【操作系统原理实验】页面替换策略模拟实现

选择一种高级语言如C/C++等，编写一个页面替换算法的模拟实现程序。1) 设计内存管理相关数据结构；2) 随机生成一个页面请求序列；3) 设置内存管理模拟的关键参数；4) 实现该页面置换算法；5) 模拟实现给定配置请求序列的换页过程，计算换页率。

(1)设计思想：
1、设置结构体页面信息，包括页面号和被访问标记，对物理块分配初值，使物理块页面号为-1，表示没有放入，被访问标记为0。分配页面，输入页面数量和页面号。
2、选择算法：
（1）opt最佳置换算法
1、opt算法：需要发生页面置换时，算法总是选择在将来最不可能访问的页面进行置换。
2、对内存进行遍历，寻找内存中时是否有该页面，有该页面则显示该页面已经在内存中，当没有该页面时，查找是否有空闲块，如果物理块有空位则直接插入，使count++，表示页面插入，没有空位，则选择未来没有出现的或者出现最晚的页面，通过for循环找到物理块中保存的页面号在页面中对应的位置，查找要置换的页面，找到位置最远的物理块保存的页面号，将该页面置换出去，使change++，表示页面置换，然后显示置换完一次后的物理块。
3、输出缺页次数、置换次数和缺页率。

（2）fifo先进先出算法
1、fifo算法：算法总是选择在队列中等待时间最长的页面进行置换。
2、对内存进行遍历，寻找内存中时是否有该页面，有该页面则显示该页面已经在内存中，当没有该页面时，查找是否有空闲块，如果物理块有空位则直接插入，使count++，表示页面插入，没有空位，找到访问量最大的物理块对应的页面号，将它置换出去，change++，页面进入后，每个再进入一个页面停留的时间+1。
3、输出缺页次数、置换次数和缺页率。

（3）lru最近最久未使用或者最少使用置换算法
1、lru算法：如果某一个页面被访问了，它很可能还要被访问；相反，如果它长时间不被访问，那么，在最近未来是不大可能被访问的。
2、对内存进行遍历，寻找内存中时是否有该页面，有该页面则显示该页面已经在内存中，当没有该页面时，查找是否有空闲块，如果物理块有空位则直接插入，将该物理块页面号停留时间重置，使count++，表示页面插入，没有空位，找到停留时间最大的物理块，将它置换出去，change++，页面进入后，每个再进入一个页面停留的时间+1。
3、输出缺页次数、置换次数和缺页率。

（2）功能函数设计：
void convertopage()//分配页面
void blockclear()//物理块分配初值
int findspage()//查找是否有空闲块
int findexist(int curpage)//寻找内存中时是否有该页面
int findreplace()//查找要置换的页面
void showall()//显示整体置换玩的页面
void show()//显示置换完一次后的block
void opt()//最佳置换算法
void FIFO()//先进先出算法
void lur()//最近最久未使用或者最少使用置换算法
（3）结果演示：
1、opt最佳置换算法

2、fifo先进先出算法

3、lru最近最久未使用或者最少使用置换算法