java实现操作系统中的最佳置换Optimal算法
在学习操作系统这本书的时候,我们使用的是汤小丹老师的《计算机操作系统》接下来我将会使用java语言去实现内部代码。
Swap指令
最佳置换算法是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。其所选择的被淘汰页面是以后永不使用的,或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。采用最佳置换算法通常保证获取最低的缺页率。但人们目前还无法与之,一个线程在内存的若干个页面中,哪个页面是未来最长时间内不再被访问的,因此该算法是无法实现的,但是可以利用该算法去评价其他算法。现在就说明如下。
假定系统为某进程分配了三个物理块,并考虑有以下的页面号引用串:
7, 0, 1, 2, 0, 3, 0, 4, 2, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 7, 0, 1
进程运行时,先将7,0,1三个页面装在内存,以后需要访问页面2时,将产生缺页中断。此时OS将根据最佳算法置换算法将选择页面7予以淘汰。这是因为页面0将作为第五个被访问的页面,页面1为第十四个被访问的页面,而页面7则是要在低18次访问才需要引入,以此类推。
以下是源代码实现部分:
package chapter02; public class P175Optimal { //查找数组中是否存在并且未存储元素的索引 public static int existEmpty(int[] place){ for (int i = 0; i < place.length; i++) { if(place[i]==-1) return i; } //不为空 return -1; } //查找元素是否在数组中存在 public static boolean paramExist(int[] place,int param){ for (int i = 0; i < place.length; i++) { if(place[i]==param) return true; } //不为空 return false; } //获取最大距离值 public static int getMaxIndexOfNeed(int[] place,int[] block,int start){ //最近需求定位 int minBlockIndex = -1; int minPlaceIndex = -1; for(int PlaceIndex = 0;PlaceIndex<place.length;PlaceIndex++){ for (int BlockIndex = start + 1; BlockIndex < block.length; BlockIndex++) { if (block[BlockIndex] == place[PlaceIndex]) { if (minBlockIndex < BlockIndex) { minBlockIndex = BlockIndex; minPlaceIndex = PlaceIndex; } break; } //这操作是查找获取最大距离值的时,发现内存中的元素以后永久不使用的元素时候 if(BlockIndex==block.length-1 && block[BlockIndex]!=place[PlaceIndex]){ return PlaceIndex; } } } return minPlaceIndex; } public static void main(String[] args) { int[] block = new int[]{7, 0, 1, 2, 0, 3, 0, 4, 2, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 7, 0, 1}; int[] place = new int[]{-1, -1, -1}; for (int index = 0; index < block.length; index++) { //假设元素存在则不需要进行任何操作 if(paramExist(place,block[index])){ continue; }else { int emptyIndex = existEmpty(place); //当前已经元素满了 if(emptyIndex==-1){ int maxIndex = getMaxIndexOfNeed(place,block,index); place[maxIndex] = block[index]; for (int param : place) { System.out.print(param + " "); } System.out.println(); }else{ place[emptyIndex] = block[index]; } } } } }
实验结果:
"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_101\bin\java.exe"
2 0 1
2 0 3
2 4 3
2 0 3
2 0 1
7 0 1
实验结果与上结果一致。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。
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