模拟请求页式虚存管理：C++实现FIFO与LRU算法性能比较

实验3虚拟存储器管理是淮海工学院计算机科学系《操作系统原理》课程中的一个重要实践环节。该实验的核心目标是模拟请求页式虚拟内存管理系统中的页面置换策略，通过C/C++语言编程实现FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）两种算法。实验者需要构建一个拥有10个虚页的进程模型，这些虚页会按照随机或预先设定的访问序列进行操作。 实验的关键组成部分包括： 1. 虚页与实页的表示：设计中使用C/C++语言的结构体来表示虚页和实页，虚页结构中包含虚页号pn（0-9）、实页号pfn（-1表示未装入，非-1表示装入的实页号），以及在LRU算法中记录最近访问时间的time字段。实页结构则包括pn、pfn（根据动态分配的实页数量确定范围）、以及一个指向其他实页的链表结构（next）。 2. 页面置换算法：实验要求实现FIFO和LRU算法。FIFO算法按访问顺序淘汰最旧的页面，而LRU算法则倾向于淘汰最长时间未被访问的页面。这两种算法通过比较pfn值和time值来决定替换哪个页面。 3. 命中率计算：为了评估算法性能，实验程序需要统计20次虚页访问中的命中次数。这通过一个名为count的计数器实现，每当访问的虚页已经装入实页时，count加1。最后，页面命中率计算公式为命中次数除以总访问次数的百分比。 4. 实页分配与稳定性比较：实验允许用户调整进程的实页数，以此来研究不同算法在不同资源分配下的稳定性和效率。通过比较使用不同实页数情况下两种算法的表现，可以得出它们在不同场景下的优劣。 这个实验不仅锻炼了学生的编程技能，还加深了他们对虚拟内存管理和页面置换算法的理解，有助于他们掌握操作系统底层工作原理。通过实际操作，学生能够更直观地看到算法在真实情境中的运行效果，并从中学习如何优化内存管理以提高系统性能。