頁面置換算法是什么

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理解頁面置換算法：當發(fā)生缺頁中斷時，如果操作系統(tǒng)內(nèi)存中沒有空閑頁面，則操作系統(tǒng)必須在內(nèi)存選擇一個頁面將其移出內(nèi)存，以便為即將調(diào)入的頁面讓出空間，而用來選擇淘汰哪一頁的規(guī)則叫做頁面置換算法。

在地址映射過程中，若在頁面中發(fā)現(xiàn)所要訪問的頁面不在內(nèi)存中，則產(chǎn)生缺頁中斷。當發(fā)生缺頁中斷時，如果操作系統(tǒng)內(nèi)存中沒有空閑頁面，則操作系統(tǒng)必須在內(nèi)存選擇一個頁面將其移出內(nèi)存，以便為即將調(diào)入的頁面讓出空間。而用來選擇淘汰哪一頁的規(guī)則叫做頁面置換算法。

最佳置換算法（OPT）

這是一種理想情況下的頁面置換算法，但實際上是不可能實現(xiàn)的。該算法的基本思想是：發(fā)生缺頁時，有些頁面在內(nèi)存中，其中有一頁將很快被訪問（也包含緊接著的下一條指令的那頁），而其他頁面則可能要到10、100或者1000條指令后才會被訪問，每個頁面都可，以用在該頁面首次被訪問前所要執(zhí)行的指令數(shù)進行標記。最佳頁面置換算法只是簡單地規(guī)定：標記最大的頁應該被置換。這個算法唯一的一個問題就是它無法實現(xiàn)。當缺頁發(fā)生時，操作系統(tǒng)無法知道各個頁面下一次是在什么時候被訪問。雖然這個算法不可能實現(xiàn)，但是最佳頁面置換算法可以用于對可實現(xiàn)算法的性能進行衡量比較。

先進先出置換算法（FIFO）

最簡單的頁面置換算法是先入先出（FIFO）法。這種算法的實質(zhì)是，總是選擇在主存中停留時間最長（即最老）的一頁置換，即先進入內(nèi)存的頁，先退出內(nèi)存。理由是：最早調(diào)入內(nèi)存的頁，其不再被使用的可能性比剛調(diào)入內(nèi)存的可能性大。建立一個FIFO隊列，收容所有在內(nèi)存中的頁。被置換頁面總是在隊列頭上進行。當一個頁面被放入內(nèi)存時，就把它插在隊尾上。

這種算法只是在按線性順序訪問地址空間，時才是理想的，否則效率不高。因為那些常被訪問的頁，往往在主存中也停留得最久，結(jié)果它們因變“老”而不得不被置換出去。

FIFO的另一個缺點是，它有一種異?，F(xiàn)象，即在增加存儲塊的情況下，反而使缺頁中斷率增加了。當然，導致這種異?，F(xiàn)象的頁面走向?qū)嶋H上是很少見的。

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