LRU页面置换算法模拟-最近最久未使用置换算法-课程设计
9页1、LRU页面置换算法模拟-最近最久未使用置换算法-课程设计LRU页面置换算法模拟-最近最久未使用置换算法|课程设计|计算机数据库课程设计 一、设计目的 1、用C语言实现最近最久未使用(LRU)置换算法。2、了解内存分页管理策略3、掌握调页策略4、掌握一般常用的调度算法5、选取调度算法中的典型算法,模拟实现二、设计任务 在Window98/2000 系统的环境下运行程序;通过从一般常用的调页算法中选取典型算法LRU,了解页面管理的相关细节,并用程序设计实现LRU。三、设计内容与步骤 分页存储管理将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的片,称为页面或页。 一、调页策略 1)何时调入页面 如果进程的许多页是存放在外存的一个连续区域中,则一次调入若干个相邻的页,会比一次调入一页的效率更高效一些。但如果调入的一批页面中的大多数都未被访问,则又是低效的。可采用一种以预测为基础的预调页策略,将那些预计在不久之后便会被访问的页面,预先调入内存。如果预测较准确,那么,这种策略显然是很有吸引力的。但目前预调页的成功率仅为50%。且这种策略主要用于进程的首次调入时,由程序员指出应该先调入哪些页。 2)请求调
2、页策略 当进程在运行中需要访问某部分程序和数据时,若发现其所在的页面不在内存,便即提出请求,由OS将其所需页面调入内存。由请示调页策略所确定调入的页,是一定会被访问的,再加之请求调页策略比较易于实现,故在目前的虚拟存储器中,大多采用此策略。但这种策略每次仅调入一页,故须花费较大的系统开销,增加了磁盘I/O的启用频率。 2、从何处调入页面 在请求分页系统中的外存分为两部分:用于存放文件的文件区和用于存放对换页面的对换区。通常,由于对换区是采用连续分配方式,而事件是采用离散分配方式,故对换区的磁盘I/O速度比文件区的高。这样,每当发生缺页请求时,系统应从何处将缺页调入内存,可分成如下三种情况: (1) 系统拥有足够的对换区空间,这时可以全部从对换区调入 所需页面,以提高调页速度。为此,在进程运行前,便须将与该进程有关的文件,从文件区拷贝到对换区。 (2) 系统缺少足够的对换区空间,这时凡是不会被修改的文件,都直接从文件区调入;而当换出这些页面时,由于它们未被修改而不必再将它们换出时,以后需要时,再从对换区调入。 (3) UNIX方式。由于与进程有关的文件都放在文件区,故凡是未运行过的页面,
3、都从文件区调入。而对于曾经运行过但又被换出的页面,由于被放在对换区,因此在下次时,应从对换区调入。由于UNIX系统允许页面共享,因此,某进程所请求的页面有可能已被其它进程调入内存,此时也就无须再从对换区调入。 3页面调入过程 每当程序所要访问的页面未在内存时, 便向CPU发出一缺页中断,中断处理程序首先保留CPU环境,分析中断原因后,转入缺页中断处理程序。该程序通过查找页表,得到该页在外在原物理 块后,如果此时内存能容纳新页,则启动磁盘I/O将所缺之页调入内存,然后修改页表。如果内存已满,则须先按照某种置换算法从内存中选出一页准备换出;如果该页未被修改过,可不必将该页写回磁盘;但如果此页已被修改,则必须将它写回磁盘,然后再把所缺的页调入内存,并修改页表中的相应表项,置其存在位“1”,并将此页表项写入快表中。在缺页调入内存后,利用修改后的页表,去形成所要访问数据的物理地址,再去访问内存数据。整个页面的调入过程对用户是透明的。 二、页面置换算法 在进程运行过程中,若其所要访问的页面不在内存而需把它们调入内存,但内存已无空闲空间时,为了保证该进程能正常运行,系统必须从内存中调出一页程序或数据
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