模拟FIFO页面置换算法：缺页率分析与工作点探索

本次实验旨在深入理解请求页式存储管理中的页面置换算法，特别是FIFO（First-In-First-Out，先进先出）算法。在浙江理工大学的背景下，学生被要求熟悉并实现这个算法，通过模拟程序来观察其在固定物理页面数量下的运行效果。实验的关键步骤包括： 1. 理论学习与算法理解：首先，学生需要掌握FIFO页面置换算法的基本原理，即每当一个页面被替换出内存时，新访问的页面将被优先加载。在页面访问序列随机且足够长（通常超过35个页面）的情况下，算法的执行过程会因为页面替换策略而产生不同的缺页行为。 2. 模拟程序实现：学生需要编写一个模拟程序，该程序能够根据随机生成的页面访问序列执行FIFO算法，实时显示页面分配状态和缺页率。这一步涉及到了内存管理的细节，如追踪哪些页面在内存中，哪些页面被替换，以及何时发生缺页。 3. 性能评估：通过改变物理页面的数量，记录并分析不同配置下的缺页率。实验者需要创建一张“物理页面/缺页率”曲线图，找出工作点（Operating point），也就是缺页率最低的物理页面数量，这是衡量算法效率的一个重要指标。 4. 数据分析与可视化：将实验结果整理成Excel表格，并以此为基础绘制图形，直观展示不同页面数下缺页率的变化趋势。同时，提供一个清晰的DOS运行结果图，显示完整随机页面序列，以及缺页率曲线图和操作点的位置。 5. 实验报告撰写：在实验报告中，学生需详细阐述FIFO算法的工作原理，可以使用流程图或伪代码的形式进行解释。此外，还需分享运行过程中关键的中间结果和最终的曲线图，以及从实验中学到的心得体会，如算法的优缺点，以及对未来学习和研究的启示。 通过这个实验，参与者不仅掌握了FIFO页面置换算法的实施，还提升了数据可视化和问题解决的能力，有助于理解和优化内存管理策略，为后续的系统设计和优化打下坚实基础。