操作系统 存储器管理

操作系统存储器管理 本篇文章将详细介绍操作系统中的存储器管理，特别是虚拟存储器管理中的页面置换算法模拟实验。通过使用C语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行，并在缺页中断发生时分别使用FIFO和LRU算法进行页面置换的情形。 1. 虚拟存储器管理 虚拟存储器管理是一种常用的虚拟存储管理方案。通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟，有助于理解虚拟存储技术的特点，并加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。 2. 页面置换算法 在本实验中，我们将使用两种页面置换算法：FIFO和LRU。FIFO算法是一种简单的页面置换算法，它将最先进入内存的页面视为最不常用的页面，并将其置换出去。LRU算法则是根据页面的最近访问时间来确定哪个页面是最不常用的，并将其置换出去。 3. 实验设计 在本实验中，我们将使用C语言编程模拟一个拥有10个虚页的进程在给定的若干个实页中运行。我们将使用结构体来描述虚页和实页的结构。虚页结构中，pn代表虚页号，pfn代表实页号，time项在FIFO算法中不使用，在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。在实页结构中，pn代表虚页号，pfn代表实页号，next是一个指向实页结构体的指针，用于多个实页以链表形式组织起来。 4. 缺页中断处理 在本实验中，我们将统计在20次的虚页访问中命中的次数，并计算命中率。当所要访问的一个虚页不在实页中时，将产生缺页中断。此时若free链表不为空，就取下链表首指针所指的实页，并分配给该虚页。若free链表为空，则说明n个实页已全部分配出去，此时应进行页面置换。 5. 页面置换算法的实现 在LRU算法中，我们将引入一个时间计数器countime，每当要访问一个虚页面时，countime的值加1，然后将所要访问的虚页的time项值设置为增值后的当前countime值，表示该虚页的最后一次被访问时间。当LRU算法需要置换时，从所有已分配实页的虚页中找出time值为最小的虚页就是“最近最久未用”的虚页面，应该将它置换出去。 6. 实验结果 通过本实验，我们可以比较FIFO和LRU两种页面置换算法的性能，并了解虚拟存储技术的特点和页面调度算法的实现。