算法计算访问命中率.

设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用下列算法计算访问命中率.

（1）       进先出的算法（FIFO）

（2）       最近最少使用的算法（LRU）

（3）       最佳淘汰算法(OPT)

（4）       最少访问页面算法(LFU)

（5）       最近最不经常使用算法(NUR)

    命中率=(1-页面失效次数)/页地址流长度

 

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define INVALID -1
#define NULL  0

#define  total_instruction 320     /*指令流长*/
#define  total_vp  32               /*虚页长*/
#define  clear_period  50           /*清0周期*/

typedef struct                      /*页面结构*/
{
	int pn;//页号 logic number
	int pfn; //页面框架号 physical frame number
	int counter;//计数器
	int time;//时间
}pl_type;

pl_type pl[total_vp];               /*页面线性结构---指令序列需要使用地址*/

typedef struct pfc_struct                  /*页面控制结构，调度算法的控制结构*/
{                          
int pn;
	int pfn;
	struct pfc_struct *next;
}pfc_type;


pfc_type pfc[total_vp], *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail;

int diseffect,  a[total_instruction]; /* a[]为指令序列*/

int page[total_instruction],  offset[total_instruction];/*地址信息*/

int  initialize(int);
int  FIFO(int);
int  LRU(int);
int  LFU(int);
int  NUR(int); //not use recently
int  OPT(int);

int main( )
{
	int s,i,j;

	srand(10*getpid());                    /*由于每次运行时进程号不同，故可用来作为初始化随机数队列的“种子”*/

	s=(float)319*rand( )/32767/32767/2+1;  /*正态分布*/

	for(i=0;i319)
		{
			printf("When i==%d,Error,s==%d\n",i,s);
			exit(0);
		} 
		a[i]=s;                                   /*任选一指令访问点m*/
		a[i+1]=a[i]+1;                            /*顺序执行一条指令*/
		a[i+2]=(float)a[i]*rand( )/32767/32767/2; /*执行前地址指令m*/
		a[i+3]=a[i+2]+1;                          /*顺序执行一条指令*/

		s=(float)(318-a[i+2])*rand( )/32767/32767/2+a[i+2]+2;
		if((a[i+2]>318)||(s>319))

			printf("a[%d+2],a number which is :%d and s==%d\n",i,a[i+2],s);

	}
	for (i=0;inext;       

				pl[busypf_head->pn].pfn=INVALID;

				freepf_head=busypf_head;  /*释放忙页面队列的第一个页面*/

				freepf_head->next=NULL;  /*表明还是缺页*/

				busypf_head=p;
			}

			p=freepf_head->next;        

			freepf_head->pn=page[i];

			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;

			freepf_head->next=NULL; /*使busy的尾为null*/

			if(busypf_tail==NULL)
			{
				busypf_tail=busypf_head=freepf_head;
			}
			else
			{
				busypf_tail->next=freepf_head;
				busypf_tail=freepf_head;
			}

			freepf_head=p;
		}
	}

	printf("FIFO:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);

	return 0;

}

int LRU (int total_pf)       /*最近最久未使用算法least recently used*/
{

	int min,minj,i,j,present_time; /*minj为最小值下标*/

	initialize(total_pf);

	present_time=0;

	for(i=0;ipl[j].time&&pl[j].pfn!=INVALID)
					{
						min=pl[j].time;

						minj=j;
					}
				}

				freepf_head=&pfc[pl[minj].pfn];   //腾出一个单元

				pl[minj].pfn=INVALID;

				pl[minj].time=0;

				freepf_head->next=NULL;
			}

			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;   //有空闲页面,改为有效

			pl[page[i]].time=present_time;

			freepf_head=freepf_head->next;      //减少一个free 页面
		}
		else
		{
			pl[page[i]].time=present_time;        //命中则增加该单元的访问次数
			present_time++;
		}
	}
	printf("LRU:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);
	return 0;
}

int NUR(int  total_pf )                  /*最近未使用算法Not Used recently count表示*/
{ 
int i,j,dp,cont_flag,old_dp;

pfc_type *t;

initialize(total_pf);

dp=0;

for(i=0;inext=NULL;
		}

		
		pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;
		
		freepf_head->pn=page[i];
		
		freepf_head=freepf_head->next;
	}
	else
		pl[page[i]].counter=1;

	if(i%clear_period==0)
		for(j=0;jnext=NULL;
					pl[maxpage].pfn=INVALID;

			}

			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;

			freepf_head=freepf_head->next;

		}
	}
	printf("OPT:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);

	return 0;
}
/*该算法时根据已知的预测未知的，least frequency  Used是最不经常使用置换法*/
int  LFU(int total_pf)        
{
	int i,j,min,minpage;

	pfc_type *t;

	initialize(total_pf);

	for(i=0;ipl[j].counter&&pl[j].pfn!=INVALID)
					{
						min=pl[j].counter;
						minpage=j;
					}

				}

				freepf_head=&pfc[pl[minpage].pfn];

				pl[minpage].pfn=INVALID;

				pl[minpage].counter=0;

				freepf_head->next=NULL;
			}

			pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;   //有空闲页面,改为有效

			pl[page[i]].counter++;

			freepf_head=freepf_head->next;      //减少一个free 页面
		}
		else
		{
			pl[page[i]].counter;
			pl[page[i]].counter=pl[page[i]].counter+1;
		}
	}
	printf("LFU:%6.4f\n",1-(float)diseffect/320);

	return 0;
}

运行结果：