LRU置换算法

Posted 2022-12-02 无乎648

LRU置换算法

1、实践内容说明

已知系统为一进程分配的物理块数，进程运行过程中引用的页面号，编程使用LRU算法输出置换的页号、缺页中断次数及缺页率。

2.算法描述

1、从内存调出一页程序或数据到磁盘的对换区，把选择换出的页面的算法称为页面置换算法。
2、置换算法的好坏将直接影响系统的性能。
LRU置换算法（基于计数器法）是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法赋予每个页面一个访问字段，用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间 t，当须淘汰一个页面时，选择现有页面中其 t 值最大的，即最近最久未使用的页面被淘汰掉。

3.实验源码

#include <stdio.h>
#define PAGES 12  /*页面引用页数*/
#define M 3      /*当前分配给改作业的物理块数*/
//#define M 4
/*页面引用串*/
int page[PAGES] =  4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5;
int rel[M][PAGES];   /*存储结果数组*/
/*内存物理块结构体*/
typedef struct
  int pnum;     /*该块中所存的页面号*/
  int tm;       /*从最近一次调入所经历的时间*/
PBlock;
/*初始化物理块数组*/
void init(PBlock *pb)

  int i,j;
  //pb = (PBlock*)malloc(sizeof(PBlock)*M);
  for(i=0;i<M;i++)
    pb[i].pnum = -1;
    pb[i].tm = -1;
    for(j=0;j<PAGES;j++)
      rel[i][j] = -1;
    
  

/*打印结果数组*/
void printRelArr(int rel[M][PAGES])

  int i,j;
  for(i=0;i<M;i++)
    for(j=0;j<PAGES;j++)
      if(rel[i][j]==-1)
        printf("_ ");
      else
        printf("%d ",rel[i][j]);
    
    printf("\\n");
  

/*打印一维数组*/
void printArr1(int *arr,int n)

    int i;
    for(i=0;i<n;i++)
      printf("%d ",arr[i]);
    
    printf("\\n");

/*查看页面号为num的页面是否在内存块中,存在返回1*/
int in_mem(int num,PBlock *pb,int m)

  int i;
  int b = 0;
  for(i=0;i<m;i++)
      if(pb[i].pnum == num)
        b = 1;
        break;
      
  
  return b;


/*获得最近最久的块*/
int getP(PBlock *pb,int p)

  int i;
  bool out = true;  //
  for(i=0;i<M;i++)
    if(pb[i].tm == -1)
      p = i;
      out = false;
      break;
    
  
  if(out)
    for(i=0;i<M;i++)
      if(pb[i].tm>pb[p].tm)
        p = i;
    
  
  return p;

int getEQnum(int num,PBlock *pb)

  int i;
  int in = -1;
  for(i=0;i<M;i++)
    if(pb[i].pnum == num)
      in = i;
      break;
    
  
  return in;

/*LRU算法*/
void lru(PBlock *pb,int m)

  int lps=0;   /*缺页次数*/
  double lpp;   /*缺页率*/
  int p = 0;    /*替换指针*/
  int index =0;  /*页面号索引*/
  while(index<PAGES)
      if(!in_mem(page[index],pb,m))   /*如果页面不在物理块中*/
        p = getP(pb,p);
        pb[p].pnum = page[index];
        pb[p].tm = 0;
        lps++;
        for(int i=0;i<M;i++)
          rel[i][index] = pb[i].pnum;
        
      else                         /*如果页面在物理块中*/
        int in = getEQnum(page[index],pb);  /*获取该页面在物理块中的索引*/
          pb[in].tm = 0;
      
      int i;
      for(i=0;i<M;i++)
          if(i!=p&&pb[i].tm!=-1)
            pb[i].tm++;
          
      
      index++;
  
  printf("LRU算法所得缺页次数为 %d \\n",lps);
  lpp = 1.0*lps/PAGES;
  printf("LRU算法缺页率为: %0.4lf\\n",lpp);
  printf("页面号序列为:\\n");
  printArr1(page,PAGES);
  printf("LRU结果数组为:\\n");
  printRelArr(rel);

int main()

  PBlock pb[M];//3个物理块 
  init(pb);
  lru(pb,M);
  return 0;