2021-06-04 操作系统FIFO算法C语言实现

操作系统FIFO算法C语言实现

前言
本机为微软Surface pro4，为64位，所用操作系统为Windos 10。本机虚拟机版本为Oracle VM VirtualBox 6.1.8，所用操作系统是使用Ubuntu18.04，。Ubuntu的虚拟硬盘设置为200G，显存为128MB，内存为4G，CPU2个，所用镜像源为清华大学软件镜像源。所使用linux内核为linux-5.11.8。

注意事项
（1）本FIFO算法的实现思路是借鉴网上的相关资源，并非原创。
（2）本篇博客代码实现FIFO算法的命中率和置换显示。

FIFO算法介绍
FIFO算法：它的思想是先进先出（FIFO，队列），这是最简单、最公平的一种思想，即如果一个数据是最先进入的，那么可以认为在将来它被访问的可能性很小。.空间满的时候，最先进入的数据会被最早置换（淘汰）掉。

Linux下C语言实现FIFO算法的代码
1、使用文件编辑器在主目录下创建一个名为OS2的文件夹。

2、打开Geany程序，然后点击新建按钮，创建一个新文件。
（注：创建完成界面如下）

3、在新建的文件中书写程序。（注：程序如下）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define N 320
int num[N];  //存放随机数
int page[N]; //存放页地址流
int mc[33]; //memory capacity内存容量 ，并初始化为0 void randomnumber()//random number随机数 程序第一步，产生320个指令序列
{   int pc;int flag=0;     scanf("%d",&pc);     printf("\n在0-319之间产生的320个随机数如下:\n");     for(int i=0;i<320;i++)  {        num[i]=pc;   if(flag%2==0) pc=++pc%320;  //flag=0||2 50%的指令是顺序执行的       if(flag==1) pc=rand()% (pc-1);   //flag=1 25%的指令是均匀分布在前地址部分   if(flag==3) pc=pc+1+(rand()%(320-(pc+1)));  //flag=3 25%的指令是均匀分布在后地址部分       flag=++flag%4;   printf("%3d   ",num[i]);         if((i+1)%10==0) printf("\n");  //每行输出10个数 }
} void pageaddress()    //pageaddress页地址 程序第二步，将指令序列变换为页地址流，产生了32个指令页
{     for(int i=0;i<320;i++)  {     printf("%3d   ",page[i]=num[i]/10);        if((i+1)%10==0) printf("\n");  //每行输出10个数 }
}//FIFO算法实现
int FIFO(int capacity)
{int j,x,y,m;int sum=0; //mc中分配的个数 int exist=0; //命中次数 int flag; //标志是否命中 flag=0没命中 flag=1命中 int ep=1; //elimination position淘汰位置  mc[1]=page[0];printf(" %2d加入  \t",page[0]);for(m=1;m<=capacity;m++)   //输出当前内存块的存储情况 printf("%2d  ",mc[m]);printf("\n");sum+=1; for(j=1;j<320;j++){ flag=0; for(y=1;y<=sum;y++)   //判断这个页地址流是否命中 if(mc[y]==page[j]) {exist++;flag=1;printf(" %2d命中  \t",page[j]);for(m=1;m<=capacity;m++)   //输出当前内存块的存储情况 printf("%2d  ",mc[m]);printf("\n");break;} //没命中 if(flag==0)    {if(sum<capacity)  //还有空块 {for(x=1;x<=capacity;x++) //查找内存块中第一个空块 if(mc[x]==-1) {mc[x]=page[j];sum++;printf(" %2d加入  \t",page[j]);for(m=1;m<=capacity;m++)    //输出当前内存块的存储情况 printf("%2d  ",mc[m]);printf("\n");break;}}else if(sum>=capacity){int t=mc[ep];mc[ep]=page[j];printf(" %2d置换%2d\t",page[j],t);for(m=1;m<=capacity;m++)   //输出当前内存块的存储情况 printf("%2d  ",mc[m]);printf("\n");ep+=1;if(ep==capacity+1) ep=1; } }} printf("\nexist=%d\n命中率=%lf",exist,exist/320.0);
}
int main()
{int capacity; //内存块数 printf("请输入第一条指令号(0~319):");randomnumber();printf("\n指令序列对应的页地址流:\n");   pageaddress();     printf("\n\n\n\t\t先进先出算法(FIFO):\n\n");printf("请输入内存块数（4-32）：");scanf("%d",&capacity);for(int i=1;i<=32;i++)  //给数组赋初值 mc[i]=-1;FIFO(capacity);   return 0;
}

4、将程序文件命名fifo.c为保存到OS2文件下。（注：如图所示）

FIFO算法实现效果如下
1、按如下图示中标明顺序点击按钮执行即可（注：效果图如下）

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