存储管理实验：探索OPT、FIFO与LRU算法性能

本实验旨在通过实践操作加深对存储管理方案的理解，重点考察请求页式存储管理中的页面淘汰算法。实验者需运用Java语言编写模拟程序，实现最佳置换算法（Optimal）、先进先出算法（FIFO）和最近最少使用算法（LRU）的页面替换策略。实验的核心内容包括以下几个方面： 1. 实验目的： - 通过编写和调试程序，掌握虚存管理和不同页面淘汰算法的工作原理，如Optimal算法会优先替换当前最久未使用的页面，FIFO则按照请求顺序淘汰，LRU则是最近最少使用的页面被淘汰。 - 深入理解地址转换过程，即如何根据指令地址找到相应的内存位置，涉及到页表查找和内存分配。 2. 实验类型： - 综合性实验，要求结合高级语言（如Java）、数据结构（如数组或链表用于页表管理）以及存储管理模型的知识，实现一个全面的存储管理系统。 3. 实验示例： - 设计一个请求页式存储系统，其中页面淘汰算法采用FIFO，页面替换时简单处理，不考虑页内缓存或写回操作。程序需要处理指令地址流，区分顺序、前部和后部随机访问模式，动态调整内存页表。 4. 实验步骤： - 输入指令地址流，选择页面大小和页表长度。 - 访问每个地址时，计算页号，检查是否在主存。若不在，根据页面淘汰算法进行替换。 - 输出页面替换过程，统计缺页中断次数和缺页中断率，以便比较不同算法的性能。 5. 编程任务： - 完成Java代码实现，包括用户界面交互，选择输入方式（手动、随机或测试序列），以及根据算法逻辑执行页面替换操作。 6. 要求与参考： - 需要编写代码以可视化页面置换的变化过程，直观展示算法的运作。 - 对比分析三种算法的性能差异，例如缺页中断次数和中断率，评估其在不同场景下的效率和资源利用率。 通过本次实验，学生不仅能提升编程技能，还能深入了解虚拟内存管理和页面替换策略在实际应用中的作用，以及不同算法的适用性和局限性。