改进型clock算法--页面置换算法

改进Clock算法——页面置换算法

算法描述：
在将一个页面换出时，如果该页已被修改过，便须将该页重新写回到磁盘上；但如果该页未被修改过，则不必将它拷回磁盘。在改进型Clock算法中，除须考虑页面的使用情况外，还须在增加一个因素，即置换代价，这样页面换出时，既要是未使用过的页面，又要是未被修改过的页面。把同时满足这两个条件的页面作为首选淘汰的页面。由访问位A和修改位M可以组合成下面四种类型的页面:
1类（A=0，M=0）：表示该页最近既未被访问，又未被修改，是最佳淘汰页。
2类（A=0，M=0）：表示该页最近未被访问，但已被修改，并不是很好的淘汰页。
3类（A=1，M=0）：表示该页最近已被访问，但未被修改，该页有可能在被访问。
4类（A=1，M=1）：表示该页最近已被访问且被修改，该页可能再被访问。

package cn.billwatson;import java.util.Random;import java.util.Scanner;public class ClockTest {/** * @param args * Clock页面置换算法 */public static void main(String[] args) {    // TODO Auto-generated method stub    int size = 3;//内存块的大小（可以存放几个页面）    int pagesize = 10;    Scanner in = new Scanner(System.in);    System.out.println("**************************************");    System.out.println("*************改进clock算法***************");    System.out.println("***说明：页面是否被修改，表示装入内存块的页面是否被***");    System.out.println("******cpu修改了值。该值在本程序中可以自己决定*****");    System.out.println("**************************************");    System.out.println("请输入内存块的大小：");    size = in.nextInt();    block[] arr = new block[size];//声明一个包含size个页面的内存块    for(int i = 0;i < size;i++){        arr[i] = new block();    }    System.out.println("请输入访问页面的容量");    pagesize = in.nextInt();    page[] pages = new page[pagesize];//存储要访问的页面，    System.out.println("请选择操作(输入标号)：");    System.out.println("1、页面访问序列(0~7)和是否被修改(0,1)都是用默认的");    System.out.println("2、动态决定页面访问序列，是否被修改采用默认值");    System.out.println("3、动态决定页面访问序列和是否被修改");    int action = in.nextInt();    Random random = new Random();    if(action == 1){        for(int i = 0;i < pagesize;i++){            pages[i] = new page(random.nextInt(8),random.nextInt(10)%2);//模拟页号为1的页面不会被修改        }    }else if(action == 2){        for(int i = 0;i < pagesize;i++){            System.out.println("请输入第" + i + "个页号");            pages[i] = new page(in.nextInt(),random.nextInt(10)%2);//模拟页号为1的页面不会被修改        }    }else if(action ==3){        for(int i = 0;i < pagesize;i++){            System.out.println("请输入第" + i + "个页号和是否被会被修改");            pages[i] = new page(in.nextInt(),in.nextInt());//模拟页号为1的页面不会被修改        }    }    System.out.println("页面号\t是与否被修改");    for (page page : pages) {        System.out.println(page.page+"\t"+page.modify);    }    //改进的页面置换算法    clock(arr,pages);}//改进的clock算法public static void clock(block[] block,page[] page){    //用于表示当前页面是否装入内存成功    boolean flag = false;    //缺页数    int count = 0;    //模拟访问页面的序列    for(int i = 0;i < page.length;i++){        for (int m = 0;m < block.length;m++) {            System.out.println("页面号：" + block[m].page +";  使用位：" + block[m].access + ";  修改位："+block[m].modify);        }        System.out.println("将要访问的页面"+page[i].page);        if(contain(block,page[i])){            //存在于内存块中，则不会产生缺页现象，继续执行外层，            System.out.println("命中！");            for (int m = 0;m < block.length;m++) {                System.out.println("页面号：" + block[m].page +";  使用位：" + block[m].access + ";  修改位："+block[m].modify);            }            System.out.println("***********分隔线************************");            continue;        }else{            System.out.println("缺页...");            count++;//如果内存块中不存在这个页面则产生一个缺页现象，寻找合适的置换页面            flag = false;        }        //页面没有成功装入内存的时候        while(!flag){            //第一步，寻找内存块中，使用位和修改位都为1的内存块，然后进行置换            for(int j = 0;j < block.length;j++){                if(block[j].access == 0 && block[j].modify == 0){                    //找到了可以置换的页面，进行置换。并且修改使用位                    block[j].page = page[i].page;                    block[j].access = 1;                    flag = true;                    break;                }            }            if(flag){                //成功装入内存,则直接跳出循环，不再执行，否则执行第二步                break;            }            //第二步，寻找使用位为0，修改位为1的页面进行置换，并且在遍历内存块的过程中，把遍历过的页面的使用位置为0；            for(int j = 0;j < block.length;j++){                if(block[j].access == 0 && block[j].modify == 1){                    //找到了可以置换的页面，进行置换。并且修改使用位                    block[j].page = page[i].page;                    block[j].access = 1;                    flag = true;                    break;                }else{                    block[j].access = 0;//修改使用位为0                }            }        }        for (int m = 0;m < block.length;m++) {            System.out.println("页面号：" + block[m].page +";  使用位：" + block[m].access + ";  修改位："+block[m].modify);        }        System.out.println("***********分隔线************************");    }    System.out.println("缺页次数：" + count);    System.out.println("缺页率：" + (count*1.0)/page.length);}//判断page页面是否存在于block内存块中，如果存在，则将其使用位置为1public static boolean contain(block[] block,page page){    for(int i = 0;i < block.length;i++){        //如果页面存在于内存块中，则修改使用位和修改位        if(block[i].page == page.page){            block[i].page = page.page;            block[i].access = 1;            block[i].modify = page.modify;            return true;        }    }    return false;}}//内存空间类，用于表示一个内存空间单元class block{int page = -1;//页面号，表示存储于该内存页的页号，默认为-1int access = 0;//使用标志位，默认值为0，表示未使用int modify = 0;//修改标志位，默认值为0，表示未修改}//页面类，表示要访问的页号class page{public page(int page,int modify){    this.page = page;    this.modify = modify;}int page = -1;//表示该页面包含的页号int modify = 0;//模拟该页面被装入内存块的时候，是否被修改，0表示不修改，1表示修改，默认值为0}