存储器管理——页面置换算法
作者：互联网
有哪些页面置换算法：1.最佳置换算法(OPT)2.先进先出置换算法(FIFO)3.最近最久未使用置换算法(LRU)4.时钟置换算法(CLOCK)5.改进型的时钟置换算法
好的页面置换算法应该追求什么？原因是什么？：更少的缺页率。页面的换入、换出需要磁盘IO，会有较大的开销
最佳置换算法（OPT)：每次选择淘汰的页面将是以后永不使用，或者在最长时间内不再被访问的页面，这样可以保证最低的缺页率。
缺页与页面置换的关系：缺页时未必发生页面置换。若还有可用的空闲内存块，就不用进行页面置换。
最佳置换算法的优缺点：
优点。缺页率最小。缺点。无法实现，操作系统无法提前预判页面访问序列。只有在进程执行的过程中才能知道接下来会访问到的是哪个页面。
先进先出置换算法(FIFO)：每次选择最早进入内存的页面淘汰
先进先出置换算法的实现方法：把调入内存的页面根据调入的先后顺序排成一个队列，需要换出页面时选择队头页面即可。
先进先出置换算法的队列的最大长度取决于：系统为进程分配了多少个内存块。
先进先出置换算法的优缺点：优点。实现简单。缺点。算法性能差（该算法与进程实际运行时的规律不适应，因为先进入的页面也有可能最经常被访问）。产生Belady异常
Belady异常：当为进程分配的物理块数增大时，缺页次数不减反增的异常现象。
唯独哪种页面置换算法会产生Belady异常：先进先出置换算法
最近最久未使用置换算法（LRU）：每次淘汰最近最久未使用的页面
最近最久未使用置换算法的实现方法：赋予每个页面对应的页表项中，用访问字段记录该页面自上次被访问以来所经历的时间t。当需要淘汰一个页面时，选择现有页面中t值最大的，即最近最久未使用的页面。
最近最久未使用置换算法的优缺点：优点。算法性能好。缺点。实现困难，开销大
时钟置换算法是一种性能和开销较均衡的算法，又称CLOCK算法，或最近未用算法(NRU)
简单的时钟置换算法实现方法：为每个页面设置一个访问位，再将内存中的页面都通过链接指针链接成一个循环队列。当某页被访问时，其访问位置为1。当需要淘汰一个页面时，只需检查页的访问位。如果是0，就选择该页换出；如果是1，则将它置为0，暂不换出，继续检查下一个页面，若第一轮扫
描中所有页面都是1，则将这些页面的访问位依次置为0后，再进行第二轮扫描
简单的时钟置换算法选择一个淘汰页面最多会扫描几轮：两轮
简单的时钟置换算法的优缺点：优点。实现简单，算法开销小。缺点。未考虑页面是否被修改过
改进型的时钟置换算法的思想:其他条件都相同时，优先淘汰没有修改过的页面，避免操作。
修改位=0，表示页面没有被修改过：修改位=1，表示页面被修改过。为方便讨论，
如何表示各页面状态：（访问位，修改位）。0表示页面没有被访问/修改。1表示页面有被访问/修改
改进型的时钟置换算法的算法规则：将所有可能被置换的页面排成一个循环队列
改进型的时钟置换算法选择一个淘汰页面最多会进行几轮扫描：四轮
改进型的时钟置换算法选择一个淘汰页面的优先级：
第一优先级：最近没访问，且没修改的页面
第二优先级：最近没访问，但修改过的页曲
第三优先级：最近访问过，但没修改的页面
第四优先级：最近访问过，且修改过的页曲
改进型的时钟置换算法的优点：算法开销小，性能好
最佳置换算法性能最好，但无法实现；先进先出置换算法实现简单，但算法性能差；最近最久未使用置换算法性能好，是最接近最佳置换算法性能的，但是实现起来需要专门的硬件支持，算法开销大。
标签：修改,置换,存储器,访问,算法,页面,时钟 来源： https://www.cnblogs.com/LXZYZDCZL/p/16319753.html