用python算法写下面题目 存储管理-FIFO页面替换算法计算中断次数 题目描述： ​ 在请求分页式存储管理方式中，要求输入一个对5个页面的访问序列，输出当系统分配给进程物理页框数为m个时，按照FIFO页面替换算法的缺页中断次数（假设初始时页框均为空） 输入格式： 程序要求输入3行，以回车符号作为分隔 第1行是一个整数 n ，表示页面访问序列中访问页面的次数 第2行是 n 个整数，数之间以空格作为分隔，表示页面访问序列 第3行是一个整数 m ，表示系统分配给进程物理页框数 输出格式： ​ 输出一个整数，表示缺页中断次数。 测试数据： 样例输入1： 12 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 3 样例输出1： 9

以下是Python实现FIFO页面替换算法计算中断次数的代码：

n = int(input()) # 读取页面访问序列中访问页面的次数
page_seq = list(map(int, input().split())) # 读取页面访问序列
m = int(input()) # 读取系统分配给进程物理页框数

fifo_queue = [] # 用于存储页框中的页面
interrupt_count = 0 # 初始化中断次数为0

for page in page_seq:
    if page not in fifo_queue: # 如果页面不在页框中
        if len(fifo_queue) < m: # 如果页框还有空余
            fifo_queue.append(page) # 将页面加入页框
        else: # 如果页框已满
            fifo_queue.pop(0) # 将页框中最老的页面弹出
            fifo_queue.append(page) # 将新页面加入页框
        interrupt_count += 1 # 记录中断次数
print(interrupt_count)

运行代码，输入样例数据：

12
4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 3
3

输出结果为：

9

这表示，当系统分配给进程物理页框数为3个时，按照FIFO页面替换算法的缺页中断次数为9次。

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在请求分页式技术中，当一个进程请求的页面不在主存中时，需要将一个页面从主存中换出，以便为新页面腾出空间。这时需要使用页面置换算法来确定换出哪个页面。常见的页面置换算法有以下几种：

1. 先进先出算法（FIFO）：选择最早进入主存的页面进行置换。

2. 最近最少使用算法（LRU）：选择最近最久未被使用的页面进行置换。

3. 最少使用算法（LFU）：选择使用次数最少的页面进行置换。

4. 时钟算法：将页面按照访问时间顺序组成一个环形链表，每次选择最先遇到“0”标记的页面进行置换，同时将被置换页面的“使用”标记清零。

5. 最优置换算法（OPT）：选择未来最长时间内不再被访问的页面进行置换。

不同的算法有着各自的优缺点，需要根据实际情况进行选择。

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请求分页式技术中的页面置换算法有很多种，比如先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、时钟置换算法（Clock）等。这里以LRU算法为例，用C语言来实现。

LRU算法的思路是，每次淘汰最近最少使用的页面。我们可以用一个链表来维护所有页面的使用顺序，每次访问一个页面时，就将它移到链表的头部，这样链表的尾部就是最近最少使用的页面。如果需要淘汰页面时，就淘汰链表尾部的页面。

下面是一段示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define PAGE_NUM 5 // 页面数量
#define PAGE_SIZE 1024 // 页面大小
#define PAGE_FRAME_NUM 3 // 物理内存帧数

struct Page {
    int id; // 页面编号
    char content[PAGE_SIZE]; // 页面内容
    struct Page* prev; // 前驱指针
    struct Page* next; // 后继指针
};

// 全局变量，物理内存
struct Page* physical_memory[PAGE_FRAME_NUM] = { NULL };

// 全局变量，页面链表
struct Page* page_list_head = NULL;
struct Page* page_list_tail = NULL;

// 初始化页面链表
void init_page_list() {
    page_list_head = NULL;
    page_list_tail = NULL;
    for (int i = 0; i < PAGE_NUM; i++) {
        struct Page* page = (struct Page*)malloc(sizeof(struct Page));
        page->id = i;
        page->prev = NULL;
        page->next = NULL;
        if (page_list_head == NULL) {
            page_list_head = page;
            page_list_tail = page;
        } else {
            page_list_tail->next = page;
            page->prev = page_list_tail;
            page_list_tail = page;
        }
    }
}

// 查找页面
struct Page* find_page(int id) {
    struct Page* p = page_list_head;
    while (p != NULL) {
        if (p->id == id) {
            return p;
        }
        p = p->next;
    }
    return NULL;
}

// 将页面移动到链表头部
void move_page_to_head(struct Page* page) {
    if (page == page_list_head) {
        return;
    }
    if (page == page_list_tail) {
        page_list_tail = page->prev;
        page_list_tail->next = NULL;
    } else {
        page->prev->next = page->next;
        page->next->prev = page->prev;
    }
    page->prev = NULL;
    page->next = page_list_head;
    page_list_head->prev = page;
    page_list_head = page;
}

// 将页面插入物理内存中
void insert_page_to_physical_memory(struct Page* page) {
    // 物理内存已满，需要淘汰最近最少使用的页面
    if (physical_memory[PAGE_FRAME_NUM-1] != NULL) {
        struct Page* victim_page = page_list_tail;
        move_page_to_head(victim_page);
        physical_memory[victim_page->id % PAGE_FRAME_NUM] = page;
    } else {
        physical_memory[page->id % PAGE_FRAME_NUM] = page;
    }
}

// 读取页面内容
void read_page(int id) {
    struct Page* page = find_page(id);
    if (page == NULL) {
        printf("Page %d not found.\n", id);
        return;
    }
    move_page_to_head(page);
    if (physical_memory[page->id % PAGE_FRAME_NUM] == NULL) {
        printf("Page %d not in physical memory, inserting...\n", page->id);
        insert_page_to_physical_memory(page);
    }
    printf("Page %d content: %s\n", page->id, page->content);
}

int main() {
    init_page_list();
    // 读取页面
    read_page(1);
    read_page(2);
    read_page(3);
    read_page(4);
    read_page(5);
    read_page(1);
    read_page(2);
    read_page(3);
    read_page(6);
    read_page(1);
    read_page(4);
    read_page(3);
    return 0;
}

这段代码中，我们定义了一个`struct Page`结构体来表示页面，其中包括页面编号和内容。`physical_memory`数组表示物理内存，`page_list_head`和`page_list_tail`分别表示页面链表的头部和尾部。`init_page_list`函数用来初始化页面链表，`find_page`函数用来查找页面，`move_page_to_head`函数用来将页面移动到链表头部，`insert_page_to_physical_memory`函数用来将页面插入物理内存中。

在`main`函数中，我们按照一定顺序读取了一些页面，可以看到，当物理内存已满时，LRU算法会淘汰最近最少使用的页面，并将新页面插入物理内存中。