Simulação do algoritmo WSClock

Trabalho da disciplina de Sistemas Operacionais no SENAI CIMATEC, novembro de 2022. Feito em dupla com Guilherme Marinho.

O WSClock é um algoritmo de substituição de páginas: quando a memória enche e o sistema precisa carregar uma página nova, ele decide qual das que já estão lá vai embora. A ideia é combinar o relógio (páginas num anel, um ponteiro girando) com o conceito de working set, o conjunto de páginas que o processo usou recentemente. Página fora do working set pode sair; página dentro dele, não, porque tirá-la garante uma falta de página logo em seguida.

Esta simulação é interativa: você monta o anel de frames e vai disparando referências e substituições na mão, vendo o estado das páginas a cada passo.

Como funciona a implementação

Cada página é um nó de uma lista circular com três campos: id, o instante da última referencia, e o bit R (foi referenciada desde a última varredura?).

O relógio virtual não anda de um em um: a cada referência ele avança um valor aleatório de 1 a 5. Isso simula o tempo que passa entre acessos e faz as páginas envelhecerem em ritmos diferentes, que é o que torna a simulação interessante.

A substituição (substituir_pagina) percorre o anel a partir do ponteiro:

1. Página com R = 1 → zera o R e segue em frente. Ela foi usada há pouco; ganha uma segunda chance.
2. Página com R = 0 e referencia < tempo_atual - Δ → está fora do working set. É esta que sai.
3. Voltou ao ponto de partida sem achar nenhuma → todas estão no working set. Substitui a primeira, porque alguma tem que sair.

O Δ (working set) é fixo em 3, no #define Delta do cabeçalho. Mexer nele muda bastante o comportamento: Δ grande protege mais páginas e força mais o caso 3.

Rodando

g++ -o wsclock src/Main.cpp
./wsclock

O programa pergunta quantos frames criar e o instante inicial de cada um. Depois disso aceita:

Tecla	O que faz
R	Referencia uma página: marca R = 1 e atualiza o instante
S	Roda o algoritmo e substitui uma página
W	Mostra o tempo atual do relógio
E	Imprime o anel inteiro com os atributos de cada página
F	Encerra

src/Main.cpp usa system("pause") e system("cls"), que são comandos do Windows, onde o trabalho rodou. No Linux compila e funciona, mas essas duas chamadas não fazem nada além de imprimir um erro do shell.

docs/ tem o PDF entregue junto com o código.