LRU算法与虚拟存储器管理详解：实现与测试

本资源主要关注LRU算法存储器管理和虚拟存储器管理的相关概念。LRU（Least Recently Used）算法是一种常用的页面替换算法，它基于最近最少使用的原则，即当内存满时，将最近最少被访问的页面替换出去。在这个实验中，你需要理解并实现LRU算法或CLOCK/改进算法，这些算法都是为了高效地管理有限的内存资源。 首先，实验的目标是通过编程实现LRU算法或CLOCK改进算法，了解它们的原理，包括如何设计与算法相关的数据结构。对于LRU，你需要创建一个双向链表结构，其中每个节点包含值和两个指针，分别指向前一个和后一个节点。在CLOCK算法中，可能会涉及到一个环形数组，每个元素代表一个内存块，并记录其访问状态。 在实验步骤中，你需要： 1. **理解算法原理**：深入理解LRU算法的工作原理，例如，当新的页面访问时，如何更新链表结构，如何确定何时进行替换等。 2. **设计数据结构**：构建LRU算法所需的链表结构，或者在CLOCK算法中构建环形数组并实现相应的标记或计数系统。 3. **内存分配和置换**：根据内存分配规则（最多5块），编写程序接收用户输入的块号序列，根据算法执行替换操作，并输出结果。 4. **测试程序**：验证程序的正确性和健壮性，包括处理合法和非法的访问序列。 虚拟存储器管理方面，你需要理解地址变换过程，特别是快表、页表和地址映射的概念。这包括设计用于存储这些信息的数据结构，比如页表的初始信息文件，其中包含每一页的状态、内存和外存的地址等。然后，你需要编写地址变换程序，接受逻辑地址作为输入，根据页表进行查找，输出物理地址。 实验成果应包括： - **置换算法程序**：提供用户界面，输入内存访问序列，清晰地展示置换过程并输出结果。 - **虚拟地址变换程序**：显示逻辑地址到物理地址的转换过程，确保在无效地址输入时能正确处理错误。 这个实验旨在让学生掌握基本的内存管理技术，包括LRU算法的实现、数据结构的设计以及虚拟存储器地址变换机制，这些都是现代计算机系统设计中不可或缺的部分。