快捷導(dǎo)航

java實現(xiàn)操作系統(tǒng)中的最佳置換Optimal算法

更新時間：2020年02月10日 09:33:23 作者：Bit_We

這篇文章主要介紹了java實現(xiàn)操作系統(tǒng)中的最佳置換Optimal算法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)這本書的時候，我們使用的是湯小丹老師的《計算機操作系統(tǒng)》接下來我將會使用java語言去實現(xiàn)內(nèi)部代碼。

Swap指令

最佳置換算法是由Belady于1966年提出的一種理論上的算法。其所選擇的被淘汰頁面是以后永不使用的，或許是在最長（未來）時間內(nèi)不再被訪問的頁面。采用最佳置換算法通常保證獲取最低的缺頁率。但人們目前還無法與之，一個線程在內(nèi)存的若干個頁面中，哪個頁面是未來最長時間內(nèi)不再被訪問的，因此該算法是無法實現(xiàn)的，但是可以利用該算法去評價其他算法?，F(xiàn)在就說明如下。

假定系統(tǒng)為某進程分配了三個物理塊，并考慮有以下的頁面號引用串：

7, 0, 1, 2, 0, 3, 0, 4, 2, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 7, 0, 1

進程運行時，先將7，0，1三個頁面裝在內(nèi)存，以后需要訪問頁面2時，將產(chǎn)生缺頁中斷。此時OS將根據(jù)最佳算法置換算法將選擇頁面7予以淘汰。這是因為頁面0將作為第五個被訪問的頁面，頁面1為第十四個被訪問的頁面，而頁面7則是要在低18次訪問才需要引入，以此類推。

以下是源代碼實現(xiàn)部分：

package chapter02;
 
public class P175Optimal {
 //查找數(shù)組中是否存在并且未存儲元素的索引
 public static int existEmpty(int[] place){
  for (int i = 0; i < place.length; i++) {
   if(place[i]==-1)
    return i;
  }
  //不為空
  return -1;
 }
 
 //查找元素是否在數(shù)組中存在
 public static boolean paramExist(int[] place,int param){
  for (int i = 0; i < place.length; i++) {
   if(place[i]==param)
    return true;
  }
  //不為空
  return false;
 }
 
 //獲取最大距離值
 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;
    }
    //這操作是查找獲取最大距離值的時，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存中的元素以后永久不使用的元素時候
    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++) {
   //假設(shè)元素存在則不需要進行任何操作
   if(paramExist(place,block[index])){
    continue;
   }else {
    int emptyIndex = existEmpty(place);
    //當(dāng)前已經(jīng)元素滿了
    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];
 
    }
   }
  }
 }
}

實驗結(jié)果：