运用c语言设计一个虚拟存储区和一个内存工作区，并使用下述常用页面置换算法计算访问命中率：（1）先进先出FIFO算法。（2）最近最久未使用LRU算法。（3）最优OPT算法。

好的，我可以为您提供一个基于C语言的实现示例。首先，我们来定义一些常量和结构体类型：

#define MAX_PAGE_NUM 100  // 虚拟存储区的最大页面数
#define MAX_MEM_SIZE 10   // 内存工作区的最大大小

// 页面结构体
typedef struct {
    int pageno;  // 页面编号
    int time;    // 访问时间
} Page;

// 内存工作区结构体
typedef struct {
    int size;        // 内存工作区的大小
    int count;       // 当前内存工作区中的页面数
    Page pages[MAX_MEM_SIZE];  // 存储页面的数组
} Mem;

// 虚拟存储区结构体
typedef struct {
    int size;        // 虚拟存储区的大小
    int count;       // 当前虚拟存储区中的页面数
    int pages[MAX_PAGE_NUM];  // 存储页面的数组
} Vmem;

接下来，我们分别实现三种页面置换算法的函数：

1. 先进先出FIFO算法：

// 先进先出FIFO算法
void fifo(Mem *mem, Vmem *vmem, int pageno) {
    // 判断页面是否在内存中
    int i;
    for (i = 0; i < mem->count; i++) {
        if (mem->pages[i].pageno == pageno) {
            mem->pages[i].time = time++;  // 更新访问时间
            return;  // 命中，直接返回
        }
    }
    // 缺页，需要进行页面置换
    if (mem->count < mem->size) {  // 内存工作区还有空闲位置
        mem->pages[mem->count].pageno = pageno;
        mem->pages[mem->count].time = time++;
        mem->count++;
    } else {  // 内存工作区已满，需要置换页面
        int min_time = mem->pages[0].time;
        int min_index = 0;
        for (i = 1; i < mem->count; i++) {
            if (mem->pages[i].time < min_time) {
                min_time = mem->pages[i].time;
                min_index = i;
            }
        }
        mem->pages[min_index].pageno = pageno;
        mem->pages[min_index].time = time++;
    }
}

2. 最近最久未使用LRU算法：

// 最近最久未使用LRU算法
void lru(Mem *mem, Vmem *vmem, int pageno) {
    // 判断页面是否在内存中
    int i;
    for (i = 0; i < mem->count; i++) {
        if (mem->pages[i].pageno == pageno) {
            mem->pages[i].time = time++;  // 更新访问时间
            return;  // 命中，直接返回
        }
    }
    // 缺页，需要进行页面置换
    if (mem->count < mem->size) {  // 内存工作区还有空闲位置
        mem->pages[mem->count].pageno = pageno;
        mem->pages[mem->count].time = time++;
        mem->count++;
    } else {  // 内存工作区已满，需要置换页面
        int min_time = mem->pages[0].time;
        int min_index = 0;
        for (i = 1; i < mem->count; i++) {
            if (mem->pages[i].time < min_time) {
                min_time = mem->pages[i].time;
                min_index = i;
            }
        }
        mem->pages[min_index].pageno = pageno;
        mem->pages[min_index].time = time++;
    }
}

3. 最优OPT算法：

// 最优OPT算法
void opt(Mem *mem, Vmem *vmem, int pageno) {
    // 判断页面是否在内存中
    int i;
    for (i = 0; i < mem->count; i++) {
        if (mem->pages[i].pageno == pageno) {
            mem->pages[i].time = time++;  // 更新访问时间
            return;  // 命中，直接返回
        }
    }
    // 缺页，需要进行页面置换
    if (mem->count < mem->size) {  // 内存工作区还有空闲位置
        mem->pages[mem->count].pageno = pageno;
        mem->pages[mem->count].time = time++;
        mem->count++;
    } else {  // 内存工作区已满，需要置换页面
        int max_time = 0;
        int max_index = 0;
        for (i = 0; i < mem->count; i++) {
            int j;
            int found = 0;
            for (j = 0; j < vmem->count; j++) {
                if (mem->pages[i].pageno == vmem->pages[j]) {
                    found = 1;
                    break;
                }
            }
            if (!found) {  // 如果页面在未来的访问序列中不会再次使用
                max_index = i;
                break;
            }
            if (mem->pages[i].time > max_time) {
                max_time = mem->pages[i].time;
                max_index = i;
            }
        }
        mem->pages[max_index].pageno = pageno;
        mem->pages[max_index].time = time++;
    }
}

最后，我们编写一个简单的测试程序来测试这些页面置换算法的效果：

#include <stdio.h>

#define MAX_PAGE_NUM 100
#define MAX_MEM_SIZE 10

typedef struct {
    int pageno;
    int time;
} Page;

typedef struct {
    int size;
    int count;
    Page pages[MAX_MEM_SIZE];
} Mem;

typedef struct {
    int size;
    int count;
    int pages[MAX_PAGE_NUM];
} Vmem;

void fifo(Mem *mem, Vmem *vmem, int pageno) {
    // ...
}

void lru(Mem *mem, Vmem *vmem, int pageno) {
    // ...
}

void opt(Mem *mem, Vmem *vmem, int pageno) {
    // ...
}

int main() {
    int i;
    int pageno;
    Vmem vmem = {10, 0, {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}};
    Mem mem = {3, 0, {{0, 0}, {0, 0}, {0, 0}}};  // 内存工作区初始化为空
    // 使用FIFO算法计算访问命中率
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        pageno = vmem.pages[i % 10];  // 访问序列为1~10的循环序列
        fifo(&mem, &vmem, pageno);
    }
    printf("FIFO: %.2f%%\n", (float)(10 - mem.count) / 10 * 100);
    // 使用LRU算法计算访问命中率
    time = 0;  // 重置访问时间
    mem.count = 0;  // 重置内存工作区
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        pageno = vmem.pages[i % 10];  // 访问序列为1~10的循环序列
        lru(&mem, &vmem, pageno);
    }
    printf("LRU: %.2f%%\n", (float)(10 - mem.count) / 10 * 100);
    // 使用OPT算法计