虚拟存储管理：页面置换算法模拟实现与比较

"该文档是关于操作系统课设的页面置换算法模拟实现，旨在通过C语言编程来演示和比较三种不同的页面置换算法：最佳置换算法(OPT)、先进先出算法(FIFO)和最近最久未使用算法(LRU)。设计要求包括创建虚拟存储区和内存工作区，以及计算各算法的缺页率。程序应提供一个主界面供用户选择不同的算法进行模拟。" 在请求页式存储管理中，页面置换算法是关键组成部分，用于解决当内存工作区满而需要加载新页面时，如何选择换出的页面。以下是这三种算法的详细说明： 1. **最佳置换算法(OPT)**：理论上，OPT算法会选择在未来最长时间内不会被访问的页面进行替换。这种算法能够达到最低的缺页率，但由于无法预知未来的访问情况，实际上无法实现，因此它作为衡量其他算法性能的理想标准。 2. **先进先出算法(FIFO)**：FIFO算法简单地按照页面进入内存的顺序决定淘汰哪一个页面，即最先进入的页面最先被淘汰。虽然实现简单，但FIFO可能导致Belady's Anomaly，即增加分配的物理页面数反而导致缺页率增加。 3. **最近最久未使用算法(LRU)**：LRU算法基于历史访问模式，认为最近未使用的页面在未来也最不可能被使用。因此，它会淘汰距当前时间最久未被访问的页面。LRU通常比FIFO表现更好，但在某些情况下可能不如OPT。 在设计模拟程序时，需要创建页面指针数据结构，并维护页面映像表。每个页面都有一个页号，通过数组来表示。程序运行时，首先将数据文件的第一个页面装入内存，然后根据选择的页面置换算法执行。对于每种算法，都需要记录缺页次数和总页面访问次数，以计算缺页率。 测试结果部分展示了一系列的界面截图，包括设计者信息、数据加载、算法选择、不同算法的运行结果以及退出界面。这些截图提供了用户交互和算法执行的可视化反馈。 详细设计阶段，开发者需要实现上述算法的逻辑，并确保程序具有友好的用户界面，允许用户方便地切换和比较不同算法的性能。此外，计算缺页率的准确性也是设计的重要部分，这涉及到正确跟踪页面访问历史和置换决策。通过这个课设，学生可以深入理解虚拟存储的工作原理以及页面置换算法对系统性能的影响。