请求页式管理：FIFO与LFU置换算法的缺页中断率实验

请求页式管理的页面置换算法是一种在计算机操作系统中用于解决虚拟内存管理问题的关键技术。在请求页式系统中，当进程试图访问一个不在内存中的页面时，会触发缺页中断，此时就需要通过某种策略来决定将哪个已存在的页面替换出去，以便为新访问的页面腾出空间。本实验主要探讨两种常用的置换算法：FIFO（先进先出）和LFU（最不经常使用）。 FIFO算法按照页面进入内存的顺序进行替换，即最先被加载的页面在最有可能被替换。当缺页中断发生时，算法会检查最近最少使用的页面，如果这个页面仍然未被再次访问，就选择它进行替换。实验要求是模拟一个进程P，其地址空间为60页，初始内存中有8个页面，然后根据预设的访问字地址序列，统计在采用FIFO算法时的缺页中断频率。 LFU算法则是根据每个页面被访问的历史记录，倾向于替换那些最近最少被使用的页面。这意味着即使页面首次访问就引发缺页，也可能会选择其他已经长时间未被访问的页面进行替换。同样，实验会要求采用LFU算法，观察其在处理同样的访问序列时，缺页中断率有何不同。 实验过程中，需要创建相应的数据结构，如记录页面编号和使用频率的数据结构，以及用于存储调入页面顺序的队列。同时，还需要设置初始状态，比如内存分配情况，以及模拟访问过程的具体步骤，包括随机生成访问字地址，依据预设的概率分布进行前向顺序、前地址随机和后地址随机的选择。 总结来说，本实验的核心目标是通过实践操作，理解并评估FIFO和LFU两种页面置换算法在请求页式管理中的性能差异，特别是它们如何影响缺页中断率。这有助于深入理解操作系统内存管理和性能优化的策略。