【南邮操作系统实验】页面置换算法 (FIFO、LRU、OPTP)

本文介绍了操作系统内存管理中的页面置换算法,包括FIFO、LRU和OPTP。作者提供了自己编写的Python版本代码,并提及室友正在编写Java版本。虽然代码可能不够完善,但可供学习参考。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

写在前面

操作系统内存管理的页面置换算法,因为懒得看老师给的代码(太长了而且据说好像还有错误)就自己写了一个python版本的,因为比较菜,所以写的一般般,仅供大伙参考一下Orz

python版本的

代码如下:


import random
#生成n个页面请求
def Page_Request(n):
    pagerequest_list = []
    for i in range(n):
        tmp = random.randint(0,20)
        pagerequest_list.append(tmp)
    return pagerequest_list

def OPT(pagerequest_list,m):# m为分得的空闲页框数
    missnum = 0 #缺页次数
    page_memory = []   #存放当前内存页面分布情况
    print(pagerequest_list)
    for i in range(0,len(pagerequest_list)):
        if len(page_memory)< m:#内存页面有空闲时直接放入
            page_memory.append(pagerequest_list[i])
            missnum = missnum+1
            print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)
        else:#内存页面满的情况下
            if pagerequest_list[i] in page_memory:#如果下一个请求页面已经在内存页面中了
                print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)
            else:
                stack_list = {} # 存放后面找到的页面
                for j in range(i,len(pagerequest_list)):
                    if pagerequest_list[j] in page_memory :#确保记录的是第一次出现的位置
                        if pagerequest_list[j] not in stack_list.keys():
                            stack_list[pagerequest_list[j]] = j
                #print(stack_list)
                taotai_num = 0 #记录要内存页面淘汰的页号,随便给一个值,后面会覆盖掉的
                for num in page_memory:
                    if num not in stack_list.keys():
                        taotai_num = num
                        break
                    else:
                        taotai_num = max(stack_list, key=stack_list.get)
                page_memory.remove(taotai_num)
                page_memory.append(pagerequest_list[i])
                missnum = missnum+1
                print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)

    missrate = missnum/len(pagerequest_list)#计算下缺页率

    return missnum,missrate

def FIFO(pagerequest_list, m):
    missnum = 0 #缺页次数
    page_memory = []   #存放当前内存页面分布情况
    print(pagerequest_list)
    for i in range(0, len(pagerequest_list)):
        if len(page_memory)< m:#内存页面有空闲时直接放入
            page_memory.append(pagerequest_list[i])
            missnum = missnum+1
            print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)
        else:
            if pagerequest_list[i] in page_memory:#如果下一个请求页面已经在内存页面中了
                print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)
            else:
                page_memory.remove(page_memory[0])
                page_memory.append(pagerequest_list[i])
                missnum = missnum+1
                print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)

    missrate  =  missnum/len(pagerequest_list)#计算下缺页率

    return missnum,missrate

def LRU(pagerequest_list, m):
    missnum = 0 #缺页次数
    page_memory = []   #存放当前内存页面分布情况
    print(pagerequest_list)
    for i in range(0, len(pagerequest_list)):
        if len(page_memory)< m:#内存页面有空闲时直接放入
            page_memory.append(pagerequest_list[i])
            missnum = missnum+1
            print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)
        else:
            if pagerequest_list[i] in page_memory:#如果下一个请求页面已经在内存页面中了
                print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)
            else:
                stack_list={}#和OPT算法类似,不过是往前找罢了
                for j in range(0,i):
                    if pagerequest_list[j] in page_memory:  # 确保记录的是最后一次出现的位置
                        stack_list[pagerequest_list[j]] = j
                for num in page_memory:
                    taotai_num = min(stack_list, key=stack_list.get)
                page_memory.remove(taotai_num)
                page_memory.append(pagerequest_list[i])
                missnum = missnum+1
                print("第%d次内存页面分布情况"%int(i+1),page_memory)


    missrate = missnum/len(pagerequest_list)#计算下缺页率

    return missnum,missrate

def main():
    pagerequest_num = int(input("请输入页面请求的数量:"))
    pagerequest_list = Page_Request(pagerequest_num)
    #pagerequest_list = [1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6] #测试正确性用的
    pageframe_num = int(input("请输入分配的页框数:"))
    print("OPT算法的情况如下:")
    opt_missnum,opt_missrate = OPT(pagerequest_list,pageframe_num)
    print("OPT缺页次数为:",opt_missnum)
    print("OPT缺页率为:",opt_missrate)

    print("FIFO算法的情况如下:")
    fifo_missnum, fifo_missrate = FIFO(pagerequest_list, pageframe_num)
    print("FIFO缺页次数为:", fifo_missnum)
    print("FIFO缺页率为:", fifo_missrate)

    print("LRU算法的情况如下:")
    lru_missnum, lru_missrate = LRU(pagerequest_list, pageframe_num)
    print("缺页次数为:", lru_missnum)
    print("缺页率为:", lru_missrate)


if __name__ == '__main__':
    #a = [1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6]
    main()

结果如下图(不是那种表格形式的,所以不是很美观┭┮﹏┭┮):
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

java版本的

室友好像在写java版本的,等他写完也放上来(●’◡’●)
舍友的java版,可以去看一看

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