c模擬 頁式管理頁面置換演算法之FIFO
寫的作業系統作業。。。。
放上來給需要的小夥伴
需要注意的地方：
1.該演算法只涉及單程序
2.只是用c模擬FIFO的思想
FIFO思想：選擇在記憶體中存活時間最久的頁面淘汰
關於該演算法我的理解：
一個程序可以分為多個頁面，頁面大小一致，每個頁面需要佔用一個相同大小的記憶體塊，在程序的頁面較多而記憶體塊較少的情況下，比如5個頁面，3個記憶體塊，這種情況記憶體塊肯定是不夠用的，當前面三個頁面都有了自己的記憶體塊之後，現在已經沒有空的記憶體塊了，第四個頁面想要進入記憶體塊中，就要從佔用記憶體塊的頁面中淘汰一個，那麼就需要定義一個淘汰的規則：我們這裡使用的淘汰規則：FIFO規則，選擇在記憶體中存活時間最久的頁面淘汰
程式碼分析：
假設一共有一個程序，該程序可以分為5個不同的頁面
假設有3個記憶體塊
一共三個表
第一個表：頁面執行順序陣列表（表中存放的是頁面的編號，意思是先執行2號頁面，然後執行4號頁面，再執行3號頁面...........................最後又執行4號頁面）（重複執行某個頁面是因為程式碼需要重用，比如函式多次呼叫）
| 2 | 4 | 3 | 0 | 1 | 2 | 4 |
第二個表：頁表（頁表中的頁號和上面的頁面順序執行表中的存的頁號是對應的）
| 頁號 | 頁面在記憶體塊中的地址 | 頁面在記憶體中存活的時間 |
| 0 | -1（最開始預設-1） | 0（最開始預設0） |
| 1 | -1 | 0 |
| 2 | 0 | 3 |
| 3 | 2 | 1 |
| 4 | 1 | 2 |
第三個表：記憶體塊資訊表（存放的是佔用該記憶體塊的頁號）
| 2 | 4 | 3 |
現在執行順序陣列中的前面3個頁面都有了記憶體塊（2號頁面，4號頁面，3號頁面）且記憶體塊中已經沒有了空閒的記憶體塊，當頁面執行順序表中的0號頁面要進入記憶體塊的時候，就必須淘汰一個佔用記憶體塊的頁面，按照FIFO的淘汰規則，存活時間最長的2號頁面將被淘汰（2號頁面存活時間為3秒）所以現在表回產生變化：
| 頁號 | 頁面在記憶體塊中的地址 | 頁面在記憶體中存活的時間 |
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | -1 | 0 |
| 2 | -1 | 0 |
| 3 | 2 | 2（時間滾動，增加1秒） |
| 4 | 1 | 3 |
| 0（此時0號頁面佔用該記憶體塊） | 4（此時還是4號頁面佔用該記憶體塊） | 3此時還是3號頁面佔用該記憶體塊） |
根據我們FIFO的淘汰規則：淘汰了2號頁面，將2號頁面佔用的記憶體塊交給了0號頁面使用，現在頁面執行順序陣列執行到了第4個，後面的依次類推，按照FIFO淘汰規則進行淘汰
程式碼如下：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> //資料結構 頁式管理 FIFO 先進先出 單程序 #define MEMORY_MAX_BLOCKS 10//定義物理塊最大數量 #define PROGRESS_MAX_PAGE 20 //定義虛擬頁面的最大數量 #define PROGRESS_MAX_LENGTH 30 //定義程序的最大長度 //當前程序的相關資訊 int curProPages;//當前程序虛擬頁 int curMemoryBlocks;//當前程序物理塊 int proLength;// 程序執行長度 int proSort[PROGRESS_MAX_LENGTH];//虛擬頁執行順序陣列 typedef struct PageItem { int vpage;//虛擬頁的編號 int mblock;//對應的物理號 預設不存在對應的記憶體塊-1 int loadTime;//該頁面在記憶體中存在的時間 } PageItem; PageItem pageList[PROGRESS_MAX_PAGE];//頁表： int memoryAllocInfo[MEMORY_MAX_BLOCKS];//記憶體物理塊分配資訊，某個記憶體塊放某個頁面 //初始化函式 void init() { int i=0; curProPages=5;//虛擬頁面數量 curMemoryBlocks=3;//記憶體塊數量 proLength=7;//虛擬頁執行順序陣列長度 proSort[0]=2;//存放的是虛擬頁的編號 proSort[1]=4; proSort[2]=3; proSort[3]=0; proSort[4]=1; proSort[5]=2; proSort[6]=4; for(i=0; i<curProPages; i++) //頁表的初始化 { pageList[i].vpage=i; pageList[i].mblock=-1; pageList[i].loadTime=0; } for(i=0; i<curMemoryBlocks; i++) //記憶體塊的初始化 { memoryAllocInfo[i]=-1; } } void showInfo() { //頁表資訊列印 printf("-------------------------------------------------------------\n"); printf("頁表資訊：\n"); printf("頁號\t頁對應的記憶體塊編號\t頁面在記憶體中存活的時間\n"); int i; for(i=0; i<curProPages; i++) { printf("%d\t\t%d\t\t\t%d\n",pageList[i].vpage,pageList[i].mblock,pageList[i].loadTime); } printf("\n"); printf("記憶體塊資訊表:\n"); printf("記憶體塊地址\t存放在此的頁面\n"); for(i=0; i<curMemoryBlocks; i++) { printf("%d\t\t%d\n",i,memoryAllocInfo[i]); } printf("-------------------------------------------------------------\n\n\n"); } //頁表中已經存在於記憶體的虛擬頁的時間加一個點 void extnedTime() { int i=0; for(i=0; i<curProPages; i++) { if(pageList[i].mblock!=-1) { pageList[i].loadTime+=1; } } } //檢查實體記憶體中是否有空閒的塊 int findFreeBlock() { int i=0; for(i=0; i<curMemoryBlocks; i++) { if(memoryAllocInfo[i]==-1) { return i; } } return -1;//返回-1表示不存在空閒記憶體塊 } //FIFO淘汰 //找到在記憶體塊中存活時間最久的頁面 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() { //開始程式執行，呼叫虛擬機器 int index; int vpage; int fpage; int freeIndex; for(index=0; index<proLength; index++) { vpage=proSort[index]; //檢查是否已經分配物理頁 if(pageList[vpage].mblock!=-1) { //對於已經存在於記憶體的虛擬頁都必須加一個時間點 extnedTime(); } else { //說明虛擬頁沒有在記憶體中 //檢查記憶體中是否有空閒塊 freeIndex=findFreeBlock(); if(freeIndex!=-1) { memoryAllocInfo[freeIndex]=vpage; pageList[vpage].mblock=freeIndex; extnedTime(); } else { //空閒區沒有 //查頁表：淘汰最長時間 fpage=fifoPage(); //找到在記憶體中所佔有的物理塊 freeIndex=pageList[fpage].mblock; //更新淘汰的虛擬頁的相關資訊 pageList[fpage].loadTime=0; pageList[fpage].mblock=-1; //更新分配情況 memoryAllocInfo[freeIndex]=vpage; //更新當前調到記憶體中的虛頁的資訊 pageList[vpage].mblock=freeIndex; extnedTime(); } } showInfo(); } } int main() { //初始化(互動) init(); //顯示（） showInfo(); //核心邏輯（） fifo(); return 0; }
執行結果如下：
執行結果符合預期
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