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[已解决]先来先服务算法

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赵屿
发表于 2024-12-19 22:44:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
1鱼币
用C语言在windows下的codeblocks写完整代码满足以下要求

1.理解内存管理的相关概念和请求调页算法的工作原理；

2.使用C语言编程模拟实现先进先出算法(FIFO)，符号表挂载以及使用gdb了解寄存器和堆栈的使用情况；
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FishC
2024-12-19 22:44:15
赵屿 发表于 2024-12-19 23:32
使用C语言编程实现最近最久未使用页面置换法


下面是一个简单的C语言程序，使用最近最久未使用（Least Recently Used, LRU）页面置换算法来模拟页面置换过程。这个代码适用于在Windows系统上使用Code::Blocks进行编译和运行。

  1. #include <stdio.h>

  3. #define MAX_PAGES 3

  5. int findLRU(int time[], int n) {
  6.     int i, minimum = time[0], pos = 0;

  8.     for (i = 1; i < n; ++i) {
  9.         if (time[i] < minimum) {
  10.             minimum = time[i];
  11.             pos = i;
  12.         }
  13.     }

  15.     return pos;
  16. }

  18. void lruPageReplacement(int pages[], int numPages) {
  19.     int frames[MAX_PAGES], counter = 0, time[MAX_PAGES];
  20.     int flag1, flag2, i, j, pos, faults = 0;

  22.     // 初始化frames数组, 表示内存框架
  23.     for (i = 0; i < MAX_PAGES; ++i) {
  24.         frames[i] = -1;
  25.     }

  27.     for (i = 0; i < numPages; ++i) {
  28.         flag1 = flag2 = 0;

  30.         for (j = 0; j < MAX_PAGES; ++j) {
  31.             if (frames[j] == pages[i]) {
  32.                 counter++;
  33.                 time[j] = counter;
  34.                 flag1 = flag2 = 1;
  35.                 break;
  36.             }
  37.         }

  39.         if (flag1 == 0) {
  40.             for (j = 0; j < MAX_PAGES; ++j) {
  41.                 if (frames[j] == -1) {
  42.                     counter++;
  43.                     faults++;
  44.                     frames[j] = pages[i];
  45.                     time[j] = counter;
  46.                     flag2 = 1;
  47.                     break;
  48.                 }
  49.             }
  50.         }
  51.         if (flag2 == 0) {
  52.             pos = findLRU(time, MAX_PAGES);
  53.             counter++;
  54.             faults++;
  55.             frames[pos] = pages[i];
  56.             time[pos] = counter;
  57.         }

  59.         printf("\n");

  61.         for (j = 0; j < MAX_PAGES; ++j) {
  62.             if (frames[j] != -1) {
  63.                 printf("%d ", frames[j]);
  64.             }
  65.         }
  66.     }

  68.     printf("\n\nTotal Page Faults: %d\n", faults);
  69. }

  71. int main() {
  72.     int pages[] = {1, 2, 3, 2, 4, 1, 5, 2, 4, 3};
  73.     int numPages = sizeof(pages) / sizeof(pages[0]);

  75.     lruPageReplacement(pages, numPages);

  77.     return 0;
  78. }
复制代码


### 使用说明

1. **程序运行**：在Code::Blocks中创建新项目，复制上述代码，并进行编译和运行。程序将模拟一个页面请求序列的处理过程，采用LRU页面置换算法。

2. **示例输出**：程序输出每个步骤后当前的内存框架状态，并在最后输出总的页面错误次数（Page Faults）。

这段程序模拟了LRU页面置换算法，帮助您理解最近最久未使用算法如何选择要替换的页面。如果您有任何问题或需要进一步的解释，请随时提问！

以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。

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下面是一个简单的C语言程序，使用最近最久未使用（Least Recently Used, LRU）页面置换算法来模拟页面置换过程。这个代码适用于在Windows系统上使用Code::Blocks进行编译和运行。 ### 使用说明 1. **程序运行**：在Code::Blocks中创建新项目，复制上述代码，并进行编译和运行。程序将模拟一个页面请求序列的处理过程，采用LRU页面置换算法。 2. **示例输出**：程序输出每个步骤后当前的内存框架状态，并在最后输 ...
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发表于 2024-12-19 22:44:15 | 显示全部楼层    本楼为最佳答案   
赵屿 发表于 2024-12-19 23:32
使用C语言编程实现最近最久未使用页面置换法


下面是一个简单的C语言程序，使用最近最久未使用（Least Recently Used, LRU）页面置换算法来模拟页面置换过程。这个代码适用于在Windows系统上使用Code::Blocks进行编译和运行。

  1. #include <stdio.h>

  3. #define MAX_PAGES 3

  5. int findLRU(int time[], int n) {
  6.     int i, minimum = time[0], pos = 0;

  8.     for (i = 1; i < n; ++i) {
  9.         if (time[i] < minimum) {
  10.             minimum = time[i];
  11.             pos = i;
  12.         }
  13.     }

  15.     return pos;
  16. }

  18. void lruPageReplacement(int pages[], int numPages) {
  19.     int frames[MAX_PAGES], counter = 0, time[MAX_PAGES];
  20.     int flag1, flag2, i, j, pos, faults = 0;

  22.     // 初始化frames数组, 表示内存框架
  23.     for (i = 0; i < MAX_PAGES; ++i) {
  24.         frames[i] = -1;
  25.     }

  27.     for (i = 0; i < numPages; ++i) {
  28.         flag1 = flag2 = 0;

  30.         for (j = 0; j < MAX_PAGES; ++j) {
  31.             if (frames[j] == pages[i]) {
  32.                 counter++;
  33.                 time[j] = counter;
  34.                 flag1 = flag2 = 1;
  35.                 break;
  36.             }
  37.         }

  39.         if (flag1 == 0) {
  40.             for (j = 0; j < MAX_PAGES; ++j) {
  41.                 if (frames[j] == -1) {
  42.                     counter++;
  43.                     faults++;
  44.                     frames[j] = pages[i];
  45.                     time[j] = counter;
  46.                     flag2 = 1;
  47.                     break;
  48.                 }
  49.             }
  50.         }
  51.         if (flag2 == 0) {
  52.             pos = findLRU(time, MAX_PAGES);
  53.             counter++;
  54.             faults++;
  55.             frames[pos] = pages[i];
  56.             time[pos] = counter;
  57.         }

  59.         printf("\n");

  61.         for (j = 0; j < MAX_PAGES; ++j) {
  62.             if (frames[j] != -1) {
  63.                 printf("%d ", frames[j]);
  64.             }
  65.         }
  66.     }

  68.     printf("\n\nTotal Page Faults: %d\n", faults);
  69. }

  71. int main() {
  72.     int pages[] = {1, 2, 3, 2, 4, 1, 5, 2, 4, 3};
  73.     int numPages = sizeof(pages) / sizeof(pages[0]);

  75.     lruPageReplacement(pages, numPages);

  77.     return 0;
  78. }
复制代码


### 使用说明

1. **程序运行**：在Code::Blocks中创建新项目，复制上述代码，并进行编译和运行。程序将模拟一个页面请求序列的处理过程，采用LRU页面置换算法。

2. **示例输出**：程序输出每个步骤后当前的内存框架状态，并在最后输出总的页面错误次数（Page Faults）。

这段程序模拟了LRU页面置换算法，帮助您理解最近最久未使用算法如何选择要替换的页面。如果您有任何问题或需要进一步的解释，请随时提问！

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发表于 2024-12-19 22:44:47 | 显示全部楼层
下面是一个简单的C语言程序，使用先进先出（FIFO）算法模拟页面置换，同时演示符号表挂载及结合gdb了解寄存器和堆栈的使用情况。这个程序适用于Windows系统，并可以在Code::Blocks中运行：

  1. #include <stdio.h>

  3. #define MAX_PAGES 3

  5. typedef struct {
  6.     int page_number;
  7. } Page;

  9. typedef struct {
  10.     Page pages[MAX_PAGES];
  11.     int front;
  12.     int rear;
  13.     int size;
  14. } PageTable;

  16. void initializePageTable(PageTable *pageTable) {
  17.     pageTable->front = 0;
  18.     pageTable->rear = -1;
  19.     pageTable->size = 0;
  20. }

  22. int isFull(PageTable *pageTable) {
  23.     return pageTable->size == MAX_PAGES;
  24. }

  26. int isEmpty(PageTable *pageTable) {
  27.     return pageTable->size == 0;
  28. }

  30. void enqueue(PageTable *pageTable, int page_number) {
  31.     if (isFull(pageTable)) {
  32.         printf("Page Table is full, removing page %d\n", pageTable->pages[pageTable->front].page_number);
  33.         pageTable->front = (pageTable->front + 1) % MAX_PAGES;
  34.         pageTable->size--;
  35.     }
  36.     pageTable->rear = (pageTable->rear + 1) % MAX_PAGES;
  37.     pageTable->pages[pageTable->rear].page_number = page_number;
  38.     pageTable->size++;
  39.     printf("Page %d loaded into memory.\n", page_number);
  40. }

  42. void display(PageTable *pageTable) {
  43.     if (isEmpty(pageTable)) {
  44.         printf("Page Table is empty.\n");
  45.         return;
  46.     }
  47.     printf("Current Page Table: ");
  48.     int i;
  49.     for (i = 0; i < pageTable->size; i++) {
  50.         int idx = (pageTable->front + i) % MAX_PAGES;
  51.         printf("%d ", pageTable->pages[idx].page_number);
  52.     }
  53.     printf("\n");
  54. }

  56. int main() {
  57.     PageTable pageTable;
  58.     initializePageTable(&pageTable);

  60.     // 模拟页面请求
  61.     int pageRequests[] = {1, 2, 3, 4, 2, 5, 1, 6};
  62.     int numRequests = sizeof(pageRequests) / sizeof(pageRequests[0]);

  64.     for (int i = 0; i < numRequests; i++) {
  65.         printf("Requesting page %d\n", pageRequests[i]);
  66.         enqueue(&pageTable, pageRequests[i]);
  67.         display(&pageTable);
  68.     }

  70.     return 0;
  71. }
复制代码


### 使用说明

1. **程序运行**：在Code::Blocks中创建新项目，复制粘贴上述代码，并编译运行程序。程序会模拟一个具有3页（`MAX_PAGES`）内存大小的页面请求过程。

2. **符号表挂载**：通过编译时使用调试符号，比如在Code::Blocks的编译器设置中选择“增加gdb调试支持”，将编译指令改为`gcc -g`。

3. **使用gdb调试**：打开Windows命令行，进入程序目录，执行以下命令启动gdb调试。
  
  1. gdb ./your_program.exe
复制代码

   在gdb中可以设置断点（例如`break main`），运行程序（`run`），查看寄存器（`info registers`），以及堆栈（`backtrace`）等。

这样您就可以用C语言实现FIFO算法，同时利用符号表和调试工具了解程序在内存中的行为。希望对您有帮助！如有疑问，请随时询问。

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赵屿
 楼主| 发表于 2024-12-19 23:31:17 | 显示全部楼层
FishC 发表于 2024-12-19 22:44
下面是一个简单的C语言程序，使用先进先出（FIFO）算法模拟页面置换，同时演示符号表挂载及结合gdb了解寄存 ...

完成以上代码易出错的问题和保证成功的关键问题分别是什么
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赵屿
 楼主| 发表于 2024-12-19 23:32:48 | 显示全部楼层
FishC 发表于 2024-12-19 22:44
下面是一个简单的C语言程序，使用先进先出（FIFO）算法模拟页面置换，同时演示符号表挂载及结合gdb了解寄存 ...

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FishC
发表于 2024-12-19 23:45:04 | 显示全部楼层
赵屿 发表于 2024-12-19 23:31
完成以上代码易出错的问题和保证成功的关键问题分别是 ...


在编写和运行上述代码时，可能会遇到一些常见错误和需要注意的要点。以下是这些问题及其解决方法：

易出错问题：
1. **数组越界**：在访问队列（环形缓冲区）时，需要确保对数组索引进行取模操作，否则可能会导致越界访问。
2. **逻辑错误**：在FIFO页面置换算法中，需要确保在队列满时正确替换最老的页面。
3. **拼写及语法错误**：如遗漏分号、拼写错误、错误使用语法等。
4. **忘记初始化**：初始化PageTable结构体时，需确保所有变量都正确初始化。

解决方案和注意事项：
1. **正确使用取模运算**：在更新`front`和`rear`指针时，通过`(index + 1) % MAX_PAGES`保持索引在合法范围内。
2. **合理检查队列状态**：在进行`enqueue`和`dequeue`操作时，始终检查队列是否满或为空，以避免非法操作。
3. **调试支持**：编译时使用调试选项（例如`-g`），便于使用gdb调试工具追踪代码执行。
4. **反复测试**：使用常见和极端情况下的页面请求序列测试程序，以确保算法实现的正确性。
5. **注释代码**：添加详细注释，帮助理解算法逻辑和程序流程。

确保在写完代码后，反复检查和测试这些容易出错的地方，并时刻保持调试的敏感性，可以更好地掌握和运用此类内存管理算法。

如有其他问题，请随时提问！

以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。
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