请解释操作系统中的存储管理机制，如何实现一个基本的虚拟内存页面置换算法，并提供相应的代码示例？

在操作系统中，存储管理是至关重要的组成部分，它包括了内存分配、虚拟内存管理、页面置换算法等多个方面。虚拟内存管理允许计算机系统运行比实际物理内存大得多的程序。为了深入理解这一概念，并设计一个简单的页面置换算法，可以参考《中南大学CSU操作系统课程设计详解：理论与实践》中的相关章节。

参考资源链接：[中南大学CSU操作系统课程设计详解：理论与实践](https://wenku.csdn.net/doc/6401ac56cce7214c316eb7a1?spm=1055.2569.3001.10343)

虚拟内存系统通常采用页面为单位来分配和管理内存。当程序需要访问的数据不在物理内存中时，就会发生页面错误（page fault），此时操作系统必须从磁盘上将所需的页面调入内存。如果物理内存已满，操作系统就需要选择一个页面并将其换出，为新页面腾出空间，这个过程就是页面置换。常见的页面置换算法包括先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）和时钟（CLOCK）算法等。

例如，我们可以通过C语言实现一个简单的FIFO页面置换算法。以下是一个简化的代码示例：

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

#define PAGE_SIZE 4
#define FRAME_SIZE 3

int *frames; // 存储当前页面的数组
int pages[PAGE_SIZE] = {7, 0, 1, 2}; // 要访问的页面序列

void init_frames() {
    frames = (int*)malloc(FRAME_SIZE * sizeof(int));
    for (int i = 0; i < FRAME_SIZE; i++) {
        frames[i] = -1; // 初始化时无页面
    }
}

void add_frame(int page) {
    for (int i = 0; i < FRAME_SIZE; i++) {
        if (frames[i] == -1) {
            frames[i] = page;
            return;
        }
    }
}

void replace_frame(int page) {
    int oldest = 0;
    for (int i = 0; i < FRAME_SIZE; i++) {
        if (frames[i] < frames[oldest]) oldest = i;
    }
    frames[oldest] = page;
}

void print_frames() {
    for (int i = 0; i < FRAME_SIZE; i++) {
        printf(

参考资源链接：[中南大学CSU操作系统课程设计详解：理论与实践](https://wenku.csdn.net/doc/6401ac56cce7214c316eb7a1?spm=1055.2569.3001.10343)