Java实现请求分页存储管理

"该文档提供了一个Java代码实现，用于模拟操作系统的请求分页存储管理。Page类被设计来表示一个页面，包含页号、物理块号、状态位、访问字段、修改位和外存地址等关键属性。" 在操作系统中，请求分页存储管理是一种内存管理策略，它将进程的虚拟内存划分为固定大小的块，称为页面，而实际的物理内存也分割成相同大小的块，称为物理块。这种策略的主要目标是解决内存碎片问题，并通过引入缺页中断机制来处理页面不在内存中的情况。 请求分页系统的关键组成部分包括以下几个方面： 1. **页面（Page）**: 文档中的Page类正是模拟页面的数据结构。它包含以下属性： - `pageNumber`: 代表页面的逻辑编号，在进程的地址空间中。 - `physicalNumber`: 表示页面对应的物理块号，在实际内存中。 - `state`: 用于标记页面当前是否在内存中，通常用`true`表示在内存，`false`表示不在内存。 - `visitCount`: 访问计数器，记录页面被访问的次数，用于替换算法如LRU（最近最少使用）。 - `change`: 修改位，如果页面内容在内存中被修改过，这个标志会被设置为`true`。 - `CRTAddress`: 对应于磁盘上的页面位置，即在外存的地址。 2. **页表**: 页表是操作系统维护的一个数据结构，它记录了每个逻辑页面映射到的物理页面信息。在Java代码中，页表可能由一个包含Page对象的集合表示。 3. **缺页中断**: 当进程试图访问一个不在内存中的页面时，会发生缺页中断。这时，操作系统会根据某种替换算法（如LRU、FIFO等）选择一个页面淘汰出内存，然后将所需页面加载进来。 4. **替换算法**: 选择被淘汰的页面策略至关重要，文档中虽然没有直接提到替换算法，但访问计数器`visitCount`暗示可能会实现LRU算法，因为LRU基于页面的访问历史来进行决策。 5. **页错误（Page Fault）**: 当处理器尝试访问一个不在内存中的页面时，会产生页错误。操作系统捕获这个异常，然后执行页面替换并恢复执行。 6. **内存分配与回收**: 页面的分配和回收是请求分页系统的一部分，需要有效地管理物理内存资源。 7. **地址转换**: 操作系统需要提供一种机制，将进程的逻辑地址转换为物理地址。这通常由硬件的页表寄存器和地址变换机构完成。 这份Java代码模拟了请求分页存储管理系统的核心组件，包括页面数据结构和可能的页面替换策略。通过这个模拟，可以理解和测试不同的内存管理策略对系统性能的影响。