（1）假设每个页面可存放10条指令，分配给一作业的内存数为4. （2）用C语言模拟一作业的执行过程，该作业共有320条指令，即它的地址空间为32页，目前它的所有页面都还未调入内存。在模拟过程中，如果所访问的指令已在内存，则显示其物理地址，并转下一条指令。如果所访问的指令还未装入内存，则发生缺页，此时须记录缺页的次数，并将相应页调入内存；如果4个内存块中均装入该作业，则需要进行页面置换；最后显示其物理地址，并转下一条指令。在所有320条指令执行完后，请计算并显示作业运行过程中发生的缺页率。 （3）置换算法请分别考虑OPT、FIFO和LRU算法。 （4）作业中指令的访问次序按下述原则生成： 50%的指令是顺序执行的； 25%的指令是均匀分布在前地址部分； 25%的指令是均匀分布在后地址部分； 具体的实施办法是： ①在[0,319]之间随机选取一条开始执行指令，其序号为m； ②顺序执行下一条指令，即序号为m+1的指令； ③通过随机数，跳转到前地址部分[0,m-1]中的某条指令处，其序号为； ④顺序执行下一条指令，即序号为+1; ⑤通过随机数，跳转到后地址部分[+2,319]中的某条指令处，其序号为； ⑥顺序执行下一条指令，即序号为+1; ⑦重复跳转到前地址部分、顺序执行、跳转到后地址部分、顺序执行的过程，直至320条指令执行完。

为了模拟作业的执行过程，我们可以使用一个数组来保存作业的所有指令，另外再定义一个长度为4的数组来模拟内存中的页面。具体的C语言实现如下：

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

#define PAGE_SIZE 10 // 页面大小
#define PAGE_NUM 32 // 页面数
#define MEM_SIZE 4 // 内存大小

int job[PAGE_SIZE * PAGE_NUM]; // 作业的所有指令
int memory[MEM_SIZE]; // 内存中的页面
int page_fault = 0; // 缺页次数

// 初始化作业指令
void init_job() {
    int i;
    for (i = 0; i < PAGE_SIZE * PAGE_NUM; i++) {
        job[i] = i;
    }
}

// 获取指令对应的页面号
int get_page_num(int instruction) {
    return instruction / PAGE_SIZE;
}

// 判断页面是否在内存中
int is_page_in_memory(int page_num) {
    int i;
    for (i = 0; i < MEM_SIZE; i++) {
        if (memory[i] == page_num) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

// 获取被置换页面的下标
int get_replace_index(int* used) {
    int i, index = 0;
    for (i = 1; i < MEM_SIZE; i++) {
        if (used[i] < used[index]) {
            index = i;
        }
    }
    return index;
}

// 置换页面，使用OPT算法
void replace_page_opt(int* used, int* next_use) {
    int i, j, max_gap = -1, index = 0;
    for (i = 0; i < MEM_SIZE; i++) {
        int gap = PAGE_SIZE;
        for (j = 0; j < PAGE_SIZE * PAGE_NUM; j++) {
            if (job[j] == memory[i]) {
                if (next_use[j] > i) {
                    gap = next_use[j] - i;
                }
                break;
            }
        }
        if (gap > max_gap) {
            max_gap = gap;
            index = i;
        }
    }
    memory[index] = job[next_use[memory[index]]];
}

// 置换页面，使用FIFO算法
void replace_page_fifo(int* used, int* next_use) {
    int index = 0, i;
    for (i = 1; i < MEM_SIZE; i++) {
        if (next_use[memory[i]] < next_use[memory[index]]) {
            index = i;
        }
    }
    memory[index] = job[next_use[memory[index]]];
}

// 置换页面，使用LRU算法
void replace_page_lru(int* used, int* next_use) {
    int index = get_replace_index(used);
    memory[index] = job[next_use[memory[index]]];
}

// 执行作业中的指令
void run_job() {
    int i, j = 0;
    int used[MEM_SIZE] = {0};
    int next_use[PAGE_SIZE * PAGE_NUM] = {0};
    for (i = 0; i < PAGE_SIZE * PAGE_NUM; i++) {
        next_use[i] = PAGE_SIZE * PAGE_NUM;
    }
    // 50%的指令是顺序执行的
    for (i = 0; i < PAGE_SIZE * PAGE_NUM / 2; i++) {
        int page_num = get_page_num(job[j]);
        if (is_page_in_memory(page_num)) {
            printf("物理地址：%d\n", j % PAGE_SIZE + memory[page_num] * PAGE_SIZE);
        } else {
            printf("发生缺页\n");
            page_fault++;
            if (j < MEM_SIZE) {
                memory[j] = page_num;
            } else {
                int k;
                for (k = 0; k < MEM_SIZE; k++) {
                    if (!is_page_in_memory(page_num)) {
                        memory[k] = page_num;
                        break;
                    }
                }
                if (k == MEM_SIZE) {
                    // 需要进行页面置换
                    if (i % 3 == 0) {
                        replace_page_opt(used, next_use);
                    } else if (i % 3 == 1) {
                        replace_page_fifo(used, next_use);
                    } else {
                        replace_page_lru(used, next_use);
                    }
                }
            }
        }
        used[j % MEM_SIZE] = i;
        next_use[j] = i + 1;
        j++;
    }
    // 25%的指令是均匀分布在前地址部分
    for (i = 0; i < PAGE_SIZE * PAGE_NUM / 4; i++) {
        int k = rand() % j;
        int page_num = get_page_num(job[k]);
        if (is_page_in_memory(page_num)) {
            printf("物理地址：%d\n", k % PAGE_SIZE + memory[page_num] * PAGE_SIZE);
        } else {
            printf("发生缺页\n");
            page_fault++;
            if (j < MEM_SIZE) {
                memory[j] = page_num;
            } else {
                int k;
                for (k = 0; k < MEM_SIZE; k++) {
                    if (!is_page_in_memory(page_num)) {
                        memory[k] = page_num;
                        break;
                    }
                }
                if (k == MEM_SIZE) {
                    // 需要进行页面置换
                    if (i % 3 == 0) {
                        replace_page_opt(used, next_use);
                    } else if (i % 3 == 1) {
                        replace_page_fifo(used, next_use);
                    } else {
                        replace_page_lru(used, next_use);
                    }
                }
            }
        }
        used[j % MEM_SIZE] = i;
        next_use[k] = i + 1;
        j++;
    }
    // 25%的指令是均匀分布在后地址部分
    for (i = 0; i < PAGE_SIZE * PAGE_NUM / 4; i++) {
        int k = rand() % (PAGE_SIZE * PAGE_NUM - j) + j;
        int page_num = get_page_num(job[k]);
        if (is_page_in_memory(page_num)) {
            printf("物理地址：%d\n", k % PAGE_SIZE + memory[page_num] * PAGE_SIZE);
        } else {
            printf("发生缺页\n");
            page_fault++;
            if (j < MEM_SIZE) {
                memory[j] = page_num;
            } else {
                int k;
                for (k = 0; k < MEM_SIZE; k++) {
                    if (!is_page_in_memory(page_num)) {
                        memory[k] = page_num;
                        break;
                    }
                }
                if (k == MEM_SIZE) {
                    // 需要进行页面置换
                    if (i % 3 == 0) {
                        replace_page_opt(used, next_use);
                    } else if (i % 3 == 1) {
                        replace_page_fifo(used, next_use);
                    } else {
                        replace_page_lru(used, next_use);
                    }
                }
            }
        }
        used[j % MEM_SIZE] = i;
        next_use[k] = i + 1;
        j++;
    }
}

int main() {
    srand(time(NULL));
    init_job();
    run_job();
    printf("缺页率：%f\n", (float)page_fault / (PAGE_SIZE * PAGE_NUM));
    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用了三种页面置换算法：OPT（最佳置换）、FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）。三种算法的实现都在 `replace_page_opt`、`replace_page_fifo` 和 `replace_page_lru` 函数中。其中，`used` 数组记录了每个页面最后一次被使用的时间戳，`next_use` 数组记录了每个指令下一次被使用的时间戳，用于计算页面的使用距离。在实现过程中，我们还使用了 `rand()` 函数来随机生成跳转到前地址部分和后地址部分的指令。

最后，我们在 `main` 函数中调用 `init_job()` 和 `run_job()` 函数来执行作业，并计算缺页率。注意，缺页率的计算方法是缺页次数除以总指令数。