C语言实现页面置换算法:FIFO与LRU
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更新于2024-09-16
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"置换算法C语言实现"
置换算法是操作系统管理内存的重要策略,尤其是在虚拟存储技术中,当物理内存不足时,需要将内存中的部分页面替换出去,以便为新的页面腾出空间。这个过程就涉及到了不同的页面置换算法。本资源主要介绍了两种常见的置换算法——FIFO(先进先出)算法和LRU(最近最少使用)算法的C语言实现。
FIFO算法,顾名思义,是基于“先进来的页面先被淘汰”的原则。在C语言实现中,它使用了一个数组`mem`来模拟内存,当一个新的页面请求到来时,如果该页面不在内存中,则会检查是否已满。如果满了,FIFO算法会将最先进入内存的页面(即数组的第一个元素)淘汰,并将新页面插入到数组的末尾。代码中,通过`while`循环寻找页面是否存在,`if`条件判断是否需要替换,以及相应的数组操作实现这一逻辑。
LRU算法则是根据“最近最少使用的页面优先淘汰”的策略。它的核心思想是,最近被访问过的页面在未来更有可能再次被访问,因此应该尽可能保留。在C语言实现中,也使用了数组`mem`来模拟内存,但这里的实现更为复杂,需要维护一个访问顺序列表。当新页面请求到来且内存已满时,需要查找最近未使用的页面进行替换。在实验代码中,LRU算法的实现没有直接给出,但通常会涉及到数据结构如链表来跟踪页面的访问顺序。
实验过程记录了使用MyTc编译器在Window7环境下对这两种算法的C语言代码进行编译的过程。实验结果部分虽然没有显示具体内容,但通常会包含每种算法运行后的输出,比如内存状态的变化、页面替换的次数以及对应的标志(在这里用字符`'1'`和`'0'`表示是否发生页面替换)。
这两种算法各有优缺点:FIFO简单但可能导致Belady's异常,即增加页面替换次数反而导致缺页率上升;而LRU虽然性能较好,但实现相对复杂,需要额外的数据结构支持。实际操作系统中还有其他如LFU(最近最不经常使用)、OPT(最佳页面置换)等算法,它们各自在不同场景下有其适用性。
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