操作系统页面置换算法实现

aha苔

帮帮，如何实现？题目如下：
题目3  页面置换算法模拟程序
一、目的：
熟悉页面置换算法及其实现，引入计算机系统性能评价方法的概念。
二、内容：
编制页面置换算法的模拟程序。
三、要求：
(1)用随机数方法产生页面走向，页面走向长度为L。
(2)根据页面走向，分别采用FIFO和LRU算法进行页面置换，统计缺页率。
(3)假定可用内存块和页表长度 (作业的页面数)分别为m和k，初始时，作业页面都不在内存。

随机数产生程序：
function random: real:
begin   Seed: =125.0(seed+1.0)
       Seed: =Seed8192.0trunc (seed/8192)
       random: = (Seed+0.5)/8192
end;
上述随机数发生函数产生的随机数为0.0~1.0，稍另变化就可得到0~n1之间的随机数。
程序开始时，应对变量Seed (实型)赋初值。

isdkz

这是一个关于页面置换算法的问题，需要实现一个模拟程序来分别采用FIFO和LRU算法进行页面置换，并统计缺页率。为了方便理解和实现，我将用Python语言编写代码。以下是一个简单的实现：

1. import random
   
2. 
   
3. def generate_page_sequence(length, page_range):
   
4.     return [random.randint(0, page_range - 1) for _ in range(length)]
   
5. 
   
6. def fifo(page_sequence, available_frames):
   
7.     frame_list = []
   
8.     page_faults = 0
   
9. 
   
10.     for page in page_sequence:
    
11.         if page not in frame_list:
    
12.             page_faults += 1
    
13.             if len(frame_list) < available_frames:
    
14.                 frame_list.append(page)
    
15.             else:
    
16.                 frame_list.pop(0)
    
17.                 frame_list.append(page)
    
18. 
    
19.     return page_faults
    
20. 
    
21. def lru(page_sequence, available_frames):
    
22.     frame_list = []
    
23.     recent_used = []
    
24.     page_faults = 0
    
25. 
    
26.     for page in page_sequence:
    
27.         if page not in frame_list:
    
28.             page_faults += 1
    
29.             if len(frame_list) < available_frames:
    
30.                 frame_list.append(page)
    
31.             else:
    
32.                 least_recent = min(recent_used, key=recent_used.get)
    
33.                 frame_list.remove(least_recent)
    
34.                 frame_list.append(page)
    
35.                 del recent_used[least_recent]
    
36. 
    
37.         recent_used= recent_used.get(page, 0) + 1
    
38. 
    
39.     return page_faults
    
40. 
    
41. def main():
    
42.     random.seed(125)
    
43.     L = 100  # 页面走向长度
    
44.     m = 3  # 可用内存块
    
45.     k = 10  # 页表长度
    
46. 
    
47.     page_sequence = generate_page_sequence(L, k)
    
48.     fifo_page_faults = fifo(page_sequence, m)
    
49.     lru_page_faults = lru(page_sequence, m)
    
50. 
    
51.     print("页面走向:", page_sequence)
    
52.     print("FIFO缺页次数:", fifo_page_faults)
    
53.     print("FIFO缺页率:", fifo_page_faults / L)
    
54.     print("LRU缺页次数:", lru_page_faults)
    
55.     print("LRU缺页率:", lru_page_faults / L)
    
56. 
    
57. if __name__ == "__main__":
    
58.     main()
    

复制代码

在这个程序中，我们首先定义了一个函数  generate_page_sequence ，用于生成页面走向。接下来定义了两个函数， fifo  和  lru ，分别实现了FIFO和LRU算法。主函数  main  中，我们设置了初始参数，并调用了这些函数，最后输出了缺页次数和缺页率。

这个程序只是一个简单的实现，你可以根据题目要求和自己的需求进行修改和优化。

歌者文明清理员

要编写页面置换算法的模拟程序，可以按照以下步骤操作：

• 1. 设定程序参数：m、k、L、随机数种子Seed等各项参数。
• 2. 生成指定长度L的随机页面走向序列pagenum[]。
• 3. 初始化页表（Page Table）和内存块（Memory Block）。
• 4. 分别采用FIFO和LRU算法进行页面置换。
• 5. 统计缺页率并输出结果。
  

以下是每个步骤的详细说明：

• 1. 设定程序参数：
  可用内存块数
  页表长度
  页面走向长度
  Seed：随机数种子
• 2. 生成指定长度L的随机页面走向序列pagenum[]：
  使用题目中给出的随机数产生函数来产生0到k之间的整数，表示当前需要访问的页面编号。将这些随机数存储在页面走向序列pagenum[]中。
• 3. 初始化页表和内存块：
  首先，将所有页在页表中都标记为“不在内存”。然后，初始化内存块，使其全部为空。
• 4. 分别采用FIFO和LRU算法进行页面置换：
  
  • a) FIFO算法：每次淘汰最先进入内存的页面，称为“先进先出”算法。
  • b) LRU算法：Least Recently Used（最近最少使用）算法，每次淘汰上一次访问时间最早的页面。
    
  
  在模拟程序中，需要使用页表记录每个页面是否在内存中，并使用内存块管理内存。当一个新页面需要被访问时，检查该页面是否已经在内存中。如果在内存中，更新页面访问时间。如果不在内存中，则进行页面置换操作。
  
• 5. 统计缺页率并输出结果：
  缺页率指在访问页面的过程中，未命中内存的页面数与总页面数之比，用百分数表示。可以在程序运行结束后统计并输出缺页率。
  

希望以上步骤可以帮到您编写页面置换算法的模拟程序。

harrydeng

我的偶像 fishcc1576.3384451510842