分页式存储与地址转换实现及页面置换算法

"该实验是关于操作系统的分页式存储管理和地址转换的实践，要求在已有的实验基础上扩展，实现进程的分页式内存分配、地址转换，以及请求分页式存储分配和相应的地址转换。实验中需要实现的页面置换算法包括先进先出（FIFO）和最近最久未使用（LRU）。提供的代码片段展示了数据结构的设计，包括页表结构（Page_Table）、访问队列结构（Access_Queue）和进程控制块（PCB），以及一些辅助函数，如链表操作和位操作函数。" 在这个实验中，主要涉及以下知识点： 1. **分页式存储管理**：分页式存储是一种将进程的虚拟地址空间分割成固定大小的页，再将物理内存划分为同样大小的块，通过页表进行映射的技术。实验要求实现这一过程，意味着需要理解页号和页内偏移的概念，以及如何通过页表进行地址转换。 2. **地址转换**：地址转换是将进程的逻辑地址（虚拟地址）转换为实际的物理地址的过程。在分页系统中，通常使用页表来完成这一转换，其中每个页表项包含对应页的物理块号。实验中需要实现这一功能，可能涉及到硬件页表寄存器和软件页表查找。 3. **请求分页式存储管理**：除了基本的分页外，还要求实现请求分页，这意味着只有当需要访问的页面不在内存时，才从磁盘交换到内存，这涉及到页面置换算法。 4. **页面置换算法**：实验要求至少实现FIFO（先进先出）和LRU（最近最久未使用）两种页面置换算法。FIFO是最简单的算法，按页面进入内存的顺序淘汰；LRU则是根据页面的使用频率，淘汰最近最久未使用的页面，通常效果较好但实现复杂。 5. **数据结构**：实验中的数据结构设计是关键，`Page_Table`记录了页号、块号、交换空间号和状态信息；`Access_Queue`用于实现LRU算法，保存了页面访问的历史信息；`PCB`包含了进程的相关信息，如进程名、大小、页表指针以及两个访问队列指针。 6. **链表操作**：代码中定义了添加和删除进程的链表操作，这是操作系统中常见的数据结构操作，用于维护进程的就绪、运行和阻塞状态。 7. **位操作**：`setbit`和`getbit`函数用于设置或获取位标志，这在实现页面状态管理（如修改标志）时非常有用。 通过这个实验，学生可以深入理解分页存储管理机制、地址转换的过程以及页面置换算法在请求分页系统中的作用，同时熟悉操作系统中常用的数据结构和算法。