黄泽波：操作系统课程设计 - 页面置换算法模拟与性能比较

黄泽波同学在2019年软件工程专业的操作系统课程设计中，针对“页面置换算法模拟实现”这一主题进行了深入研究。他的设计目标是通过模拟请求页式存储管理中的三种页面置换算法——先进先出（FIFO）、理想型淘汰算法（OPT）和最近最久未使用算法（LRU），来理解和掌握这些算法的工作原理及其在虚拟存储管理中的应用。 设计内容主要包括以下几个关键部分： 1. **系统需求分析**： - 黄泽波明确了系统需要模拟三种页面置换算法的过程，通过图表和动画的方式直观地展示算法执行步骤。 - 动画和图表被用来呈现算法运行时内存页面的变化情况，以及不同内存容量下各算法的缺页率比较。 2. **系统结构设计**： - 系统架构分为算法模块、动画模块和图表模块。算法模块负责模拟三种算法，动画模块则展示了算法执行的动态过程，最后，图表模块用折线图形式展示了缺页率的对比分析。 3. **数据结构与实现**： - 黄泽波设计了基础的数据结构，如页面类、页表类和内存类。页表类充当页面共享池，使用策略模式实现算法的抽象，具体算法作为PageReplacement类的子类。他还提供了页面、页表和内存类的类图设计，展示其内部逻辑。 在实现阶段，黄泽波特别关注了OPT算法的模拟，这是一个理想化的淘汰算法，通常用于教学和理论分析，因为它在某些情况下能实现零缺页。通过这种方式，他不仅锻炼了编程技能，也深化了对虚拟存储管理和内存管理的理解。 在整个过程中，黄泽波面临的问题包括设计结构不够清晰和冗余代码，这可能意味着他在设计初期可能没有充分考虑到模块间的耦合度，或者在编码过程中需要进行代码优化。通过这个项目，他学习了如何有效地组织代码结构，提高代码的可读性和复用性，这对于未来的软件开发是非常有价值的实践经验。 黄泽波的课程设计涵盖了从理论分析到实践操作的过程，通过模拟算法和可视化工具，使抽象的概念变得具体和易于理解，这有助于深化对操作系统中页面置换算法的理解和应用能力。