操作系统实验报告——虚拟存储实验
本实验主要关注的是虚拟存储技术中的请求页式管理，这是一种在有限内存资源下实现高效存储管理的技术。实验的核心在于理解虚拟存储的特点，并通过模拟不同的页面置换算法，如先进先出（FIFO）和最近最少使用（LRU），来评估它们在处理页面失效和提高命中率方面的性能。
实验的目标是通过计算页面失效次数和命中率，对比不同算法的效果。页面失效次数指的是在执行指令序列时，由于所需页面不在内存中而需要调入的次数。命中率则由1减去页面失效次数除以页地址流长度得到，反映了算法的效率。实验还考虑了用户内存容量对命中率的影响，通过改变内存容量观察算法的表现。
实验内容包括以下几点：
1. 使用FIFO算法：当一个页面被请求但不在内存中时，它将替换最早加载到内存的页面（即最先进入的页面）。如果所有页面都已满，那么最先进入的页面将被替换。
2. 应用LRU算法：此算法基于“最近使用的页面最可能在未来再次被使用”的假设。当页面失效发生时，LRU算法会替换最久未使用的页面。在模拟中，需要维护一个页面列表，以便追踪页面的使用历史。
实验代码中，`page` 结构体用于存储页面的信息，包括是否已加载到内存(`loaded`)和命中次数(`hit`)。`queue` 数组用于保存页访问流，`quantity` 用于记录页访问流的长度。`initial()` 函数用于初始化所有数据结构，`init()` 初始化页面表，`readData()` 读取页面访问流，`FIFO()` 和 `LRU()` 分别实现FIFO和LRU调度算法。
FIFO算法的实现中，遍历页面流，如果当前页面不在页面表中，就将其添加到表中，如果表满，则根据FIFO原则替换最早加载的页面。LRU算法更复杂，需要遍历页面表找到目标页面，若不存在则进行缺页处理，替换最久未使用的页面。
实验过程中，可以改变内存容量，通过多次运行并计算不同算法的命中率，分析哪种算法在不同条件下更能优化性能。此外，还可以扩展实验，尝试其他的页面置换算法，如最佳页面置换算法（OPT），进一步研究其性能特点。
虚拟存储实验提供了实际操作的机会，帮助学生深入理解请求页式管理和虚拟存储技术，通过编程实现和性能评估，增强对页面置换策略的直观认识，为今后在实际操作系统设计和优化中应用这些概念打下坚实基础。
