模拟请求页式虚存管理系统：FIFO与LRU算法比较

实验3虚拟存储器管理是《操作系统原理》课程中的一个重要实践环节，旨在让学生理解并应用虚拟内存管理策略。在这个实验中，参与者需使用C/C++语言编写程序，模拟一个拥有10个虚页的进程在有限数量的实页中运行。主要任务包括： 1. **实验目的与要求**： - 目标是模拟请求页式虚拟内存管理系统，观察FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）两种页面置换算法的效果。 - 程序需要实时显示页面置换过程，并输出访问结束时的页面命中率。 - 通过调整实页数，分析不同算法在内存管理上的稳定性。 2. **实验内容**： - 编程实现一个进程，其访问的虚页地址由程序随机生成或者读取自文件。 - 使用FIFO和LRU算法处理缺页中断，当访问到未装入的虚页时，根据算法选择合适的实页进行置换。 - 程序需跟踪命中次数，计算20次虚页访问中的命中率。 3. **数据结构设计**： - 虚页结构包含虚页号pn（0-9）、实页号pfn（-1表示未装入，pfn表示装入的实页号），以及LRU算法使用的最近访问时间。 - 实页结构包含虚页号pn、当前所在的实页号pfn，以及一个指向其他实页的链表指针next，用于构建实页链表。 4. **性能评估**： - 通过计数器count跟踪命中次数，以计算页面命中率，即实际命中页面次数除以总访问次数。 5. **实验技巧与注意事项**： - 在设计过程中，理解虚页和实页之间的映射关系，以及如何利用数据结构高效地进行页面替换。 - 比较FIFO和LRU算法的性能差异，考虑它们在内存使用效率和响应时间方面的优劣。 这个实验不仅涉及理论知识的应用，还锻炼了学生的编程能力、算法理解和问题解决技巧，同时深化了他们对虚拟内存管理的理解。通过实际操作，学生能够更好地掌握虚拟内存管理在操作系统中的关键作用。