模拟请求分页存储管理：FIFO与LRU算法实验及缺页率分析

本实验专注于操作系统中的存储管理，具体涉及请求分页技术和页面置换算法。实验的主要目的是让学生通过实际操作理解虚拟存储技术，特别是先进先出(FIFO)和最近最久未使用(LRU)两种常见的页面置换策略。实验内容包括以下几个部分： 1. 实验目的： - 理解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法，如FIFO和LRU。 - 通过模拟实际场景，生成50次随机的页面访问序列（页号范围为0-100），评估在给定物理块数（3-5个）的情况下，两种算法的缺页率。 2. 实验内容： - 生成页面访问序列：利用随机数生成工具生成一组包含50次访问的页面编号列表。 - 置换算法模拟： - FIFO (First-In, First-Out)：使用队列数据结构模拟页面置换过程，当需要访问的页面不在物理内存中时，替换掉最早被加载的页面。 - LRU (Least Recently Used)：记录页面的使用历史，当需要访问的页面不存在时，替换掉最近最少使用的页面。 - 缺页率计算：对两种算法分别计算在内存物理块数限制下，缺失页面的比例。 3. 实验步骤： - 需求分析：明确实验需求，包括生成随机页面访问序列和计算不同置换算法的缺页率。 - 概要设计：设计实验的整体框架和主要模块，但此处没有详细列出。 - 详细设计： - 数据结构：使用Queue结构体表示物理块，其中包含页号和链接指针，用于FIFO算法。 - 函数实现： - CteateRand()：生成随机页面访问序列，并输出结果。 - AssignB(n)：分配物理块，根据n创建队列链表。 - FIFO(a[])：实现FIFO算法，查找并替换页面。 - LRU算法略，因为未在提供的部分中给出，但同样会涉及到链表操作和页面替换。 总结来说，这个实验要求学生动手实践操作系统中的存储管理，通过模拟真实的页面访问和置换操作，理解和评估不同策略的性能。同时，它还锻炼了数据结构的运用以及算法设计和分析能力。在完成实验后，学生不仅能深入理解虚拟存储和页面置换的概念，还能提升问题解决和编程技能。