页面置换算法

操作系统的虚拟存储器管理技术中，有一项比较重要的分支叫分页存储管理。分页管理是在页架中装入一些需要使用或过去使用过的页面，但是页架的数量是有限的，这里就会用到一些页面置换算法，使得页面访问的效率提高。判断一个置换算法优劣的指标就是缺页率，缺页是指当前的页架中没有需要访问的页面，而需要将该页面加入其中一个页架。缺页率＝访问缺页次数/访问总次数。

1.最佳置换算法OPT

不可现实的算法

 

总结：若出现缺页，从该页向后查找，先找到的M-1个页面保留在内存，另外那个替换掉。

 

 

 

2.先进先出FIFO页面置换算法

 

缺点：存在Belady现象，抖动现象。

 

 

 

3.最近最久未使用（LRU）置换算法

 

最有效的页面置换算法

 

总结：若出现缺页，从该页向前查找，先找到的M-1个页面保留在内存，另外那个替换掉。

 

 

 

4.Clock置换算法

 

又称最近未使用算法又没有被修改。

多了控制位
2.先进先出算法（FIFO）是一个实现起来比较简单的页面置换算法，其基本原则是“选择最早进入主存的页面淘汰”，理由是最早进入的页面，其不再使用的可能性比最近调入的页面要大。
理论上来说，如果分配的页架数增加的话，缺页率是会减少，但是FIFO算法对于一些特殊的页面访问序列会有随着分给的页架数增加，缺页率也增加的异常现象。 

4.Clock置换算法

内存及控制信息 输入串 指针移动情况及帧替换信息 是否缺页？
内存 访问位 指针 3 内存中没有3，需要找到一个帧放入3，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
  0 ←
  0  
  0  
内存 访问位 指针 4 内存中没有4，需要找到一个帧放入4，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
3 1  
  0 ←
  0  
内存 访问位 指针 2 内存中没有2，需要找到一个帧放入2，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
3 1  
4 1  
  0 ←
内存 访问位 指针 6 内存中没有6，需要找到一个帧放入6，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移		 √
3 1 ←
4 1  
2 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
3 0  
4 1 ←
2 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移（回到开头）
3 0  
4 0  
2 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移
3 0 ←
4 0  
2 0  
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 1  
4 0 ←
2 0  
内存 访问位 指针 3 内存中没有3，需要找到一个帧放入3，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
6 1  
4 1  
2 0 ←
内存 访问位 指针 7 内存中没有7，需要找到一个帧放入7，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移		 √
内存及控制信息 输入串 指针移动情况及帧替换信息 是否缺页？
内存 访问位 指针 3 内存中没有3，需要找到一个帧放入3，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
  0 ←
  0  
  0  
内存 访问位 指针 4 内存中没有4，需要找到一个帧放入4，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
3 1  
  0 ←
  0  
内存 访问位 指针 2 内存中没有2，需要找到一个帧放入2，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
3 1  
4 1  
  0 ←
内存 访问位 指针 6 内存中没有6，需要找到一个帧放入6，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移		 √
3 1 ←
4 1  
2 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
3 0  
4 1 ←
2 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移（回到开头）
3 0  
4 0  
2 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移
3 0 ←
4 0  
2 0  
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 1  
4 0 ←
2 0  
内存 访问位 指针 3 内存中没有3，需要找到一个帧放入3，
指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移		 √
6 1  
4 1  
2 0 ←
内存 访问位 指针 7 内存中没有7，需要找到一个帧放入7，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移		 √
6 1 ←
4 1  
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
6 0  
4 1 ←
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移（回到开头）
6 0  
4 0  
3 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移
6 0 ←
4 0  
3 0  
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
7 1  
4 0 ←
3 0  
内存 访问位 指针 3 内存中有3，于是3所在帧的访问位变为1，
指针下移（回到开头）		 ×
7 1  
4 1  
3 0 ←
内存 访问位 指针 6 内存中没有6，需要找到一个帧放入6，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移		 √
7 1 ←
4 1  
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
7 0  
4 1 ←
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移（回到开头）
7 0  
4 0  
3 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移
7 0 ←
4 0  
3 0  
内存 访问位 指针 3 内存中有3，于是3所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 1  
4 0 ←
3 0  
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 1 ←
4 0  
3 1  
内存 访问位 指针 8 内存中没有8，需要找到一个帧放入8，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移（回到开头）		 √
6 1  
4 1  
3 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
6 1 ←
4 1  
3 0  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
6 0  
4 1 ←
3 0  
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移（回到开头）
6 0  
4 0  
3 0 ←
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 0 ←
4 0  
8 1  
内存 访问位 指针 6 内存中有6，于是6所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 0  
4 1  
8 1 ←
内存 访问位 指针 结束 完成 缺页8次
6 1  
4 1 ←
8 1

 

 
6 1 ←
4 1  
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
6 0  
4 1 ←
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移（回到开头）
6 0  
4 0  
3 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移
6 0 ←
4 0  
3 0  
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
7 1  
4 0 ←
3 0  
内存 访问位 指针 3 内存中有3，于是3所在帧的访问位变为1，
指针下移（回到开头）		 ×
7 1  
4 1  
3 0 ←
内存 访问位 指针 6 内存中没有6，需要找到一个帧放入6，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移		 √
7 1 ←
4 1  
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
7 0  
4 1 ←
3 1  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移（回到开头）
7 0  
4 0  
3 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移
7 0 ←
4 0  
3 0  
内存 访问位 指针 3 内存中有3，于是3所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 1  
4 0 ←
3 0  
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 1 ←
4 0  
3 1  
内存 访问位 指针 8 内存中没有8，需要找到一个帧放入8，
指针所指的位置的访问位为1，
将其变成0，再下移（回到开头）		 √
6 1  
4 1  
3 1 ←
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
6 1 ←
4 1  
3 0  
内存 访问位 指针 指针所指的位置的访问位仍为1，
将其变成0，再下移
6 0  
4 1 ←
3 0  
内存 访问位 指针 指针所指的位置恰好有访问位为0的，
于是就淘汰这个帧，指针下移（回到开头）
6 0  
4 0  
3 0 ←
内存 访问位 指针 4 内存中有4，于是4所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 0 ←
4 0  
8 1  
内存 访问位 指针 6 内存中有6，于是6所在帧的访问位变为1，
指针下移		 ×
6 0  
4 1  
8 1 ←
内存 访问位 指针 结束 完成 缺页8次
6 1  
4 1 ←
8 1

 

 
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posted @ 2014-03-28 08:54  程序员大叔的博客  阅读(1377)  评论(0)  编辑  收藏  举报