操作系统虚拟存储器实验---Python实现

最近做实验，要求用文件存取数据，上网搜，主要都是C语言或者Java写的，Python的粗略看是没搜到。

所以想到用Python来写，操作文件更方便一些。

废话不多说，直接上代码

class load_from_file:file_name = None #文件名file = None #文件对象is_pre = None #是否有预先页block = None #物理块数量pre_list = None #预先页内容visit_list = None #访问列表def __init__(self) -> None:self.load("D:\Desktop\something\操作系统\page_src.txt")def load(self,name):self.file_name = nameself.file = open(self.file_name,"r+")fr = self.file.read()str1 = fr.split("\n")list1 = str1[0].split(" ")#文件中保存两行数据list2 = str1[1].split(" ")for i in range(len(list1)):list1[i] = eval(list1[i])for i in range(len(list2)):list2[i] = eval(list2[i])self.block = list1[0]#第一行第一个数字表示有几个物理块if list1[1] != 0:#第一行第二个数据表示是否有预先页，后面的数据则是预先页中的内容，后面的数据项长度应该小于第一个数字self.is_pre = Trueself.pre_list = list1[2:]if len(self.pre_list) > self.block:print("错误，请检查传入文件内容是否正确")returnself.visit_list = list2#第二行表示访问页的列表self.file.close()class dispatch:is_pre = Noneblock = Nonepre_list = Nonenow_list = None #当前访问页列表visit_list = Noneis_lack = None #是否缺页res_list = None #保存结果便于写入文件def __init__(self) -> None:#初始化数据self.block = load_from_file().blockself.is_pre = load_from_file().is_preself.pre_list = load_from_file().pre_listself.visit_list = load_from_file().visit_listself.now_list = [-1]*self.blockself.is_lack = [True]*len(self.visit_list)self.res_list = []def OPT(self) -> list:if self.is_pre:for i in range(len(self.pre_list)):self.now_list[i] = self.pre_list[i]future_count = [-1]*self.blockfor i in range(len(self.visit_list)):if self.visit_list[i] in self.now_list:#如果访问的页在当前表中，则不缺页self.is_lack[i] = False#print(self.now_list)res_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)continueif -1 in self.now_list:self.now_list[self.now_list.index(-1)] = self.visit_list[i]res_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)continuefor j in range(self.block):#缺页，计算最久访问页if self.now_list[j] in self.visit_list[i:]:future_count[j] = self.visit_list[i:].index(self.now_list[j])else:future_count[j] = len(self.visit_list)self.now_list[future_count.index(max(future_count))] = self.visit_list[i]#替换#print(self.now_list)res_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)return self.res_listdef FIFO(self):if self.is_pre:for i in range(len(self.pre_list)):self.now_list[i] = self.pre_list[i]exist_count = [0]*self.blockself.pre_list = [x for x in self.now_list]for i in range(len(self.visit_list)):for j in range(self.block):if self.now_list[j] == self.pre_list[j]:exist_count[j] += 1else:exist_count[j] = 0if self.visit_list[i] in self.now_list:#如果访问的页在当前表中，则不缺页self.is_lack[i] = Falseres_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)#print(self.now_list)continueif -1 in self.now_list:self.now_list[self.now_list.index(-1)] = self.visit_list[i]res_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)continueself.pre_list = [i for i in self.now_list]#储存未置换前的页self.now_list[exist_count.index(max(exist_count))] = self.visit_list[i]#print(self.now_list)res_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)return self.res_listdef LRU(self):if self.is_pre:for i in range(len(self.pre_list)):self.now_list[i] = self.pre_list[i]unused_time = [0]*self.blockfor i in range(len(self.visit_list)):if self.visit_list[i] in self.now_list:#如果访问的页在当前表中，则不缺页self.is_lack[i] = Falseres_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)#print(self.now_list)continueif -1 in self.now_list:self.now_list[self.now_list.index(-1)] = self.visit_list[i]res_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)continuefor j in range(self.block):if self.now_list[j] not in self.visit_list[:i]:unused_time[j] = len(self.visit_list)else:temp_list = [x for x in self.visit_list[:i]]temp_list.reverse()unused_time[j] = temp_list.index(self.now_list[j])self.now_list[unused_time.index(max(unused_time))] = self.visit_list[i]#print(self.now_list)res_temp = [x for x in self.now_list]res_temp.append(self.is_lack[i])self.res_list.append(res_temp)return self.res_listdef main(self):while True:print("1-OPT\t2-FIFO\t3-LRU")choose = input("请选择调度方式：")res = []method = ""if choose == "1":res = dispatch().OPT()method = "OPT"elif choose == "2":res = dispatch().FIFO()method = "FIFO"elif choose == "3":res = dispatch().LRU()method = "LRU"else:print("程序退出")returnprint(method,end="")for i in self.visit_list:print("\t"+str(i),end="")print()count_lack = 0for i in range(len(res[0])):if i == len(res[0]) - 1:print("缺页",end="")for j in range(len(self.visit_list)):if res[j][i] == True:count_lack += 1else:print("块"+str(i),end="")for j in range(len(self.visit_list)):print("\t"+str(res[j][i]),end="")print()print("缺页率",str(count_lack/len(self.is_lack)*100)+"%")with open("page_res.txt","w",encoding="utf-8") as ff:ff.write(method+" ")for i in self.visit_list:ff.write("\t"+str(i))ff.write("\n")for i in range(len(res[0])):if i == len(res[0]) - 1:ff.write("缺页")else:ff.write("块"+str(i)+" ")for j in range(len(self.visit_list)):if i == len(res[0]) - 1:if res[j][i] == True:ff.write("\t1")else:ff.write("\t0")else:ff.write("\t"+str(res[j][i]))ff.write("\n")ff.write("1代表缺页，0代表不缺页\n缺页率 "+str(count_lack/len(self.is_lack)*100)+"%")ff.close()if __name__ == "__main__":dispatch().main()

实验要求实现OPT、FIFO和LRU算法，非常简单

下面是测试用的源文件page_src.txt的内容

3 1 1 2 3
1 2 4 2 6 2 1 5 6 1

测试结果

OPT

OPT  1   2   4   2   6   2   1   5   6   1
块0  1   1   1   1   1   1   1   1   1   1
块1  2   2   2   2   2   2   2   5   5   5
块2  3   3   4   4   6   6   6   6   6   6
缺页  0   0   1   0   1   0   0   1   0   0
1代表缺页，0代表不缺页
缺页率 30.0%

FIFO

FIFO     1   2   4   2   6   2   1   5   6   1
块0  1   1   4   4   4   4   1   1   1   1
块1  2   2   2   2   6   6   6   5   5   5
块2  3   3   3   3   3   2   2   2   6   6
缺页  0   0   1   0   1   1   1   1   1   0
1代表缺页，0代表不缺页
缺页率 60.0%

LRU

LRU  1   2   4   2   6   2   1   5   6   1
块0  1   1   1   1   6   6   6   5   5   5
块1  2   2   2   2   2   2   2   2   6   6
块2  3   3   4   4   4   4   1   1   1   1
缺页  0   0   1   0   1   0   1   1   1   0
1代表缺页，0代表不缺页
缺页率 50.0%

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