操作系统内存管理：页面置换算法详解

"本资源是操作系统概念的复习资料，涵盖了内存管理和页面置换算法等内容。主要讨论了页面置换算法，包括最佳页面置换算法(OPTIMAL)、先进先出页面置换算法(FIFO)、最近最久未用置换算法(LRU)以及LFU置换算法，并介绍了连续和非连续内存分配方法，特别是分页机制的细节。此外，还涉及到地址映射、页表结构、分段管理和请求分页存储管理等核心概念。" 操作系统中，内存管理是确保高效运行多任务的关键。其中，页面置换算法是解决虚拟内存中页故障问题的有效策略。最佳页面置换算法(OPTIMAL)是一种理想化的算法，选择未来最长时间内不再被访问的页面进行替换，理论上能最小化缺页率。然而，由于无法预知未来访问模式，实际中往往难以实现。 FIFO算法则简单地按照页面进入内存的顺序淘汰最旧的页面，但可能导致“Belady异常”，即增加页面大小反而提高缺页次数。LRU算法是实际中最常用的，它淘汰最近最久未使用的页面，基于假设最近使用频繁的页面未来也更可能被频繁使用。LFU（Least Frequently Used）算法则是考虑页面的使用频率，淘汰使用最少的页面，但在某些情况下可能会导致低频但偶尔使用的页面过早被淘汰。 在内存分配方面，连续内存分配将大块连续内存分配给进程，适用于单道系统，但易产生内存碎片。非连续分配如分页和分段机制则解决了这个问题。分页管理中，内存被划分为固定大小的页框，进程的逻辑地址通过页表转换为物理地址，页表的存在加速了地址转换，但也增加了额外的存储开销。分段管理则依据逻辑结构划分，每个段有自己的地址空间，便于代码和数据的组织，但可能导致外部碎片。 请求分页存储管理允许进程的各部分动态调入内存，减少了内存需求，但可能产生“颠簸”现象，即频繁的页面调入调出。地址映射过程包括逻辑地址到物理地址的转换，这通常需要段表和页表的配合，通过段号和页号找到对应的内存位置。 这部分复习资料详细阐述了操作系统中内存管理的核心机制和页面置换算法，是学习和理解操作系统内存管理的重要参考资料。