操作系統(tǒng)-內(nèi)存置換算法(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上存儲管理的頁面置換算法存儲管理的頁面置換算法在考試中常常會考到，操作系統(tǒng)教材中主要介紹了3種常用的頁面置換算法，分別是：先進先出法（FIFO）、最佳置換法（OPT）和最近最少使用置換法（LRU）。大家要理解3種置換算法的含義，然后能熟練地運用在具體的練習(xí)中就可以了。為什么要進行頁面置換在請求分頁存儲管理系統(tǒng)中，由于使用了虛擬存儲管理技術(shù)，使得所有的進程頁面不是一次性地全部調(diào)入內(nèi)存，而是部分頁面裝入。這就有可能出現(xiàn)下面的情況：要訪問的頁面不在內(nèi)存，這時系統(tǒng)產(chǎn)生缺頁中斷。操作系統(tǒng)在處理缺頁中斷時，要把所需頁面從外存調(diào)入到內(nèi)存中。如果這時內(nèi)存中有空閑塊，就可以直接調(diào)入該頁面

2、；如果這時內(nèi)存中沒有空閑塊，就必須先淘汰一個已經(jīng)在內(nèi)存中的頁面，騰出空間，再把所需的頁面裝入，即進行頁面置換。有助于理解的關(guān)鍵詞有：請求分頁、虛擬存儲、缺頁中斷、頁面置換。先進先出法（FIFO）算法描述：由于認(rèn)為最早調(diào)入內(nèi)存的頁不再被使用的可能性要大于剛調(diào)入內(nèi)存的頁，因此，先進先出法總是淘汰在內(nèi)存中停留時間最長的一頁，即先進入內(nèi)存的頁，先被換出。先進先出法把一個進程所有在內(nèi)存中的頁按進入內(nèi)存的次序排隊，淘汰頁面總是在隊首進行。如果一個頁面剛被放入內(nèi)存，就把它插在隊尾?！纠?】教材第4章課后習(xí)題?？紤]下述頁面走向：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6。當(dāng)

3、內(nèi)存塊數(shù)量分別為3，5時，試問先進先出置換算法（FIFO）的缺頁次數(shù)是多少？（注意，所有內(nèi)存塊最初都是空的，凡第一次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁。）解：當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為3時，F(xiàn)IFO算法的執(zhí)行過程如下圖所示。打叉的表示發(fā)生了缺頁，共缺頁16次。提示：當(dāng)FIFO算法執(zhí)行到藍(lán)色的4號頁面時，這時內(nèi)存中有三個頁面，分別是1，2，3。按照FIFO算法，在內(nèi)存中停留時間最長的頁面被淘汰。三個頁面在內(nèi)存中的停留時間用綠色區(qū)域標(biāo)記出來了，可見，1號頁面是停留時間最長的，因此要淘汰1號頁面。當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為5時，共缺頁10次。FIFO算法的執(zhí)行過程如下。優(yōu)缺點：先進先出法（FIFO）簡單易于實現(xiàn)，但是性能不好

4、，存在Belady現(xiàn)象。例如對于以下頁面：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，當(dāng)內(nèi)存塊為3時，出現(xiàn)9次缺頁中斷；當(dāng)內(nèi)存塊為4時，出現(xiàn)10次缺頁中斷。缺頁率隨著內(nèi)存塊增加而增加的現(xiàn)象，稱為Belady現(xiàn)象。有興趣的同學(xué)可以試一試，看看是不是這樣的。代碼:#include "iostream"using namespace std;#include<vector>#include <deque>/ram 模擬系統(tǒng)為進程分配的3個內(nèi)存塊deque<int> ram(3);int length=0;/檢測是否在內(nèi)存中int isCon

5、tain(int findNum)int i;for (i=0;i<ram.size();i+)if (findNum=rami) break;return i;/缺頁中斷 將缺少的頁調(diào)入內(nèi)存 同時將最早進來的頁調(diào)出int intServer(int page)if(length!=ram.size() ramlength=page; length+;else ram.pop_front(); ram.push_back(page);return 0;/顯示3個內(nèi)存塊中存放的頁面號void display() int i;cout<<"內(nèi)存塊中存放的頁面號:&quo

6、t;for (i=0;i<ram.size();i+)printf("%2d ",rami);cout<<endl;int main()/int i=0;for (i=0;i<ram.size();i+ )rami=0;/該模擬進程總共有20條指令 instructesi 為i條指令所在頁int instructes21=0;srand();/隨機產(chǎn)生指令所在的頁for(int i=1;i<=20;i+) /該模擬進程指令或數(shù)據(jù)分布在6個頁面中 /分別為第 1,2,3,4,5,6 頁 instructesi=rand()%6+1; /cout&

7、lt;<"第"<<i<<"條指令所在頁"<<instructesi<<endl; printf("第%2d指令所在頁%d n",i,instructesi);int count=0;for ( i=1;i<=20;i+)printf("當(dāng)前待執(zhí)行指令所在頁:%2d:n",instructesi);display();int pos=isContain(instructesi);if (pos=ram.size()printf("第%2d頁不在內(nèi)存中 -> 缺頁中斷n",instructesi);intServer(instructesi);count+;cout<<endl;cout<<"總共執(zhí)行20條指令n"<<"缺頁次數(shù):"<<count<<endl;cout<<"缺頁率:"<<(float)cou