操作系统中的存储器管理是计算机系统中的关键组成部分，它负责管理和优化内存资源的分配与使用，以确保多个进程的高效运行。在这个实验中，我们将重点探讨几种常见的页面置换算法，包括FIFO、LRU、NUR和OPT，并通过编程实现来理解它们的工作原理。
**4.1 实验目的**
实验的主要目的是让学生深入理解存储器管理的基本概念，特别是虚拟存储技术中的页面置换算法。通过实际操作，学生将能够：
1. 理解页面置换算法如何在有限的物理内存中处理多道程序设计环境。
2. 分析不同页面置换算法的性能差异。
3. 掌握编程实现这些算法的技能，以便于模拟内存访问过程。
**4.2 准备知识**
在进行实验前，学生应具备以下基础知识：
1. 操作系统的内存管理基础，如分页和分段的概念。
2. 虚拟内存的基本原理，包括地址映射和页面替换。
3. 编程语言基础，如C++或类似语言，用于实现算法。
**4.3 实验内容**
实验内容涵盖四种页面置换算法：
1. **FIFO（先进先出）**：最简单的页面置换策略，按照页面进入内存的顺序淘汰最旧的页面。
2. **LRU（最近最少使用）**：淘汰最近最长时间未使用的页面，通常被认为是较为有效的算法。
3. **NUR（最近未使用）**：与LRU类似，但只关注页面是否被使用过，不考虑使用频率。
4. **OPT（最佳页面置换）**：理论上的理想算法，总是能预知未来，淘汰未来最长时间不会使用的页面，现实中无法实现。
**4.4 实验指导**
实验指导可能涉及以下几个步骤：
1. 设计并实现页面类（`cpage`）和页面控制类（`CpageControl`），记录页面的编号、使用情况、访问计数等信息。
2. 创建内存类（`CMemory`），包含对不同页面置换算法的函数实现，如`FIFO()`、`LRU()`、`NUR()`和`OPT()`。
3. 使用随机数生成模拟程序的指令序列，填充主存和磁盘页的数据。
4. 运行页面置换算法，记录和分析结果，比较不同算法的性能。
**4.5 参考源程序代码**
提供的头文件示例展示了如何定义页面和页面控制结构，以及内存类的初始化和算法实现。例如，`_PAGE_H`和`_PAGECONTROL_H`定义了页面和页面控制对象，`_MEMORY_H`则包含了内存类的定义和页面置换算法的接口。
在实验过程中，学生需要编写和调试这些代码，确保它们正确地实现了页面置换算法，并能对各种内存访问模式做出响应。通过对不同算法的实践，学生可以更直观地理解它们的优缺点，并为实际操作系统设计提供基础。
