【操作系统】FIFO先进先出页面置换算法（C语言实现）

FIFO页面置换算法，计算缺页率，文末附代码，及例题解析

1、内容

在地址映射过程中，若在页面中发现所要访问的页面不在内存中，则产生缺页中断。当发生缺页中断时，如果操作系统内存中没有空闲页面，则操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存，以便为即将调入的页面让出空间。而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。

模拟内存的页式管理，实现内存的分配和调用，完成虚拟内存地址序列和物理内存的对应。在内存调用出现缺页时，调入程序的内存页。在出现无空闲页面时，使用先进先出（FIFO）算法实现页面置换。

2、页的结构

页的结构如下：

页号、页面号、时间戳（在本算法中未使用，在LRU中使用）

名称	符号	功能
页号	Page_num	记录页号
页面号	Pframe_num	记录页面号

FIFO页面置换算法选择在主存中停留时间最长(即最老)的一页置换，即先进入内存的页，先退出内存。理由是:最早调入内存的页，其不再被使用的可能性比刚调入内存的可能性大。建立一个FIFO队列，收容所有在内存中的页。被置换页面总是在队列头上进行。当一个页面被放入内存时，就把它插在队尾上

通过使用线性表来实现页表，在每次需要淘汰页时，都是淘汰最先进入的页，这样就可以实现淘汰在主存中停留时间最长的页。

流程如下：

3、例题解析

在页式管理系统中，访问的顺序（访问串）为：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，当分配的页面数量为3时，请分别计算使用下述（1）替换算法的缺页次数，并画出页面置换图。

(1) FIFO。

访问串	1	2	3	4	1	2	5	1	2	3	4	5
页面1	1	2	3	4	1	2	5	5	5	3	4	4
页面2		1	2	3	4	1	2	2	2	5	3	3
页面3			1	2	3	4	1	1	1	2	5	5
是否缺页	是	是	是	是	是	是	是	否	否	是	是	否

缺页率：9/12=0.75

4、代码如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define MAX_PAGES 20
#define MAX_PFRAME 20
#define INVALID -1typedef struct {int page_num;int pframe_num;int count;int timestamp;
}page_type;page_type page[MAX_PAGES];typedef struct pf_struct {int pframe_num;//页面号struct pf_struct* next;
}pf_type;pf_type pframe[MAX_PFRAME];int diseffct = 0;//缺页记录void InitPage(const int* page_n, const int* pframe_n)
{int total_vp = *page_n, total_pf = *pframe_n;int i = 0;diseffct = 0;for (i = 0; i < total_vp; i++)//虚拟页{page[i].page_num = i;page[i].pframe_num = INVALID;page[i].count = 0;page[i].timestamp = -1;}for (i = 0; i < total_pf - 1; i++){pframe[i].next = &pframe[i];pframe[i].pframe_num = i;}pframe[total_pf - 1].next = NULL;pframe[total_pf - 1].pframe_num = total_pf - 1;
}double miss_page_rate(int pframe_order[100]) {int i = 0;double missrate = 0, count = 0;while (pframe_order[i] != -1){count++;i++;}missrate = diseffct / count;return missrate;
}void menu(int* page_n, int* pframe_n)
{int a, b;printf("---------------------------------------------\n");printf("请输入页面的数量：");scanf("%d", page_n);printf("请输入页的数量：");scanf("%d", pframe_n);printf("--------------------------------------------\n");
}int get_input_order(int fprame_order[100], int pframe_n)
{int p = 0;int tmp = 0;printf("请输入访问串（1到%d中的数字,每输入一个数输入一次回车,输入-1表示结束）:\n", pframe_n);while (1){scanf("%d", &tmp);fprame_order[p] = tmp;p++;if (tmp == -1){break;}}return p;
}int check_all_page(int page_num, int target)
{int judge = 0;for (int i = 0; i < page_num; i++){if (page[i].pframe_num == target){judge = 1;}}if (judge == 1){return 1;}else{diseffct++;//全程序只在本处处理缺页次数return 0;}
}void display(int page_num, int judge)//就是打印出所有的页
{printf("页面号\t页号\t时间戳\n");for (int i = 0; i < page_num; i++){printf("%d\t%d\t%d\n", page[i].page_num, page[i].pframe_num, page[i].timestamp);}if (judge == 1) {printf("不缺页\n");}else{printf("缺页\n");}
}void FIFO(int page_num, int pframe_id)//page_num为页的数量，pframe_id为页面号
{int i, j;pf_type* p;for (i = page_num - 2; i >= 0; i--){//page[i + 1].count = page[i].count;page[i + 1].pframe_num = page[i].pframe_num;}page[0].pframe_num = pframe_id;
}void execute_pagef(int pframe_order[100], int page_num)//page_num为虚拟页的数量，page_n指针和page_num的值一样
{int i = 0, jugde = 0;while (pframe_order[i] != -1){printf("************************************\n");printf("使用页 %d\n", pframe_order[i]);jugde = check_all_page(page_num, pframe_order[i]);if (jugde == 1) {//在虚拟页内i++;}else//不在页内就调用页面置换算法{FIFO(page_num, pframe_order[i]);i++;}display(page_num, jugde);}
}int main()
{int* page_n = (int*)malloc(sizeof(int));int* pframe_n = (int*)malloc(sizeof(int));int pframe_order[100];int order_num = 0;menu(page_n, pframe_n);InitPage(page_n, pframe_n);order_num = get_input_order(pframe_order, *pframe_n);execute_pagef(pframe_order, *page_n);//printf("%d %d\n", *page_n, *pframe_n);printf("\n缺页率为： %lf", miss_page_rate(pframe_order));free(page_n);free(pframe_n);return 0;
}

5、运行如下：

程序分为5个页，内存中有3个页面，访问串是1、2、3、2、4、5、2

缺页率为：0.857143

【操作系统】FIFO先进先出页面置换算法（C语言实现）相关推荐

操作系统 FIFO 先进先出页面置换算法
FIFO 先进先出页面置换算法根据作业序列判断置换,先进先置换的原则. 实现过程: 用vector简单模拟这个过程,不用直接queue模拟,是因为,当判断是否需要置换的时候,queue不好判断在队列 ...
先进先出（FIFO）页面置换算法 C语言实现
广东工业大学操作系统实验实验内容假设每个页面中可存放10条指令,分配给作业的内存块数为4.用C语言模拟一个作业的执行过程,该作业共有320条指令,即它的地址空间为32页,目前它的所有页都还未调入 ...
java实现FIFO先进先出页面置换算法
import java.util.LinkedList; import java.util.Scanner;public class Demo {public static void main(Str ...
OPT和LRU页面置换算法C语言代码,页面置换算法模拟——OPT、FIFO和LRU算法.doc
实用标准文案精彩文档操作系统实验报告页面置换算法模拟 --OFT.FIFO和LRU算法班级:2013级软件工程1班学号:X X X 姓名:萧氏一郎数据结构说明: Memery[10]物理块 ...
先进先出页面置换算法详解
*先进先出(First In first Out,FIFO) 页面置换算法的基本思想: **每次置换最先调入内存的页面,即将内存中等待时间最长的页面进行置换.此算法的适用范围是顺序结构程序. 基本原理 ...
操作系统实验：页面置换算法的模拟实现及命中率对比（学习笔记）
操作系统实验:页面置换算法的模拟实现及命中率对比(学习笔记) 题目要求输入要求输出要求编程平台实验成果开始模拟错误输入退出程序代码实现抽象数据类型定义指令地址流生成指令地址流到页 ...
操作系统：基于页面置换算法的缓存原理详解（下）
概述: 在上一篇<操作系统:基于页面置换算法的缓存原理详解(上)>中,我们主要阐述了FIFO.LRU和Clock页面置换算法.接着上一篇说到的,本文也有三个核心算法要讲解.分别是LFU(L ...
操作系统实验2—页面置换算法模拟程序设计
一.实验目的对页面置换做进一步的理解. 了解页面置换的任务. 通过编程掌握页面置换算法及缺页率计算. 了解Belady现象和抖动现象. 二.实验内容输入给出一组页面访问顺序(如页面走向是1.2.5 ...
【南邮操作系统实验】页面置换算法（FIFO、LRU、OPT）图形化界面（JavaFx）
页面置换算法图形化界面前言运行效果源码 FIFO LRU OPT FXML界面控制器启动类前言其实以前操作系统实验的时候我写过了三份了:(命令行) 页面置换算法 (FIFO.LRU.OP ...

【操作系统】FIFO先进先出页面置换算法（C语言实现）

【操作系统】FIFO先进先出页面置换算法（C语言实现）相关推荐

最新文章

热门文章