頁面排程演算法 FIFO，LRU，OPT，及C++程式碼
阿新 • • 發佈：2019-02-13
頁面排程演算法 FIFO，LRU，OPT
介紹了三種頁面排程演算法，給出了C++程式碼
1.FIFO
先來先去演算法這個非常好理解，給出分析圖
可以看出，缺頁次數為8次，缺頁中斷率為8/12=66.7%，依次置換的頁面為：1,2,5,3,4
C++程式碼在最後給出
2.LRU
LRU，Least Recently Used 近期最少使用演算法，先給出分析圖
這個也不難理解，我們只需要從之前的一個頁面開始往左尋找就可以了，比如在第一次遇到頁面3時，我們發現3左邊是1,再左邊是5，所以1,5近期使用了，就把1,5留下，另外一個頁面置換掉，所以此時記憶體中的頁面2就被置換了。
C++程式碼在最後給出
3.OPT
最佳置換演算法，是一種理論演算法，對未來的頁面檢測從而判斷置換頁。分析圖如下
OPT跟LRU非常相似，LRU是往左找，OPT就是往右找啦，比如第一次遇到頁面3時，往右依次是2,5，所以2,5頁面保留，把記憶體中的頁面1置換掉。
4. 三種演算法的C++程式碼
FIFO：
//FILENAME: FIFO.cpp #include<iostream> using namespace std; int main() { int memory[3]={-1,-1,-1}; //-1 means no page in this memory page int page[12]={1,2,5,1,3,2,5,4,1,4,5,2};//the test pages int pm=0; //pointer of memory int count=0;//missing page count int replace[12]; int pr=0; cout<<"######FIFO#######"<<endl; //search begin for (int i=0;i<12;i++) { //check if there is page[i] in memory bool exist = false; for (int j=0;j<3;j++) { if (page[i]==memory[j]) { exist=true; break; } } //not exist , replace this memory page if (exist==false) { if(memory[pm]!=-1) { replace[pr]=memory[pm]; pr++; } count++; memory[pm]=page[i]; pm++; if (pm==3) pm=0; } //output cout<<page[i]<<": [ "; for(int j=0;j<3;j++) { if (memory[j]==-1) cout<<"* "; else cout<<memory[j]<<" "; } cout<<"]"<<endl; } //output cout<<"######################"<<endl; cout<<"the lack page count = " <<count<<endl; cout<<"repalce pages are : "; for (int i=0;i<pr;i++) { cout<<replace[i]<<" "; } cout<<endl; cout<<"the rate of page lack is "<<count/12.0*100<<"%"<<endl; return 0; }
LRU：
//FILENAME: LRU.cpp #include<iostream> using namespace std; int main() { int memory[3]={-1,-1,-1}; int page[12]={1,2,5,1,3,2,5,4,1,4,5,2};//the test pages int count=0;//lack page count int replace[12]; //replace page record int pr=0; //pointer of replace cout<<"######LRU#######"<<endl; //search begin for (int i=0;i<12;i++) { //there are 3 memory pages in memory ,so if i<3,just put it in memory if(i<3) { memory[i]=page[i]; count++; } else { //check if this page is in memory already bool exist=false; for(int j=0;j<3;j++) { if(page[i]==memory[j]) { exist=true; break; } } if (exist==false) { //begin to choose a memory page to replace int last=0; bool ok[3]; for (int j=0;j<3;j++) ok[j]=false; //check from i step -1 till 0 for(int j=i;j>=0;j--) { for(int k=0;k<3;k++) { if (page[j]==memory[k]) { ok[k]=true; last++; break; } } if (last==2)break; } //check which ok ==false for (int j=0;j<3;j++) { if (ok[j]==false) { //replace this memory[j] count++; replace[pr]=memory[j]; pr++; memory[j]=page[i]; break; } } } } //output cout<<page[i]<<": [ "; for(int j=0;j<3;j++) { if (memory[j]==-1) cout<<"* "; else cout<<memory[j]<<" "; } cout<<"]"<<endl; } //out put cout<<"######################"<<endl; cout<<"the lack page count = " <<count<<endl; cout<<"repalce pages are : "; for (int i=0;i<pr;i++) { cout<<replace[i]<<" "; } cout<<endl; cout<<"the rate of page lack is "<<count/12.0*100<<"%"<<endl; return 0; }
OPT：
//FILENAME: OPT.cpp
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int memory[3]={-1,-1,-1};
int page[12]={1,2,5,1,3,2,5,4,1,4,5,2};//the test pages
int count=0;//missing page count
int replace[12]; //replace page record
int pr=0; // pointer of replace
cout<<"######OPT#######"<<endl;
//search begin
for (int i=0;i<12;i++)
{
//there are 3 memory pages in memory ,so if i<3,just put it in memory
if(i<3)
{
memory[i]=page[i];
count++;
}
else
{
//check if this page is in memory already
bool exist=false;
for(int j=0;j<3;j++)
{
if(page[i]==memory[j])
{
exist=true;
break;
}
}
if (exist==false)
{
//###############################
//begin to choose a memory page to replace
int later=0;
bool ok[3];
for (int j=0;j<3;j++) ok[j]=false;
//check from i step -1 till 0
for(int j=i+1;j<12;j++)
{
for(int k=0;k<3;k++)
{
if (page[j]==memory[k])
{
ok[k]=true;
later++;
break;
}
}
if (later==2)break;
}
//check which ok ==false
for (int j=0;j<3;j++)
{
if (ok[j]==false)
{
//replace this memory[j]
count++;
replace[pr]=memory[j];
pr++;
memory[j]=page[i];
break;
}
}
//#############################
}
}
//output
cout<<page[i]<<": [ ";
for(int j=0;j<3;j++)
{
if (memory[j]==-1) cout<<"* ";
else cout<<memory[j]<<" ";
}
cout<<"]"<<endl;
}
cout<<"######################"<<endl;
cout<<"the lack page count = " <<count<<endl;
cout<<"repalce pages are : ";
for (int i=0;i<pr;i++)
{
cout<<replace[i]<<" ";
}
cout<<endl;
cout<<"the rate of page lack is "<<count/12.0*100<<"%"<<endl;
return 0;
}