页面置换算法比较：FIFO、NUR与LRU-K改进

"该资源主要介绍了页面置换算法中的FIFO(先进先出)算法和NUR(最近未使用)算法，并对比了这两种算法与LFU(最不经常使用)和LRU(最近最少使用)算法的优缺点。此外，还展示了LRU-K算法作为LRU的扩展以及其工作原理。同时，提供了C语言实现LRU算法的部分代码示例。" 在计算机系统中，由于内存容量有限，当物理内存不足以容纳所有活动进程的页时，就需要采用页面置换算法将某些页换出到磁盘，以便腾出空间给其他页使用。FIFO算法是最简单的页面置换策略，它按照页面进入内存的顺序进行淘汰，即最早进入内存的页面最先被换出。这种算法简单易实现，但在实际应用中可能导致Belady异常，即增加页面分配反而导致更多的页面置换。 相比之下，NUR(最近未使用)算法是一种基于历史访问信息的策略，它将最近未被访问过的页面优先淘汰。尽管NUR比FIFO更智能，但依然存在一定的局限性，特别是在处理突发性的访问模式时可能表现不佳。 LFU算法则根据页面的访问频率进行决策，频繁访问的页面被赋予更高的优先级，因此更不容易被换出。然而，LFU对于数据访问模式的突然变化反应不够灵敏，可能导致高访问频率的冷门页面长期占用内存资源。 LRU算法通过跟踪页面最近的访问时间来决定淘汰哪个页面，最近最少被访问的页面优先被淘汰。这种算法在大多数情况下表现良好，能较好地适应访问模式的变化。但是，LRU仅关注最近的时间局部性，忽略了长期的访问特性。为了弥补这一不足，LRU-K算法引入了K值，基于页面最近K次的访问时间进行决策，从而在时间和频率之间找到更好的平衡。 给出的C语言代码片段展示了LRU算法的核心部分，包括初始化内存单元、检查页面是否在内存中、更新页面时间戳以及将新页面插入内存的过程。`Init`函数用于初始化内存和缓冲区，`GetMax`函数找到在内存中停留时间最长的页面，`Equation`函数检查页面是否已存在于内存，`Lru`函数则是LRU算法的主体，负责页面替换操作。 通过这些算法，操作系统可以有效地管理内存资源，提高系统的整体性能。在实际应用中，选择哪种页面置换算法取决于具体场景的需求，如数据访问模式、系统资源和性能优化目标等。