B求分页存储管理页面OptimalFIFOLRU置换算法.doc

### 知识点总结 #### 分页存储管理与页面置换算法 分页存储管理是一种内存管理方式，它将物理内存划分为固定大小的块，称为“页框”或“帧”，将程序的地址空间划分为同样大小的页。在程序运行时，操作系统将需要的页调入内存，不需要的页保留在外存。当程序需要访问的页不在内存时，就会发生缺页中断，此时需要选择一个页框，将当前页调入内存，而被选中的页框中的页需要被替换出去。 页面置换算法就是用来决定替换哪个内存中的页的算法。常见的页面置换算法包括： - **最佳置换算法（OPT）**：理论上最理想的情况，总是置换将来不会使用，或者在最长时间内不会被访问的页面。该算法无法实际实现，因为无法预测未来的页面访问情况，但它可以用来作为其他算法性能评价的基准。 - **先进先出置换算法（FIFO）**：这是一种简单直观的算法，它基于一个“队列”的数据结构。当页面需要被替换时，最早进入内存的页面将被置换出去。FIFO算法的实现简单，但在某些情况下会导致较高的页面置换率，即“Belady异常”。 - **最近最少使用置换算法（LRU）**：该算法依据一个原则，即如果一个数据在最近一段时间内没有被访问，那么在将来它被访问的可能性也较小。因此，选择最长时间未被使用的页面进行置换。LRU算法性能较好，但需要跟踪页面的使用情况，实现起来较为复杂和开销较大。 #### 实验目的与要求 实验的目的是让学生通过编程实现请求分页存储管理的页面置换算法，具体包括： - 掌握虚拟存储管理中的缺页处理方法，巩固虚拟存储管理的教学内容。 - 了解Windows 2000/XP中的内存管理机制，掌握页式虚拟存储技术。 - 理解内存分配原理，特别是以页面为单位的虚拟内存分配方法。 实验要求包括： - 编写的程序能正常运行。 - 程序需采用多进程或多线程方式运行，体现不同页面置换算法之间的关系。 - 程序界面要求美观。 #### 实验内容与环境 实验内容是在Windows XP、Windows 2000等操作系统下，使用C、VC、VB或Java等编程语言，实现请求分页存储管理页面的Optimal、FIFO、LRU调度算法。 实验环境包含： - 主要设计设备、器材、软件等。 - 所需编程语言环境，如VC、VB、Java或C等。 #### 实验步骤与过程 实验步骤主要包括： 1. 需求分析：了解基本原理，确定程序的基本功能，查找相关资料，画出基本的数据流图。 2. 概要设计：确定程序的总体结构、模块关系和总体流程。 3. 详细设计：确定模块内部的流程和实现算法。 4. 上机编码和调试。 5. 运行测试。 6. 编写实验报告。 实验过程中可能涉及到的源代码定义了一些基本的常量和数据结构，包括页面结构、页面控制结构等，并提供了主要函数的声明，如初始化、FIFO、LRU、LFU（最近最不常用置换算法）、NUR（最近未使用置换算法）、OPT等。 通过这些步骤，学生能够深入理解分页存储管理以及不同的页面置换算法是如何在实际操作系统中实现的。实验中，学生将编写代码，进行测试并观察不同算法对系统性能的影响，从而加深对内存管理和虚拟存储技术的理解。此外，通过实验报告的编写，学生能够总结实验过程，反思算法实现的效果与优劣，并形成书面报告。这对学生掌握计算机操作系统的内存管理有着重要的意义。 ------