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在操作系统中，当程序在运行过程中，若其所要访问的页面不再内存中而需要把他们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能正常运行，系统必须从内存调出一页程序或数据送磁盘的兑换区中。但哪一个页面调出，须根据一定的算法确定。通常，把选择换出页面的算法称为页面置换算法（Page-Replacement Algorithms）.置换算法的好坏将直接影响到系统的性能。
1) 先进先出(FIFO)页面置换算法
该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单，只需把一个进程调入内存，按先后顺序排成一个队列，并设置一个指针，称为替换指针，使他总能指向最老的页面。但该算法与进程与实际运行的规律不相适应，效率最差。
2) 最近最久为使用(LRU)算法
LRU算法是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的。就是利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似，因此是将最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法赋予每一个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间t,当淘汰一个页面时，选择现有页面中t值最大的，及最近最久为使用的页面予以淘汰。
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#include <stdio.h>#define PAGES 12 /*页面引用页数*/#define M 3 /*当前分配给改作业的物理块数*///#define M 4/*页面引用串*/int page[PAGES] = {4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5};int rel[M][PAGES]; /*存储结果数组*//*内存物理块结构体*/typedef
struct{ int
pnum; /*该块中所存的页面号*/ int
tm; /*从最近一次调入所经历的时间*/}PBlock;/*初始化物理块数组*/void
init(PBlock *pb){ int
i,j; //pb = (PBlock*)malloc(sizeof(PBlock)*M); for(i=0;i<M;i++){ pb[i].pnum = -1; pb[i].tm
= -1; for(j=0;j<PAGES;j++){ rel[i][j] = -1; } }}/*打印结果数组*/void
printRelArr(int
rel[M][PAGES]){ int
i,j; for(i=0;i<M;i++){ for(j=0;j<PAGES;j++){ if(rel[i][j]==-1) printf("_ "); else printf("%d ",rel[i][j]); } printf("\n"); }}/*打印一维数组*/void
printArr1(int
*arr,int
n){ int
i; for(i=0;i<n;i++){ printf("%d ",arr[i]); } printf("\n");}/*查看页面号为num的页面是否在内存块中,存在返回1*/int
in_mem(int
num,PBlock *pb,int
m){ int
i; int
b = 0; for(i=0;i<m;i++){ if(pb[i].pnum == num){ b = 1; break; } } return
b;}/*FIFO 算法的实现,无需考虑时间*/int
fifo(PBlock *pb,int
m){ int
lps=0; /*缺页次数*/ double
lpp; /*缺页率*/ int
p = 0; /*替换指针*/ int
index =0; /*页面号索引*/ while(index<PAGES){ if(!in_mem(page[index],pb,M)){ //如果该页面不在物理块中 pb[p].pnum = page[index]; /*将该页面放入物理块中*/ p = (p+1)%M; /*替换指针移动*/ lps++; /*却也次数加 1*/ for(int
i=0;i<M;i++){ rel[i][index] = pb[i].pnum; } } index++; } printf("FIFO算法所得缺页次数为 %d\n",lps); lpp = (double)lps/PAGES; printf("FIFO算法缺页率为 %0.4lf \n",lpp); printf("页面号序列为:\n"); printArr1(page,PAGES); printf("结果数列为:\n"); printRelArr(rel); return
0;}/*获得最近最久的块*/int
getP(PBlock *pb,int
p){ int
i; bool
out = true; // for(i=0;i<M;i++){ if(pb[i].tm
== -1){ p = i; out = false; break; } } if(out){ for(i=0;i<M;i++){ if(pb[i].tm>pb[p].tm) p = i; } } return
p;}int
getEQnum(int
num,PBlock *pb){ int
i; int
in = -1; for(i=0;i<M;i++){ if(pb[i].pnum == num){ in = i; break; } } return
in;}/*LRU算法*/void
lru(PBlock *pb,int
m){ int
lps=0; /*缺页次数*/ double
lpp; /*缺页率*/ int
p = 0; /*替换指针*/ int
index =0; /*页面号索引*/ while(index<PAGES){ if(!in_mem(page[index],pb,m)){ /*如果页面不在物理块中*/ p = getP(pb,p); pb[p].pnum = page[index]; pb[p].tm
= 0; lps++; for(int
i=0;i<M;i++){ rel[i][index] = pb[i].pnum; } }else{ /*如果页面在物理块中*/ int
in = getEQnum(page[index],pb); /*获取该页面在物理块中的索引*/ pb[in].tm
= 0; } int
i; for(i=0;i<M;i++){ if(i!=p&&pb[i].tm!=-1){ pb[i].tm++; } } index++; } printf("LRU算法所得缺页次数为 %d \n",lps); lpp = 1.0*lps/PAGES; printf("LRU算法缺页率为: %0.4lf\n",lpp); printf("页面号序列为:\n"); printArr1(page,PAGES); printf("LRU结果数组为:\n"); printRelArr(rel);}int
main(){ //printArr(rel); PBlock pb[M]; init(pb); fifo(pb,M); init(pb); lru(pb,M); return
0;} |
C语言实现FIFO算法与LRU算法,布布扣,bubuko.com
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原文地址：http://www.cnblogs.com/duchuan/p/3724308.html
