頁面置換算法

操做系統的虛擬存儲器管理技術中，有一項比較重要的分支叫分頁存儲管理。分頁管理是在頁架中裝入一些須要使用或過去使用過的頁面，可是頁架的數量是有限的，這裏就會用到一些頁面置換算法，使得頁面訪問的效率提升。判斷一個置換算法優劣的指標就是缺頁率，缺頁是指當前的頁架中沒有須要訪問的頁面，而須要將該頁面加入其中一個頁架。缺頁率＝訪問缺頁次數/訪問總次數。

1.最佳置換算法OPT

不可現實的算法

 

總結：若出現缺頁，從該頁向後查找，先找到的M-1個頁面保留在內存，另外那個替換掉。

 

 

 

2.先進先出FIFO頁面置換算法

 

缺點：存在Belady現象，抖動現象。

 

 

 

3.最近最久未使用（LRU）置換算法

 

最有效的頁面置換算法

 

總結：若出現缺頁，從該頁向前查找，先找到的M-1個頁面保留在內存，另外那個替換掉。

 

 

 

4.Clock置換算法

 

又稱最近未使用算法又沒有被修改。

多了控制位
2.先進先出算法（FIFO）是一個實現起來比較簡單的頁面置換算法，其基本原則是「選擇最先進入主存的頁面淘汰」，理由是最先進入的頁面，其再也不使用的可能性比最近調入的頁面要大。
理論上來講，若是分配的頁架數增長的話，缺頁率是會減小，可是FIFO算法對於一些特殊的頁面訪問序列會有隨着分給的頁架數增長，缺頁率也增長的異常現象。 

4.Clock置換算法

內存及控制信息			輸入串	指針移動狀況及幀替換信息	是否缺頁？
內存	訪問位	指針	3	內存中沒有3，須要找到一個幀放入3， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移	√
	0	←
	0
	0
內存	訪問位	指針	4	內存中沒有4，須要找到一個幀放入4， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移	√
3	1
	0	←
	0
內存	訪問位	指針	2	內存中沒有2，須要找到一個幀放入2， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移	√
3	1
4	1
	0	←
內存	訪問位	指針	6	內存中沒有6，須要找到一個幀放入6， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移	√
3	1	←
4	1
2	1
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移
3	0
4	1	←
2	1
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭）
3	0
4	0
2	1	←
內存	訪問位	指針		指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移
3	0	←
4	0
2	0
內存	訪問位	指針	4	內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移	×
6	1
4	0	←
2	0
內存	訪問位	指針	3	內存中沒有3，須要找到一個幀放入3， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移	√
6	1
4	1
2	0	←
內存	訪問位	指針	7	內存中沒有7，須要找到一個幀放入7， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移	√ 內存及控制信息 輸入串 指針移動狀況及幀替換信息 是否缺頁？ 內存 訪問位 指針 3 內存中沒有3，須要找到一個幀放入3， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移 √   0 ←   0     0   內存 訪問位 指針 4 內存中沒有4，須要找到一個幀放入4， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移 √ 3 1     0 ←   0   內存 訪問位 指針 2 內存中沒有2，須要找到一個幀放入2， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移 √ 3 1   4 1     0 ← 內存 訪問位 指針 6 內存中沒有6，須要找到一個幀放入6， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移 √ 3 1 ← 4 1   2 1   內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移 3 0   4 1 ← 2 1   內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭） 3 0   4 0   2 1 ← 內存 訪問位 指針 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移 3 0 ← 4 0   2 0   內存 訪問位 指針 4 內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移 × 6 1   4 0 ← 2 0   內存 訪問位 指針 3 內存中沒有3，須要找到一個幀放入3， 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移 √ 6 1   4 1   2 0 ← 內存 訪問位 指針 7 內存中沒有7，須要找到一個幀放入7， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移 √ 6 1 ← 4 1   3 1   內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移 6 0   4 1 ← 3 1   內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭） 6 0   4 0   3 1 ← 內存 訪問位 指針 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移 6 0 ← 4 0   3 0   內存 訪問位 指針 4 內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移 × 7 1   4 0 ← 3 0   內存 訪問位 指針 3 內存中有3，因而3所在幀的訪問位變爲1， 指針下移（回到開頭） × 7 1   4 1   3 0 ← 內存 訪問位 指針 6 內存中沒有6，須要找到一個幀放入6， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移 √ 7 1 ← 4 1   3 1   內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移 7 0   4 1 ← 3 1   內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭） 7 0   4 0   3 1 ← 內存 訪問位 指針 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移 7 0 ← 4 0   3 0   內存 訪問位 指針 3 內存中有3，因而3所在幀的訪問位變爲1， 指針下移 × 6 1   4 0 ← 3 0   內存 訪問位 指針 4 內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移 × 6 1 ← 4 0   3 1   內存 訪問位 指針 8 內存中沒有8，須要找到一個幀放入8， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭） √ 6 1   4 1   3 1 ← 內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移 6 1 ← 4 1   3 0   內存 訪問位 指針 指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移 6 0   4 1 ← 3 0   內存 訪問位 指針 指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移（回到開頭） 6 0   4 0   3 0 ← 內存 訪問位 指針 4 內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移 × 6 0 ← 4 0   8 1   內存 訪問位 指針 6 內存中有6，因而6所在幀的訪問位變爲1， 指針下移 × 6 0   4 1   8 1 ← 內存 訪問位 指針 結束 完成 缺頁8次 6 1   4 1 ← 8 1
6	1	←
4	1
3	1
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移
6	0
4	1	←
3	1
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭）
6	0
4	0
3	1	←
內存	訪問位	指針		指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移
6	0	←
4	0
3	0
內存	訪問位	指針	4	內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移	×
7	1
4	0	←
3	0
內存	訪問位	指針	3	內存中有3，因而3所在幀的訪問位變爲1， 指針下移（回到開頭）	×
7	1
4	1
3	0	←
內存	訪問位	指針	6	內存中沒有6，須要找到一個幀放入6， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移	√
7	1	←
4	1
3	1
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移
7	0
4	1	←
3	1
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭）
7	0
4	0
3	1	←
內存	訪問位	指針		指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移
7	0	←
4	0
3	0
內存	訪問位	指針	3	內存中有3，因而3所在幀的訪問位變爲1， 指針下移	×
6	1
4	0	←
3	0
內存	訪問位	指針	4	內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移	×
6	1	←
4	0
3	1
內存	訪問位	指針	8	內存中沒有8，須要找到一個幀放入8， 指針所指的位置的訪問位爲1， 將其變成0，再下移（回到開頭）	√
6	1
4	1
3	1	←
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移
6	1	←
4	1
3	0
內存	訪問位	指針		指針所指的位置的訪問位仍爲1， 將其變成0，再下移
6	0
4	1	←
3	0
內存	訪問位	指針		指針所指的位置剛好有訪問位爲0的， 因而就淘汰這個幀，指針下移（回到開頭）
6	0
4	0
3	0	←
內存	訪問位	指針	4	內存中有4，因而4所在幀的訪問位變爲1， 指針下移	×
6	0	←
4	0
8	1
內存	訪問位	指針	6	內存中有6，因而6所在幀的訪問位變爲1， 指針下移	×
6	0
4	1
8	1	←
內存	訪問位	指針	結束	完成	缺頁8次
6	1
4	1	←
8	1

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