算法流程圖：LFU算法流程圖：NRU算法流程圖：四. 思