模拟LRU页面置换算法

实验二  模拟LRU页面置换算法

 

一、       实验目的

1）         用C或C++模拟LRU页面置换算法

2）         掌握LRU页面置换算法的调度过程

二、       实验内容

设计一个虚拟存储系统，编写程序模拟LUR页面置换算法，通过程序输出淘汰的页面并计算出命中率： 示列：

随机输入页面访问串：

7 0 1 2 0 3 0 4 23 0 3 2 1 2 0 1

随机输入内存驻留集大小：3（驻留集初始状态为空）

LRU算法的实现：由于LRU算法淘汰的是上次使用距离当前最远的页面，故需记录记录这个距离。记录方法可使用计数器：给驻留集中的每个页帧增设计数器。每访问一页，就把对应页帧的计数器清零，其余页帧的计算器加1，因此，计数器最大的页就是上次访问距离当前最远的页。

  7      0    1     2      0    3    0     4      2      3     0     3    2     

0/7  1/7  2/7  0/2 1/2 2/2 3/2  0/4  1/4  2/4 0/0 1/0  2/0

        0/0  1/0  2/0  0/0  1/0 0/0 1/0 2/0   0/3  1/3 0/3 1/3

                0/11/1   2/1  0/3 1/3  2/3 0/2 1/2   2/2  3/2 0/2

 缺    缺    缺    缺   命   缺    命   缺   缺     缺   缺   命   命    

                        7             1             2     3      0    4  淘汰页号

 输出淘汰页面号为：7  1  2  3  0  4

 命中率为：4/13

#include <iostream>#include <string>using namespace std;typedef struct waitBlock{    string pageNum;             //页面号    int count;                  //计数器}waitBlock;                     //驻留集页面块typedef struct PageFrame{    string pageNum;             //访问串页面号    string hit;                 //记录是否缺页或命中}PageFrame;                     //访问串块void LRU(int n, int m, waitBlock *b, PageFrame *p){    int i;              //表示pageCount下标    int j;              //表示pageFrame下标    int changNum;       //pageFrame要改变的下标,即要替换的页号下标    int maxCount;       //pageFrame最大访问次数，即要淘汰的页号    int flag = 0;       //命中次数    string temp = "";   //记录淘汰页号    cout<<"模拟缺页命中过程:"<<endl;    for(i = 0;i < n; i++)    {        for(changNum = 0,maxCount = 0,j = 0; j < m; j++)        {            //搜索命中或count最大值            if(b[j].pageNum == "" || b[j].pageNum == p[i].pageNum)            {                //先判断没有赋值，再判断命中                changNum = j;                if(b[j].pageNum == p[i].pageNum)        //记录命中次数                {                    flag++;                    p[i].hit = "命中";                }                break;            } else  if(b[j].count > maxCount){ //如果没有命中，比较count最大值                changNum  =  j;                maxCount  =  b[j].count;            }            b[j].count++;                       //没有命中所有count加1        }        for(; j < m; j++)           //如果命中，剩余驻留集的页面count加1        {            b[j].count++;        }        string before,after;           //before淘汰替换前的页号,after淘汰替换后的页号        before = b[changNum].pageNum;        b[changNum].pageNum   =   p[i].pageNum;        after = b[changNum].pageNum;        b[changNum].count   =   0;                  //命中页号count清零        if(before != after && before != "" && after != "")      //记录淘汰页号        {            temp += before + " ";        }        cout<<p[i].pageNum<<": ";                               //输出访问序列串页号        for(j = 0;j < m; j++)                                   //输出驻留集访问页号        {            cout<<b[j].pageNum<<" ";        }        cout<<p[i].hit;                                         //输出命中或缺页        cout<<endl;    }    cout<<"输出淘汰页面号为:"<<endl;    cout<<temp;    cout<<"\n命中率为:"<<endl;    cout<<flag<<"/"<<n;}int main(){    int pageCount;              //页面总数    cout<<"输入页面总数:"<<endl;    cin>>pageCount;    int waitSpace;              //驻留集大小    cout<<"输入驻留集大小:"<<endl;    cin>>waitSpace;    PageFrame *visit = new PageFrame[pageCount];            //分配访问序列串    cout<<"输入访问串:"<<endl;    for(int i = 0; i < pageCount; i++)    {        cin>>visit[i].pageNum;        visit[i].hit = "缺页";    }    waitBlock *wB = new waitBlock[waitSpace];               //分配驻留集块    //初始化驻留集为空    for(int i = 0; i < waitSpace; i++)    {        wB[i].pageNum = "";        wB[i].count = 0;    }    LRU(pageCount,waitSpace,wB,visit);          //调用LRU算法    delete [] visit;    delete [] wB;    return 0;}