LRU页面置换算法详解：内存管理与效率提升策略

本章内容主要围绕操作系统中的存储器管理展开，特别是最近最久未使用页面置换算法（LRU）。LRU是一种常用的内存管理策略，它基于局部性原理，即假设过去长时间未被访问的页面在未来也很少会被再次使用，因此当需要淘汰一个页面时，会选择这段时间内最久未被访问的页面。 首先，LRU算法的实现涉及到计时法和堆栈法两种方法。计时法通过为每个页面设置访问计时器，每当页面被访问时重置计时器；而堆栈法则是将当前在主存中的页面放在一个栈中，栈顶表示最近访问的页面，而栈底则是最久未被访问的页面。当需要替换时，根据这些信息来决定淘汰哪个页面。 存储管理的目的是为了有效地管理和利用内存资源。这包括内存的分配与回收，即根据用户的请求为作业分配合适的存储空间，并记录内存使用状态，同时处理空间释放和更新记录。此外，存储管理还需要提高内存利用率，通过各种策略确保地址映射的正确性，使得用户逻辑地址能够转换为实际内存地址。"扩充"主存容量是指通过软件方法，使用户感觉可用内存比实际更大，提供更大的工作空间。 存储保护则确保不同作业之间的数据隔离，防止相互干扰。其中，直接指定方式是在程序设计阶段就预先指定存储地址，适用于存储器容量固定的情况。而动态分配允许作业在运行过程中按需分配和释放存储空间，但可能导致存储不足的情况。 第4章的存储器管理内容深入探讨了内存分配策略、效率提升方法以及内存保护机制，这些都是操作系统确保高效、安全运行的关键组成部分。通过理解并掌握LRU算法和这些概念，可以更好地理解和优化计算机系统的内存管理性能。