页面置换算法是虚拟存储系统中的核心策略，用于决定在内存空间有限的情况下，当需要加载新的页面而内存已满时，应该替换哪个页面。本实验旨在通过模拟不同的页面置换算法，帮助我们深入理解虚拟存储技术的工作原理，特别是请求页式存储管理的特性。实验涉及到的主要算法包括FIFO（先进先出）、LRU（最近最久未使用）和NRU（最近最不经常使用）。
**FIFO页面置换算法**：
FIFO是最简单的页面置换算法，它根据页面进入内存的顺序决定淘汰哪一个页面。当一个新的页面需要被载入而内存已满时，会选择最早进入内存的页面进行替换。这种算法易于实现，但容易引发Belady's异常，即增加物理内存大小反而降低命中率。
**LRU页面置换算法**：
LRU算法是基于历史访问频率的策略，其思想是认为最近被访问过的页面在未来最有可能再次被访问。因此，当需要替换页面时，LRU选择最近最久未使用的页面。LRU通常比FIFO提供更好的性能，但实现起来相对复杂，需要维护每个页面的访问时间记录。
**NRU页面置换算法**：
NRU（Not Recently Used）算法结合了LRU和LFU（Least Frequently Used）的元素。它分为两个状态：未使用和最近使用过。当页面未被访问时，它标记为未使用；一旦被访问，它变为最近使用过。如果需要替换页面，NRU会优先考虑那些未使用或很久未使用的页面。这种算法在实现上比LRU简单，但可能不如LRU精确。
实验设计了一个虚拟存储区和内存工作区，利用`srand()`和`rand()`函数生成指令序列，这些指令序列随后转化为页地址流。对于每种页面置换算法，都会计算访问命中率，命中率是指在所有页面访问中，成功在内存中找到所需页面的比例。程序中定义了数据结构如`PMT`来存储页面信息，以及链表结构来管理页面在内存中的状态。
在`main()`函数中，首先用进程ID初始化随机数生成器，确保每次运行时有独立的随机序列。接着，通过循环生成指令流和对应的页地址流。之后，对不同数量的内存块（4至32块）运行FIFO、LRU和NRU算法，计算并打印相应的命中率。
实验的实施步骤包括：
1. 初始化页面和内存的状态。
2. 生成随机指令序列。
3. 将指令流转换为页地址流。
4. 对每种页面置换算法进行模拟，记录访问信息。
5. 计算并输出不同内存配置下的命中率。
这个实验提供了实践经验，有助于我们理解和比较各种页面置换算法的性能，并加深对虚拟存储系统中页面替换策略的理解。通过实际操作，我们可以更好地把握虚拟内存管理和资源优化的关键点，这对于计算机系统的性能调优至关重要。
