FIFO与LRU页面置换算法模拟与实现：基于虚拟存储器原理

本课程设计报告聚焦于操作系统中的页面置换算法模拟，主要探讨了两种常见的算法：FIFO（First-In-First-Out，先进先出）和 LRU（Least Recently Used，最近最久未使用）。FIFO算法的基本思想是根据页面调入内存的时间顺序来决定淘汰，即淘汰最早进入内存的页面，以保持内存的活跃页面最新。这种算法的实现相对简单，通过维护一个页面队列和替换指针，确保总是淘汰最老的页面。 另一方面，LRU算法则是基于程序执行的局部性原理设计的，它倾向于淘汰长时间未被访问的页面，从而提高内存的利用率。这种算法更加注重动态地跟踪页面访问频率，当需要替换时，会选择最近最少使用的页面。 在课程设计中，首先回顾了虚拟存储器的相关概念，如虚拟存储器的引入背景、局部性原理（包括时间局限性和空间局限性）、以及虚拟存储器的不同实现方式，如分页请求系统和请求分段系统。这些理论知识为理解页面置换算法提供了基础。 页面分配策略也是关键部分，包括平均分配、按比例分配和考虑优先级的分配，这些方法决定了页面在物理内存中的布局，对于正确实施页面置换算法至关重要。 页面置换算法作为内存管理的重要组成部分，对于优化系统性能和避免频繁的磁盘I/O操作有直接影响。通过对FIFO和LRU算法的模拟实现，学生能够深入理解这两个经典算法的工作原理，同时也能体验到操作系统底层的内存管理机制。 报告还可能包含了程序设计的具体实现步骤，包括数据结构的设计、算法的编码以及如何处理页面替换事件。运行截图可以展示算法在特定情境下的效果，而参考程序可能展示了其他开发者或教材中的实现方法，供学习者参考。 最后，结果分析部分会根据实际运行的结果，对比两种算法的表现，讨论其优缺点，并结合心得体会总结整个课程设计的学习收获。这不仅提升了学生的编程技能，也锻炼了他们的问题解决和理论与实践相结合的能力。