模拟缺页中断与FIFO调度：页式存储管理实验

操作系统缺页中断实验报告主要探讨的是请求页式存储管理中硬件地址转换和缺页中断的模拟，以及如何利用先进先出(FIFO)调度算法进行处理。在这个实验中，参与者需要理解并实现以下几个关键知识点： 1. 地址转换与缺页中断模拟： 实验的核心部分是模拟计算机在请求页式存储管理下，当处理器试图访问一个不在内存中的页（即发生缺页）时，硬件产生的中断机制。这包括地址转换过程，即根据虚拟地址到物理地址的映射，以及如何识别并处理这种中断。 2. 数据结构设计： 实验中使用`pageTable[7][5]`来存储页面信息，其中每个二维数组元素代表一个页帧，包含页号、状态标记、页帧号等信息。`p[4]`则用来表示四个页架，用于存放当前活跃的页面。通过这些数据结构，可以有效地跟踪和管理内存分配和回收。 3. FIFO页面调度算法： FIFO策略意味着每次缺页中断时，操作系统会优先调出最早被加载到内存中的页面腾出空间。为此，实验中构建了一个页号队列，用数组P表示，初始状态下，队列按照页号顺序填充。一个指针K用来指示当前需要调出的页面位置，缺页时，从P[K]处开始查找并替换。 4. 实验要求与步骤： - 指令序列设定需要清晰，格式化为表格，以便于理解和执行。 - 实验者可以选择在完成FIFO的基础上，进一步实现LRU（最近最少使用）页面替换策略，对比两种策略的性能。 - 要分析不同作业允许的页架数m对缺页中断率的影响。 - 运行程序时，除了地址转换外，还需展示页面的调入调出过程，以便观察内存管理效果。 5. 输入数据与输出格式： 通过给出具体的例子，如作业的页表和指令序列，帮助实验者理解如何将理论应用到实际场景。比如，一个包含7页的作业，分配给4个页架，初始加载了某些页面，而其他页面需要从磁盘读取。通过这个实例，展示了如何处理缺页中断并更新页面表。 这个实验旨在加深对操作系统内存管理的理解，特别是缺页中断处理机制和页面调度算法的运用，同时锻炼编程和问题解决能力。