虚拟存储页面调度模拟：FIFO、LRU与OPT算法实现

"虚拟存储中页面调度算法的模拟实现" 虚拟存储管理是操作系统的重要组成部分，它通过页面调度算法来决定何时将页面从内存交换到磁盘，以便为新的页面腾出空间。本实验报告关注的是三种常见的页面调度算法：FIFO（先进先出）、LRU（最近最少使用）和OPT（最佳置换）。这些算法的模拟实现旨在帮助学习者深入理解虚拟存储的工作机制，并比较不同算法的性能。 **FIFO算法**是最基础的页面置换策略，它按照页面进入内存的顺序进行淘汰。当需要替换页面时，选择最早进入内存的页面。尽管实现简单，但FIFO往往会导致较高的缺页率，因为经常使用的页面可能会因等待时间过长而被错误地替换出去。 **LRU算法**是实际应用中最常用的算法之一。它基于“最近被访问过的页面最可能再次被访问”的假设，因此当需要淘汰页面时，LRU会选择最近最少使用的页面。这种策略通常比FIFO更有效，因为它能够优先保留近期活跃的页面。 **OPT算法**（最佳置换算法）是一种理想化的理论模型，它每次都能准确预测出未来最长时间不会被访问的页面进行替换，从而达到最低的缺页率。然而，由于实际操作中无法预知未来的访问模式，OPT算法无法直接实现，但它可以作为衡量其他算法性能的标准。 在实验设计中，用户可以通过选择不同的算法，并设定页面访问顺序、内存块数等参数，观察页面调度的过程和统计结果，如置换次数、置换率、缺页次数和缺页率等。通过MFC库创建的交互界面使得这些操作直观且易于理解，同时界面的美化增强了用户体验。 实验报告的**需求分析**部分明确了输入模块和结果输出模块的需求。输入模块允许用户选择页面输入方式、设置物理块数和页面总数，并在三种算法间切换。结果输出模块则展示算法执行后的各项指标，帮助用户评估各算法的性能。 **概要设计**部分阐述了实验的核心原理，即页面置换算法如何影响系统性能。好的算法应该尽量减少页面更换频率，以降低缺页率。实验通过模拟这三种算法，让学生亲身体验和比较它们的实际效果，从而加深对虚拟存储机制的理解。 这个实验项目提供了一个实践平台，让学习者通过模拟真实环境来探索和比较虚拟存储中的页面调度策略，这对于理解和优化操作系统性能至关重要。