软件工程日报（4.1）

时长：一个小时

题目：

8-4 【Python0005】模拟页面调度LRU算法

分数 10

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作者 doublebest

单位 石家庄铁道大学

【题目描述】所谓LRU算法，是指在发生缺页并且没有空闲主存块时，把最近最少使用的页面换出主存块，腾出地方来调入新页面。
问题描述：一进程获得n个主存块的使用权，对于给定的进程访问页面次序，问当采用LRU算法时，输出发生的缺页次数。
【练习要求】请给出源代码程序和运行测试结果，源代码程序要求添加必要的注释。
【输入格式】在第一行中输入进程获得使用权的主存块数量n。
在第二行中输入进程访问页面的次序，各数据之间以空格为间隔。
【输出格式】输出对于给定的n和进程访问页面的次序，输出采用LRU算法时的缺页次数。
【输入样例】3
1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5
【输出样例】7

代码量：

from collections import OrderedDict

def lru_page_faults(page_sequence, memory_size):

    # 初始化一个OrderedDict来存储当前在内存中的页面及其访问时间（这里用索引表示时间）
    memory = OrderedDict()
    # 缺页计数器
    page_faults = 0

    for page in page_sequence:
        # 如果页面已经在内存中，更新其访问时间（移到末尾）
        if page in memory:
            del memory[page]  # 移除旧记录，以便重新插入时放于末尾
        else:
            # 如果内存已满，移除最久未使用的页面（即最前面的页面）
            if len(memory) == memory_size:
                memory.popitem(last=False)  # 移除最早访问的页面
                page_faults += 1  # 发生缺页
            else:
                page_faults += 1  # 新的页面访问，且内存未满，也计为缺页

        # 将当前页面加入到内存中（表示最近访问）
        memory[page] = None

    return page_faults

# 示例
page_sequence = [1, 2, 3, 4, 2, 1, 5, 6, 2, 3]
memory_size = int(input("请输入主存块数量n（n>1）："))
print("缺页次数:", lru_page_faults(page_sequence, memory_size))