页式虚拟存储器：页面调度算法实践与理解

本篇文档是2018级计算机科学与技术2班18计科2班的一份操作系统课程设计，主要关注于页式虚拟存储器管理中的关键环节——页面调度算法。课程设计的目的是让学生通过实践编程，深入了解并掌握几种常见的页面调度策略，如先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）以及最近最不常用（LFU）算法。 先进先出调度算法，也称最久未使用（LIFO），其依据页面调入内存的顺序进行淘汰。这种策略简单直观，但在程序执行具有局部性的情况下，可能不是最优的选择，因为它忽视了页面的使用频率。 最近最少使用算法（LRU）则考虑了页面的使用情况，倾向于淘汰最近一段时间内最少使用的页面，这能更好地适应程序的局部性特征，提高效率。实现该算法需要维护每个页面的访问时间信息，以便准确判断哪些页面更少被使用。 最近最不常用算法（LFU）则根据页面访问的频率来决定淘汰，避免频繁淘汰已被多次访问的页面。它通过计数器记录每个页面的访问次数，计数器会在一定时间后自动清零，以保持统计的准确性。 在课程设计中，学生们不仅要实现这些算法，还要关注指标如缺页调度次数和缺页中断率，这些都是评估算法性能的重要指标。这些实验不仅锻炼了学生的编程技能，还深化了他们对操作系统内存管理机制的理解，特别是页面调度在提升系统响应速度和资源利用率方面的作用。 通过这个项目，学生们能够体会到在实际的系统设计中，选择合适的页面调度算法对于优化内存使用和系统性能至关重要，这对于未来在IT领域进行系统架构设计和优化具有重要意义。