请求页式存储管理模拟实验与FIFO/LRU算法实现

"请求分页存储管理模拟实验源代码及实验报告" 在操作系统中，存储管理是一个关键的组成部分，它负责有效地管理和分配内存资源。本实验主要关注请求页式存储管理系统，通过编写和调试模拟程序来理解存储管理方案，特别是虚拟内存的页面淘汰算法和地址转换过程。实验使用C++语言实现，并涵盖了FIFO（先进先出）和LRU（最近最久未使用）两种常见的页面替换算法。 首先，我们来看地址流的生成。在`chushihua()`函数中，程序使用`srand(time(0))`来设置随机种子，确保每次运行都能得到不同的随机地址流。`p`表示地址流的总数，通过`12+rand()%32`随机生成一个介于12到43之间的值。接着，`for`循环生成每个地址流的值，范围在1到9之间。 接下来，我们讨论页面淘汰算法。在请求页式存储管理中，当内存中的页面不足时，需要选择一个页面进行替换。实验实现了两种常见的页面淘汰算法： 1. FIFO（First-In-First-Out）算法： FIFO算法按照页面进入内存的顺序进行替换。在`FIFO(int n)`函数中，`fifo`数组用于存储当前在内存中的页面。当一个新的页面需要被加载而内存已满时，会检查这个页面是否已经在`fifo`数组中。如果找到，`flag`设为1并跳出循环；否则，将所有页面向后移动一位，把新页面放入数组首位，同时`queye`计数器加一，表示发生了页面替换。最后，`queye`除以`p`计算命中率。 2. LRU（Least Recently Used）算法： LRU算法选择最近最久未使用的页面进行替换。在`LRU(int n)`函数中，`lru`数组同样用于存储内存中的页面。当需要替换页面时，会遍历`lru`数组查找新页面。如果找到，更新`flag1`为该页面的索引；否则，将新页面插入数组，同时将所有页面的索引向前移动一位，使得最近访问过的页面始终位于数组末尾。同样，`queye`用于计算替换次数和命中率。 这两种算法的性能差异在于，FIFO可能会导致“Belady's Anomaly”，即增加页面框数量反而降低命中率，而LRU通常能提供更好的性能，因为它更倾向于淘汰长时间未使用的页面。 地址转换过程在模拟程序中没有直接展示，但通常涉及到页表的使用。在实际系统中，当进程执行时，逻辑地址需要经过地址转换机构（如硬件页表或软件辅助）转化为物理地址。这个过程包括查找页表，确定页面是否在内存中（如果不在，则触发缺页中断），以及计算物理地址。 通过这样的模拟实验，学习者可以深入理解请求页式存储管理的工作原理，掌握页面淘汰算法的实现，以及它们对系统性能的影响。这对于理解和优化操作系统内存管理具有重要意义。