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  • 最佳页面置换算法

    千次阅读 2020-06-21 08:25:36
    1,在一个请求分页系统中,采用最佳页面置换算法时,假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时,试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。...

    在一个请求分页系统中,采用最佳页面置换算法时,假如一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时,试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。请给出分析过程。

    解析:所谓的最佳(Optimal)页面置换算法就是说 所淘汰的页面将是以后永不使用的页面,或者是再未来很长一段时间内都不再被访问的页面。若产生缺页中断,但是后续都未用到其他页面,则根据最先更新原则,将最晚更新的页面给淘汰。
    页面置换:内存物理块不够,需要淘汰页面
    缺页中断:要访问的页不在主存
    缺页率:发生缺页次数/总共的页面数

    物理块数为3时:
    4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5
    4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 2 2
    3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1
    2 1 1 1 5 5 5 5 5 5
    页面置换1 页面置换2 页面置换3 页面置换4
    缺页中断1 缺页中断2 缺页中断3 缺页中断4 缺页中断5 缺页中断6 缺页中断7

    页面置换1:当进程访问页面1时,将会产生页面置换,4 3 2进行淘汰,往远处(右)观察,页面2最远,则淘汰页面2。
    页面置换2:当进程访问页面5时,将会产生页面置换,4 3 1进行淘汰,往远处(右)观察,页面1最远,则淘汰页面1。
    页面置换3:当进程访问页面2时,将会产生页面置换,4 3 5进行淘汰,往远处(右)观察,看出5还会用到,但是4和3已经没用了,再往前放(左)观察,4更新的最晚,将4淘汰。
    页面置换4:当进程访问页面1时,将会产生页面置换,2 3 5进行淘汰,往远处(右)观察,看出5还会用到,但是2和3已经没用了,再往前放(左)观察,3更新的最晚,将3淘汰。

    缺页次数:7
    缺页率:7/12

    物理块数为4时:
    4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5
    4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1 1
    3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
    2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
    1 1 1 5 5 5 5 5 5
    页面置换1 页面置换2
    缺页中断1 缺页中断2 缺页中断3 缺页中断4 缺页中断5 缺页中断6

    页面置换1:当进程访问页面5时,将会产生页面置换,4 3 2 1进行淘汰,往远处(右)观察,页面1最远,则淘汰页面1。
    页面置换2:当进程访问页面1时,将会产生页面置换,4 3 2 5进行淘汰,往远处(右)观察,看出5还会用到,但是4 3 2已经没用了,再往前放(左)观察,4更新的最晚,将4淘汰。

    缺页次数:6
    缺页率:6/12

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  • 1、 最佳(OPT,Optimal)所选择的被换出的页面将是永久或者是最长时间内不再被访问,通常可以保证获得最低的缺页率。是一种理论上的算法,因为无法知道一个页面多长时间不再被访问。所以常用于评价其他算法。、例子:...

    1、 最佳(OPT,Optimal)

    所选择的被换出的页面将是永久或者是最长时间内不再被访问,通常可以保证获得最低的缺页率。是一种理论上的算法,因为无法知道一个页面多长时间不再被访问。所以常用于评价其他算法。、

    例子:

    一个系统为某进程分配了三个物理块,并有如下页面引用序列:

    e1bf4fafaf11354524a1eb9946d09b36.png

    解析:在第一次置换之前,有三个引用页7、0、1;但是空闲物理块不够,所以就从这个三个引用中挑一个来置换。选谁呢?那就从页面引用那一栏,寻找这三个页面,哪一个最久不被使用。页面7:在第18次再被引用页面0:在第5次再被引用页面1:在第14次再被引用很明显页面7是三个页面中在未来最久不被引用的页面,所以就置换页面7

    2、最近最久未使用(LRU, Least Recently Used)

    虽然无法知道将来要使用的页面情况,但是可以知道过去使用页面的情况。LRU 将最近最久未使用的页面换出。这是局部性原理的合理近似,性能接近最佳算法。为了实现 LRU,需要在内存中维护一个所有页面的链表。当一个页面被访问时,将这个页面移到链表表头。这样就能保证链表表尾的页面是最近最久未访问的。一旦需要置换页面,那么就淘汰链表尾部的页面。因为每次访问都需要更新链表,因此这种方式实现的 LRU 代价很高。

    e6359f403436b6dfcf2fdf71c664e79d.png

    3、LRU近似:

    在页表设置一个引用位,当存储分块表中的某一页被访问,那么硬件就会将该位设置为1,并且会通过页表管理软件周期性修改所有引用位为0.这样在周期T内,访问过的页面的引用位为1,没有被访问的为0。这样就可以根据引用位来判断各页最近的使用情况。循环找出引用位为0并淘汰,然后将引用位为1的重新设置为0.

    d165eb43a4965d54a645fd83560ec1f7.png

    这个算法的核心就是如何设置周期T,如果太小,那么会经常置换页面;太大,容易造成很多页面的引用位为1,过多页面未被淘汰。

    例子:

    最近调入的页号是2,也就是块号为4。其链表顺序为2、5、1、4.

    当页号3缺页,需要置换。此时就会从页号2所指向的下一页开始找(页号5),如果是1,就重置为0;否则就置换,然后停止寻找,并将头指针指向页号3(最新的页面)

    243e670f3c9e48a8fc887d7cb2e148f3.png

    4、先进先出(FIFO, First In First Out)

    FIFO算法认为最先进入内存的页面,其不再使用的可能性比最近调入的页面要大。所以该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。Belady现象:有时候增加物理块,缺页次数反而会增加。例如:红色*表示页面替换的位置

    f5acad906e074c228978aa1fff68eee6.png

    647d5728c7d00d3f665f86c6e047016a.png

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  • OPT最佳页面置换算法

    2013-12-19 10:12:29
    是OPT算法的C语言实现,希望对你们有帮助!
  • 通过建立数组,寻找将来被访问的位置,进行页面置换算法
  • 最佳页面置换算法(Optimal)

    千次阅读 2018-12-01 14:45:23
    算法规则: 其所选择的被淘汰的页面是以后永不使用,或是最长时间内不被访问的页面。   VS不愧被称作宇宙最强IDE,真TM好用,调试功能一级赞

    算法规则:

    其所选择的被淘汰的页面是以后永不使用,或是最长时间内不被访问的页面。

     

    VS不愧被称作宇宙最强IDE,真TM好用,调试功能一级赞?,似乎现在爱上了它,嘤嘤嘤。

    但是这是操作系统课啊,不是让你在linux上变编程吗?哈哈哈,没忍住又打开了VS!

    在这里为VS打一波广告【库拽】

     

    推荐IDE:VS2017

    推荐主题:暗色调

    推荐字体:consolas

    推荐字号:11或18号字号(consolas会根据字体大小变粗变细,这两字号感觉最舒服)

    效果:(是不是超级赞)

    Code

    #include <iostream>
    #include <cstdlib>
    #include <vector>
    #include <cstdio>
    
    #define pause system("pause")
    
    using namespace std;
    
    const int maxn = 1005;
    
    int a[maxn];
    int b[maxn];
    vector<int> v[maxn];
    
    void init(int m)
    {
    	for (int i = 0; i < m; i++) b[i] = -1;
    }
    
    int main()
    {
    	int n;
    	cout << "pages num >> ";
    	cin >> n;
    	cout << "pages val >> ";
    	for (int i = 0; i < n; i++)
    	{
    		cin >> a[i];
    		v[a[i]].push_back(i);
    	}
    
    	
    	int m;
    	cout << "blocks num >> ";
    	cin >> m;
    	init(m);
    
    	int cnt = 0;
    	for (int i = 0; i < n; i++)
    	{
    		int flag = 0;
    
    		for (int j = 0; j < m; j++)
    		{
    			if (b[j] == a[i])
    			{
    				flag = 1;
    				v[a[i]].erase(v[a[i]].begin());
    				break;
    			}
    
    			if (b[j] == -1)
    			{
    				b[j] = a[i];
    				v[a[i]].erase(v[a[i]].begin());
    				flag = 1;
    				break;
    			}
    		}
    
    		if (!flag)
    		{
    			int lastinx = 0;
    			int lastime = -1;
    
    			for (int j = 0; j < m; j++)
    			{
    				if (v[b[j]].empty())
    				{
    					lastinx = j;
    					break;
    				}
    
    				if (v[b[j]][0] > lastime)
    				{
    					lastinx = j;
    					lastime = v[b[j]][0];
    				}
    			}
    
    			v[a[i]].erase(v[a[i]].begin());
    
    			printf("change:%d——>%d\n", b[lastinx], a[i]);
    
    			b[lastinx] = a[i];
    
    			cnt++;
    		}
    	}
    	cout << m + cnt << endl;
    	return 0;
    }
    
    
    
    /*
    
    20
    7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1
    3
    
    */
    
    

    Input and Output

    展开全文
  • 使用最佳页面置换算法求解. #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include using namespace...
    使用最佳页面置换算法求解.
    
    
    #include<stdio.h>
    #include<string>
    #include<cstring>
    #include<queue>
    #include<algorithm>
    #include<functional>
    #include<vector>
    #include<iomanip>
    #include<math.h>
    #include<iostream>
    #include<sstream>
    #include<stack>
    #include<set>
    #include<bitset>
    using namespace std;
    
    const int MAX=10005;
    const int INF=0x3f3f3f3f;
    
    int T,K,N;
    int A[MAX];
    int Temp[MAX];
    int Next[MAX];
    bool In[MAX];
    int Pos[MAX];
    set<int> V;
    
    int main()
    {
        cin.sync_with_stdio(false);
        cin>>T;
        while (T--)
        {
            memset(Temp,0,sizeof(Temp));
            memset(Next,INF,sizeof(Next));
            memset(In,0,sizeof(In));
            memset(Pos,0,sizeof(Pos));
            V.clear();
            cin>>K>>N;
            for (int i=1; i<=N; i++)
                cin>>A[i];
            for (int i=N; i>=1; i--)
            {
                if (Temp[A[i]])
                    Next[i]=Temp[A[i]];
                Temp[A[i]]=i;
            }
    /*
            for (int i=1; i<=N; i++)
                cout<<setw(3)<<i;
            cout<<endl;
            for (int i=1; i<=N; i++)
                cout<<setw(3)<<A[i];
            cout<<endl;
            for (int i=1; i<=N; i++)
                if (Next[i]==INF)
                    cout<<setw(3)<<'!';
                else
                    cout<<setw(3)<<Next[i];
            cout<<endl;
    */
            int Size=0,Ans=0;
            for (int i=1; i<=N; i++)
            {
                if (!In[A[i]])
                {
                    Ans++;
                    if (Size<K)
                    {
                        V.insert(A[i]);
                        //cout<<i<<" Insert "<<A[i]<<endl;
                        In[A[i]]=true,Size++;
                    }
                    else
                    {
                        int Max=0,Index=0,j;
                        for (set<int>::iterator it=V.begin(); it!=V.end(); it++)
                        {
                            j=*it;
                            if (Next[Pos[j]]>Max)
                                Max=Next[Pos[j]],Index=j;
                        }
                        In[Index]=false;
                        V.erase(Index);
                        //cout<<i<<" Erase "<<Index<<" And Insert "<<A[i]<<endl;
                        V.insert(A[i]);
                        In[A[i]]=true;
                    }
                }
                Pos[A[i]]=i;
            }
            cout<<Ans<<endl;
        }
        return 0;
    }
    
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  • 今天要说点和你的隐私有关的事情,在这个信息化的时代,是不是真的有人一手握着你的信息,一手数着钞票呢?...简介 DES:English Name:Data Encrytion Standard中文名:DES 算法,数据加密标准...
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  • 页面置换算法

    2020-09-22 20:08:51
    OPT页面置换算法(最佳页面置换算法):最佳页面置换算法所选择的被淘汰页面将是以后永不使用的,或者说在最长时间内不再被访问的页面,这样可以保证获得最低的却也率。但由于人们无法预知进程未来最长时
  • 操作系统 页面置换算法 OPT(最佳置换算法) 郑州大学 大作业
  • 最佳置换OPT页面置换算法的源代码,以及可执行程序。
  • 页面置换算法 根据中国大学MOOC计算机操作系统(电子科技大学)而写. 如果自己要设计页面置换,要根据什么原则来设计?我们首先想到的是存储器的局部性原理(时间局部性、空间局部性) Page removed should be the ...
  • 【操作系统】页面置换算法最佳置换算法)(C语言实现) #####(编码水平较菜,写博客也只是为了个人知识的总结和督促自己学习,如果有错误,希望可以指出) 1.页面置换算法: 在地址映射过程中,若在页面中发现所...
  • 页面置换算法为什么要页面置换最佳置换算法先进先出页面置换算法LRU置换算法Clock置换算法 为什么要页面置换 缺页中断: 在地址映射过程中,若在页表中发现所要访问的页面不在内存,则产生中断,当发生中断时,...
  • 操作系统 课外实践报告 项 目 名 称 所 在 班 级 姓名 小 组 成 员 页面置换算法 学号 组长 指 导 教 师 成 绩 评 定 支丽平 页面置换算法中的先进先出算法 一 实验目的 了解最佳页面置换算法与先进先出 FIFO 页面...
  • 页面置换算法:地址映射过程中,若在页面中发现所要访问的页面不在内存中,则产生缺页中断。当发生缺页中断时,如果操作系统内存中没有空闲页面,则操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存,以便为即将调入的...
  • 知识回顾三、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. 知识回顾 一、虚拟内存的基本概念 1. 传统存储管理方式的缺点 连续分配与非连续分配都属于传统存储管理...
  • 页面置换算法总结

    千次阅读 2015-03-31 11:25:07
    页面置换算法 百度百科对页面置换算法给出的定义:在地址映射过程中,若在页面中发现所要访问的页面不在内存中,...(1)OPT页面置换算法(最佳页面置换算法) 这是一种理想情况下的页面置换算法,但实际上是不可能实现
  • 自己写的页面置换算法,分别实现了最佳置换算法,随机置换算法,LRU算法,FIFO算法,CLOCK算法,并计算了各算法的缺页率,便以比较各算法的优劣。

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