C语言实现的FIFO与LRU页面置换算法模拟

"该资源是一个关于页面转换算法的模拟实验报告，主要涉及操作系统中的虚拟存储器管理，特别是请求页式虚拟存储。实验中使用C语言实现了FIFO（先进先出）和LRU（最近最久未用）两种页面置换算法，并通过随机生成或预设的页地址流来模拟进程的运行。实验目标是理解和比较不同页面调度算法的性能，通过调整分配给进程的实际页面数量来观察页面命中率的变化。" 在虚拟存储系统中，由于物理内存的限制，不是所有虚拟页面都可以同时驻留在内存中。因此，需要使用页面置换算法来决定当发生缺页中断时，应该替换哪个页面。这个实验模拟了这一过程。 FIFO算法是最简单的页面置换策略，它按照页面进入内存的顺序进行淘汰，即最先进入内存的页面优先被替换。在这个实验中，每个页面结构包含虚页号(pn)、实页号(pfn)和一个未使用的"time"字段。 LRU算法则更复杂，它基于历史访问频率来决定页面替换。在LRU中，"time"字段用于记录页面的最近访问时间。每次访问页面时，计数器(countime)递增，并更新相应页面的时间戳。当需要选择一个页面进行替换时，会选择时间戳最早的（即最久未被访问的）页面。实验中，为了实现LRU，需要维护一个实页链表，每个页面结构包含虚页号(pn)、实页号(pfn)和指向下一个实页的指针(next)。 实验要求统计20次虚拟页面访问中的命中次数，通过一个名为count的计数器来跟踪。如果访问的页面已经存在于内存（pfn不为-1），则命中计数器count增加。最终的页面命中率是count除以20乘以100%。 通过改变分配给进程的实页数，实验可以对比FIFO和LRU两种算法的性能差异，特别是在处理页面访问局部性不同的工作负载时。通常，LRU被认为比FIFO更能适应实际的访问模式，因为它能够更好地预测未来访问的可能性，但实现上也更复杂。 这个实验旨在让学生深入理解虚拟存储系统的工作原理，尤其是页面调度算法的重要性，以及它们如何影响系统的性能。通过亲自动手实现和测试，学生可以直观地看到理论知识在实际应用中的效果。