【页面置换算法】是操作系统中虚拟存储管理的重要组成部分，它涉及到如何在有限的物理内存中高效地管理和替换页面，以适应程序运行时的内存需求。本课程设计主要目标是通过模拟不同的页面置换算法，理解虚拟存储的工作原理，提升程序设计能力和算法设计水平。
在【课设要求】中，学生被要求设计一个基于请求页式存储管理的模拟程序，生成320条指令的随机地址流，其中包含了顺序、前半部分和后半部分地址的随机分布，以模拟实际程序运行时的复杂性。页面大小设定为1KB，用户内存容量从4页到32页不等，总虚拟内存容量为32KB，指令按每1KB存放10条指令的方式排列，形成了32页的用户虚存。
在【系统分析】部分，强调了在多道程序环境下，进程的创建和内存管理的重要性。模拟系统需要实现的功能包括根据进程大小进行分页，读取指令并确定其所在的页面，以及处理物理内存块的满载情况，此时就需要执行页面置换。
在【系统设计】中，提到了三种基本的页面置换算法：
1. **FIFO (先进先出)算法**：是最简单的页面置换策略，当内存满时，会选择最早进入内存的页面进行替换，即“最老”的页面。然而，FIFO算法容易引发Belady's Anomaly，即增加页面框数量反而降低命中率的情况。
2. **LRU (最近最少使用)算法**：根据页面的历史使用情况，淘汰最近最久未使用的页面。LRU通常能提供较好的性能，因为它假设未来访问的页面可能是最近经常被访问的。
3. **OPT (最佳淘汰)算法**：理论上的最优算法，总是淘汰未来最长时间内不会被访问的页面。在实际操作中难以实现，因为预测未来的访问行为是非常困难的，但在分析算法性能时可以作为基准。
在【功能与测试】部分，设计了开始界面和对三种算法的独立测试，通过这些测试可以观察不同算法在不同内存容量下的命中率，从而对比它们的效率。
通过这个课程设计，学生不仅能深入理解虚拟存储的工作机制，还能实战练习编程技巧，同时对不同页面置换算法的优缺点有直观的认识。这不仅锻炼了逻辑思维，也有助于提升解决问题的能力。
