虚拟存储器管理模拟实验：FIFO与LRU算法比较

"虚拟存储器管理实验报告，涉及请求页式系统、FIFO和LRU页面置换算法的模拟" 在本次实验中，主要探讨了虚拟存储器管理的核心概念，特别是针对请求页式虚存管理系统。实验的主要目的是通过编程模拟来理解和分析页面置换的情况。实验对象是一个拥有一定数量虚页的进程，这些虚页在有限的实页空间中运行。实验中，当发生缺页中断时，将使用两种常见的页面置换算法：FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）。 1. FIFO算法：在这种算法中，当需要替换页面时，会选择最早进入内存的页面进行淘汰。在实验的虚页结构中，FIFO算法并不依赖"time"字段，因为它仅基于页面的进入顺序。 2. LRU算法：该算法假设最近使用的页面在未来最有可能再次被访问。因此，当需要替换页面时，它会选择最近最少使用的页面。在实验中，"time"字段用于记录虚页的最近访问时间，帮助确定哪个页面是最久未被访问的。 实验内容包括使用C/C++编程实现这个模拟环境，允许设定虚页和访问序列的长度。访问序列可以随机生成，也可以从预定义的文件中读取。在运行过程中，系统会显示页面置换的状态，并在访问结束时计算页面命中率，即成功找到所需页面而不触发缺页中断的次数与总访问次数的比例。 为了评估这两种算法的性能，实验允许调整分配给进程的实页数。这有助于观察不同实页数对FIFO和LRU算法的影响，从而对比它们的稳定性。 在实现中，虚页和实页通过结构体表示。虚页结构包含虚页号(pn)、实页号(pfn)和在LRU算法中使用的访问时间(time)。实页结构则包含虚页号(pn)、实页号(pfn)以及指向下一个实页结构的指针(next)，用于构建实页的链表结构，便于管理和替换操作。 在统计过程中，一个名为count的计数器用于记录虚页命中的次数。当访问的虚页已经装入实页（pfn不为-1）时，表示发生命中，增加计数器。最后，通过计算命中的次数与总访问次数的比率，得出页面命中率。 通过这次实验，学生可以深入理解虚拟存储器的工作原理，以及FIFO和LRU算法在处理页面置换问题上的差异和优劣，为后续学习操作系统原理和优化内存管理策略打下基础。