计算三种缺页中断的缺页数,缺页率和命中率FIFO,LRU,OPT

该代码实现了计算FIFO、LRU和OPT三种页面替换算法在给定页引用串下的缺页数、缺页率和命中率。通过随机生成的11到20个元素的数组模拟页执行顺序,分别对三种算法进行模拟并输出结果。在实验中发现,FIFO和LRU的命中率通常相似。

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/*
   计算三种缺页中断的缺页数,缺页率和命中率
   FIFO,LRU,OPT
*/

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<string.h>


/*
** 默认页表大小为3
*/
#define PAGETABLELENGTH 3


//输出函数,四个参数,缺页数,缺页率和命中率,算法名称
//无返回值
void output( int pageFault, double pageFaultRate, double hitProbability , char *name)
{
	printf("\n=====================\n%s:\n",name);
   printf("缺页数是: %d\n",pageFault);
   printf("缺页率是: %2.2lf%\n",pageFaultRate*100);
   printf("命中率是: %2.2lf%\n",hitProbability*100);
}

//判断是否命中 
int pageHited(int *arr,int begin, int length, int equNum)
{
	for(int i=begin;i<length;++i)
	{
		if(arr[i]==equNum)
			return i;
	}
	return -1;
}

void arrayInit( int *arr, int length)
{
	for(int i=0;i<length;++i)
		arr[i] = 0;
}

//FIFO
//参数是一个指针以及数组长度
//无返回参数
//输出,缺页数,缺页率和命中率
void fifo( const int *const arr, int length)
{
	
	int pageTable[PAGETABLELENGTH];
	int hitCount = 0;
	int firstIn = 0;
	int pageCount = 0;

	arrayInit
一、课程设计目的 通过求页式管理方式中页面置换算法的模拟设计,了解虚拟存储技术的特点,掌握 求页式存储管理中的页面置换算法。 容 二、课程设计内容 模拟实现 OPT(最佳置换)、FIFO LRU 算法,并计算缺页率。 示 三、要求及提示 本题目必须单人完成。 1、首先用随机数生成函数产生一个“指令将要访问的地址序列”,然后将地址序列变换 成相应的页地址流(即页访问序列),再计算不同算法下的命中率。 2、通过随机数产生一个地址序列,共产生 400 条。其中 50%的地址访问是顺序执行的, 另外 50%就是非顺序执行。且地址在前半部地址空间后半部地址空间均匀分布。具体产 生方法如下: 1) 在前半部地址空间,即[0,199]中随机选一数 m,记录到地址流数组中(这是 非顺序执行); 2) 接着“顺序执行一条指令”,即执行地址为 m+1 的指令,把 m+1 记录下来; 3) 在后半部地址空间,[200,399]中随机选一数 m’,作为新指令地址; 4) 顺序执行一条指令,其地址为 m’+1; 5) 重复步骤 1~4,直到产生 400 个指令地址。 3、将指令地址流变换成页地址(页号)流,简化假设为: 1) 页面大小为 1K(这里 K 只是表示一个单位,不必是 1024B); 2) 用户虚存容量为 40K; 3) 用户内存容量为 4 个页框到 40 个页框; 6 4) 用户虚存中,每 K 存放 10 条指令,所以那 400 条指令访问地址所对应的页地 址(页号)流为:指令访问地址为[0,9]的地址为第 0 页;指令访问地址为[10, 19]的地址为第 1 页;……。按这种方式,把 400 条指令组织进“40 页”,并 将“要访问的页号序列”记录到页地址流数组中。 4、循环运行,使用户内存容量从 4 页框到 40 页框。计算每个内存容量下不同页面置换 算法命中率。输出结果可以为: 页框数 OPT 缺页率 FIFO 缺页率 LRU 缺页率 [4] OPT:0.5566 FIFO:0.4455 LRU:0.5500 [5] OPT:0.6644 FIFO:0.5544 LRU:0.5588 …… …… …… …… [39] OPT:0.9000 FIFO:0.9000 LRU:0.9000 [40] OPT:1.0000 FIFO:1.0000 LRU:1.0000 注 1:在某一次实验中,可能 FIFOLRU 性能更好,但足够多次的实验表明 LRU 的平均性能比 FIFO 更好。 注 2:计算缺页率时,以页框填满之前之后的总缺页次数计算
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