分页管理模拟：FIFO与LRU页面置换算法实现

"本资源包含有关页面置换算法的实验报告，主要探讨了FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）两种算法在分页管理中的应用。提供了C语言实现的源代码，用于模拟这两种算法处理缺页中断的情况。" 在操作系统中，由于物理内存有限，不能将所有的进程全部装入内存，因此采用了虚拟内存技术，将部分程序装入内存，其余部分保留在磁盘上。分页式虚拟存储管理是其中的一种策略，它将进程划分为固定大小的页，以便在内存和磁盘之间交换。当访问的页面不在内存时，会发生缺页中断，此时就需要选择一个页面替换到磁盘，这就是页面置换算法的作用。 FIFO（先进先出）算法是最简单的页面置换策略。按照页面进入内存的顺序进行淘汰，即最早被调入内存的页面最先被淘汰。在提供的C语言代码中，当发现缺页（当前访问的页面不在内存中）时，会将最老的页面（索引为0）替换掉，然后将新页面放入内存的最前端。这种算法简单，但容易引发Belady's异常，即增加页面分配反而导致缺页次数增多。 LRU（最近最少使用）算法则是另一种常用的页面置换算法。它的核心思想是，最近最少使用的页面在未来最不可能被立即使用，所以应该优先淘汰。在代码中，当发生缺页时，会找到最近最少使用的页面（即在内存中停留时间最长的页面）进行替换。通过遍历内存中的所有页面，找到最后一个匹配的页面（即q等于m-1的位置），该页面就是最近最少使用的，将其替换。LRU算法相比FIFO，通常能提供更好的性能，因为它考虑了页面的使用频率。 实验报告中通过输入页面访问序列，运行两种算法，输出了页面状态表（0表示页面未使用，*表示发生缺页）和缺页标志，直观展示了两种算法的运行效果。通过比较，可以理解FIFO和LRU在实际操作中的差异和优劣。 FIFO和LRU都是解决虚拟内存中页面替换问题的有效方法，但LRU更符合人类对内存使用行为的直觉，通常能提供更好的系统性能。然而，LRU的实现成本相对较高，特别是在大数据量的情况下，需要维护每个页面的访问时间信息，这在某些系统中可能不切实际。