c模拟 页式管理页面置换算法之FIFO

写的操作系统作业。。。。

放上来给需要的小伙伴

需要注意的地方:

1.该算法只涉及单进程

2.只是用c模拟FIFO的思想

FIFO思想:选择在内存中存活时间最久的页面淘汰

关于该算法我的理解:

一个进程可以分为多个页面,页面大小一致,每个页面需要占用一个相同大小的内存块,在进程的页面较多而内存块较少的情况下,比如5个页面,3个内存块,这种情况内存块肯定是不够用的,当前面三个页面都有了自己的内存块之后,现在已经没有空的内存块了,第四个页面想要进入内存块中,就要从占用内存块的页面中淘汰一个,那么就需要定义一个淘汰的规则:我们这里使用的淘汰规则:FIFO规则,选择在内存中存活时间最久的页面淘汰

代码分析:

假设一共有一个进程,该进程可以分为5个不同的页面

假设有3个内存块

一共三个表

第一个表:页面执行顺序数组表(表中存放的是页面的编号,意思是先执行2号页面,然后执行4号页面,再执行3号页面...........................最后又执行4号页面)(重复执行某个页面是因为代码需要重用,比如函数多次调用)

2 4 3 0 1 2 4

第二个表:页表(页表中的页号和上面的页面顺序执行表中的存的页号是对应的)

页号 页面在内存块中的地址 页面在内存中存活的时间
0 -1(最开始默认-1) 0(最开始默认0)
1 -1 0
2 0 3
3 2 1
4 1 2

第三个表:内存块信息表(存放的是占用该内存块的页号)

2 4 3

现在执行顺序数组中的前面3个页面都有了内存块(2号页面,4号页面,3号页面)且内存块中已经没有了空闲的内存块,当页面执行顺序表中的0号页面要进入内存块的时候,就必须淘汰一个占用内存块的页面,按照FIFO的淘汰规则,存活时间最长的2号页面将被淘汰(2号页面存活时间为3秒)所以现在表回产生变化:

页号 页面在内存块中的地址 页面在内存中存活的时间
0 0 1
1 -1 0
2 -1 0
3 2 2(时间滚动,增加1秒)
4 1 3
0(此时0号页面占用该内存块) 4(此时还是4号页面占用该内存块) 3此时还是3号页面占用该内存块)

根据我们FIFO的淘汰规则:淘汰了2号页面,将2号页面占用的内存块交给了0号页面使用,现在页面执行顺序数组执行到了第4个,后面的依次类推,按照FIFO淘汰规则进行淘汰

代码如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//数据结构  页式管理 FIFO 先进先出  单进程

#define MEMORY_MAX_BLOCKS 10//定义物理块最大数量
#define PROGRESS_MAX_PAGE 20  //定义虚拟页面的最大数量
#define PROGRESS_MAX_LENGTH 30  //定义进程的最大长度

//当前进程的相关信息
int curProPages;//当前进程虚拟页
int curMemoryBlocks;//当前进程物理块
int proLength;// 进程执行长度
int proSort[PROGRESS_MAX_LENGTH];//虚拟页执行顺序数组

typedef struct PageItem
{
    int vpage;//虚拟页的编号
    int mblock;//对应的物理号  默认不存在对应的内存块-1
    int loadTime;//该页面在内存中存在的时间
} PageItem;

PageItem pageList[PROGRESS_MAX_PAGE];//页表:

int memoryAllocInfo[MEMORY_MAX_BLOCKS];//内存物理块分配信息,某个内存块放某个页面

//初始化函数
void init()
{
    int i=0;
    curProPages=5;//虚拟页面数量
    curMemoryBlocks=3;//内存块数量
    proLength=7;//虚拟页执行顺序数组长度
    proSort[0]=2;//存放的是虚拟页的编号
    proSort[1]=4;
    proSort[2]=3;
    proSort[3]=0;
    proSort[4]=1;
    proSort[5]=2;
    proSort[6]=4;
    for(i=0; i<curProPages; i++) //页表的初始化
    {
        pageList[i].vpage=i;
        pageList[i].mblock=-1;
        pageList[i].loadTime=0;
    }
    for(i=0; i<curMemoryBlocks; i++) //内存块的初始化
    {
        memoryAllocInfo[i]=-1;
    }
}

void showInfo()
{
    //页表信息打印
    printf("-------------------------------------------------------------
");
    printf("页表信息:
");
    printf("页号	页对应的内存块编号	页面在内存中存活的时间
");
    int i;
    for(i=0; i<curProPages; i++)
    {
        printf("%d		%d			%d
",pageList[i].vpage,pageList[i].mblock,pageList[i].loadTime);
    }
    printf("
");
    printf("内存块信息表:
");
    printf("内存块地址	存放在此的页面
");
    for(i=0; i<curMemoryBlocks; i++)
    {
        printf("%d		%d
",i,memoryAllocInfo[i]);
    }
    printf("-------------------------------------------------------------


");
}

//页表中已经存在于内存的虚拟页的时间加一个点
void extnedTime()
{
    int i=0;
    for(i=0; i<curProPages; i++)
    {
        if(pageList[i].mblock!=-1)
        {
            pageList[i].loadTime+=1;
        }

    }
}

//检查物理内存中是否有空闲的块
int  findFreeBlock()
{
    int i=0;
    for(i=0; i<curMemoryBlocks; i++)
    {
        if(memoryAllocInfo[i]==-1)
        {
            return i;
        }
    }
    return -1;//返回-1表示不存在空闲内存块
}

//FIFO淘汰
//找到在内存块中存活时间最久的页面
int fifoPage()
{

    int i=0;
    int maxTime=-1;
    int vpage=-1;
    for(i=0; i<curProPages; i++)
    {
        if(pageList[i].mblock==-1)
        {
            continue;
        }
        if(pageList[i].loadTime>maxTime)
        {
            maxTime=pageList[i].loadTime;
            vpage=i;
        }
    }
    return vpage;
}

void fifo()
{
    //开始程序执行,调用虚拟机
    int index;
    int vpage;
    int fpage;
    int freeIndex;
    for(index=0; index<proLength; index++)
    {
        vpage=proSort[index];
        //检查是否已经分配物理页
        if(pageList[vpage].mblock!=-1)
        {
            //对于已经存在于内存的虚拟页都必须加一个时间点
            extnedTime();
        }
        else
        {
            //说明虚拟页没有在内存中
            //检查内存中是否有空闲块
            freeIndex=findFreeBlock();
            if(freeIndex!=-1)
            {
                memoryAllocInfo[freeIndex]=vpage;
                pageList[vpage].mblock=freeIndex;
                extnedTime();
            }
            else
            {
                //空闲区没有
                //查页表:淘汰最长时间
                fpage=fifoPage();
                //找到在内存中所占有的物理块
                freeIndex=pageList[fpage].mblock;
                //更新淘汰的虚拟页的相关信息
                pageList[fpage].loadTime=0;
                pageList[fpage].mblock=-1;
                //更新分配情况
                memoryAllocInfo[freeIndex]=vpage;
                //更新当前调到内存中的虚页的信息
                pageList[vpage].mblock=freeIndex;
                extnedTime();
            }
        }
        showInfo();
    }
}

int main()
{
    //初始化(交互)
    init();
    //显示()
    showInfo();
    //核心逻辑()
    fifo();
    return 0;
}

运行结果如下:

运行结果符合预期

希望能给看到此博文的你一点小小的帮助!

原文地址:https://www.cnblogs.com/yinbiao/p/9084213.html