最近最少用置换算法(LRU).doc

最近最少用替换算法（LRU，Least Recently Used）是一种常见的页面替换策略，用于虚拟存储器管理中。它的基本思想是：当内存空间不足，需要替换一个页面时，选择最近最久未使用的页面进行淘汰。因为假设最近被访问过的页面在未来被访问的可能性更大。LRU 算法的目标是尽可能减少缺页中断，提高系统性能。 在上述文档中，实验的目的在于通过模拟LRU算法来理解存储管理，特别是虚拟存储器的工作原理，同时提升编程实践能力。实验内容涉及使用LRU算法处理页面调入主存的过程，并计算缺页中断次数和缺页中断率。 设计思路采用了队列作为数据结构来模拟主存，队列的长度代表了主存的块数。每次有新的页面请求时，如果队列未满，直接将页面插入队尾；如果队列已满，先检查这个页面是否已经在队列中，如果在，找到该页面的位置并将其标记，然后将该位置之后的所有元素向前移动一位；如果页面不在队列中，就将队首的页面移除，然后将新页面插入队尾。这样，队列尾部的页面始终是最近访问的，而队首的页面则是最久未使用的，符合LRU算法的原则。 关键代码中定义了一个结构体 `sequence_queue` 来表示队列，包括数组 `a` 存储页面号、队头指针 `front` 和队尾指针 `rear`。`count` 变量用来记录缺页中断次数。`init` 函数初始化队列，`insert` 函数实现页面插入，`empty` 函数检查队列是否为空，`display` 函数打印主存中的页面。`main` 函数中，首先输入主存块数和页面调度次数，然后循环读取页面号并调用 `insert` 函数，最后计算并输出缺页中断次数和缺页中断率。 运行结果部分未给出，但根据代码逻辑，程序会依次显示每次调度的主存页面状态，并在所有页面调度完成后，输出总的缺页中断次数以及缺页中断率。 LRU算法通过维护页面的访问顺序，优先替换最长时间未使用的页面，以期望减少未来的缺页中断。这个实验通过实际的编程实现，帮助理解LRU的工作机制，并提供了一个评估不同页面调度策略性能的工具。