C语言实现动态页式存储管理:FIFO, LRU, OPT算法模拟

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本篇文档是关于操作系统课程中的一个实验报告,主要使用C语言实现动态页式存储管理的模拟。实验的核心目标是理解并操作页式存储系统,通过模拟不同的页面淘汰算法来管理和优化内存资源。以下是关键知识点的详细解析: 1. **内存管理与页面划分**: 在这个实验中,首先对内存进行划分,将其划分为大小相等的页面(例如,每块为P个页面),然后根据需要在内存中创建一个固定大小的数组`pageing[]`用于存放实际的页面状态。 2. **请求页表与数据结构**: 使用`struct DuLNode`定义了一个双向链表,用于模拟虚拟地址到物理地址的映射,即请求页表。链表中包含数据、指向前一个节点和后一个节点的指针,便于实现不同算法时的页面替换。 3. **页面分配算法**: 实现了插入(`insert_item()`)和删除(`remove_item()`)功能,用于处理请求队列,如FIFO(先进先出)算法,将新请求页插入队列的尾部,淘汰队列头部的页面。 4. **淘汰算法**: 本实验重点在于模拟三种页面淘汰算法: - **FIFO(先进先出)**:按照页面请求的顺序淘汰最久未使用的页面。 - **LRU(最近最少使用)**:优先淘汰最近最长时间未被访问的页面。 - **OPT(理想型淘汰)**:理论上最优的淘汰策略,假设每次都能找到导致程序运行时间最长的那个页面淘汰掉。 5. **随机请求生成**: 使用`initpage()`函数生成随机页面状态,程序会随机产生请求序列,这些请求会被用来测试不同的淘汰算法。 6. **输出结果**: 每种淘汰算法执行后,结果会保存在不同的文本文件中(FIFO.txt, LRU.txt, OPT.txt),以便后续分析和比较。 7. **代码片段**: 提供的代码片段展示了如何初始化数组、链表结构以及执行页面分配和淘汰操作的关键部分。例如,`init()`函数用于初始化数组元素,`insertintomem()`负责将新页面插入内存。 通过这个实验,学生可以深入理解动态页式存储管理的工作原理,以及不同页面淘汰算法的实际应用,有助于提升他们对操作系统底层机制的掌握和编程能力。同时,编写和调试这类程序也能锻炼他们的逻辑思维和问题解决技巧。