虚拟存储管理：请求页式系统与页面置换算法

"操作系统实验4存储管理文档主要探讨了虚拟存储技术中的请求页式存储管理，包括实验目的、实验指导以及几种页面置换算法的计算和命中率分析。实验旨在通过模拟设计，帮助理解虚拟存储技术的特点和页面置换算法的工作原理。" 在请求页式存储管理系统中，内存空间有限，而用户的程序可能远大于实际可用内存，因此需要一种策略来决定何时将哪些页面调入内存，以及如何在页面替换时选择合适的页面。实验的目的在于让参与者深入理解这一过程，并掌握FIFO（先进先出）、LRU（最近最少使用）、OPT（最佳淘汰）以及LFR（最少访问页面）和NUR（最近最不经常使用）这几种常见的页面置换算法。 实验指导部分详细阐述了如何生成一个模拟指令序列，其中50%的指令按顺序执行，另外50%均匀分布于地址的前半部分和后半部分。页面大小设定为1KB，用户内存容量可以从4页到32页不等，用户虚存容量为32KB，320条指令在虚存中被分为32页。计算命中率时，页面失效次数是指访问的指令对应的页面不在内存的情况。 页面置换算法的选择对于系统的性能至关重要。FIFO算法简单但效率不高，因为它倾向于替换最早进入内存的页面，即使这些页面可能是频繁使用的。LRU算法则是根据页面的历史使用情况，优先替换最近最少使用的页面。OPT算法理论上最优，因为它总是能预测未来最不常用的页面，但在实际操作中很难实现。LFR和NUR是两种基于访问频率的策略，它们尝试避免那些访问频率低或者近期访问频率下降的页面。 实验的具体任务是设计一个虚拟存储区和内存工作区，然后用上述算法来计算访问命中率。这通常涉及编程实现，模拟页面的调入调出过程，并记录页面失效次数。在Linux或UNIX系统中，可以使用内置的随机数生成函数如`rand()`来辅助实验。 通过这个实验，学生不仅可以学习到存储管理的基础知识，还能实际操作和比较不同页面置换算法的效果，从而更好地理解虚拟存储系统的运作机制。