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  • 1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6 当内存块数量为3时,试问LRU,FIFO,OPT三种置换算法缺页次数各是多少? (注意:所有内存块最初都是空的,凡第1次用到的页面都产生一次缺页)
  • 在一个请求分页系统中,分别采用 FIFO、LRU和 OPT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为 3时,试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率,...

    页面置换算法

    题目:

    在一个请求分页系统中,分别采用 FIFO、LRU和 OPT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为 3时,试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率,并比较所得结果。

    分析思路:

    先进先出(FIFO)更新算法:
    也称为最早出现的页面更新算法。该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中停留时间最长的一页予以淘汰。如果同时有多个页面符合淘汰的条件,则任意选择一个予以淘汰即可。

    技巧:谁先连成和题目所给物理块总数,谁先被置换掉

    最近最久未使用(LRU)更新算法:
    以“最近的过去”作为“不久的将来”的近似,选择最近一段时间内最久没有使用的页面淘汰。
    它的实质是:当需要更新一页时,选择在最近一段时间内最久没有被使用的页面予以淘汰

    技巧:在内存中没有的页面开始往前看,置换“最前面的“,但不是从一开始的,那样这个算法就没有意义了

    最优(OPT)更新算法
    该算法所选择的被淘汰页面,将是以后永久不被访问,或者是在未来最长时间内不再被访问的页面。采用最优更新算法通常可以保证获得最低的缺页率。

    技巧:往后看,当前未在页面中的页面去置换距离当前需要置换页面"最远"的页面,最后一个不在页面中的置换谁都可以

    缺页率=缺页次数/总页数

    置换率=置换次数/总页数

    置换次数=缺页次数-物理块数

    注意:这两个率最后一定要写成%的形式,不可以写分数

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  • 【操作系统】FIFO、LRU、OPT三种置换算法缺页次数计算 例:假设系统为某进程分配了三个物理块,并考虑有以下的页面号引用串:7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1,分别用FIFO、LRU、OPT...

    【操作系统】FIFO、LRU、OPT三种置换算法的缺页次数计算

    例:假设系统为某进程分配了三个物理块,并考虑有以下的页面号引用串:7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1,分别用FIFO、LRU、OPT三种置换算法计算缺页次数。

    1. FIFO先进先出

    按照先进先出的规则机型页面置换即可,即先进来的页面先被置换。(可看做一个大小为3的队列,如果该元素在队列里就不要动队列中元素的顺序)

       7,0,1 置换3次(刚开始内存是空着的,自然三个物理块都是缺页的)
       2:2,0,1 置换1次(7最先进来,所以7被置换掉)(0,1,2)
       0:2,0,1(0在页面中,不置换)
       3:2,3,1 置换1次(从最开始算起,0最先进来,0被置换掉)(1,2,3)
       0:2,3,0 置换1次(从最开始算起,1最先进来,1被置换掉)(2,3,0)
       4:4,3,0 置换1次(从最开始算起,2最先进来,2被置换掉)(3,0,4)
       2:4,2,0 置换1次(从最开始算起,3最先进来,3被置换掉)(0,4,2)
       3:4,2,3 置换1次(从最开始算起,0最先进来,0被置换掉)(4,2,3)
       0:0,2,3 置换1次(从最开始算起,4最先进来,4被置换掉)(2,3,0)
       3:0,2,3(3在页面中,不置换)
       2:0,2,3(2在页面中,不置换)
       1:0,1,3 置换1次(从最开始算起,2最先进来,2被置换掉)(3,0,1)
       2:0,1,2 置换1次(从最开始算起,3最先进来,3被置换掉)(0,1,2)
       0:0,1,2(0在页面中,不置换)
       1:0,1,2(1在页面中,不置换)
       7:7,1,2 置换1次(从最开始算起,0最先进来,0被置换掉)(1,2,7)
       0:7,0,2 置换1次(从最开始算起,1最先进来,1被置换掉)(2,7,0)
       1:7,0,1 置换1次(从最开始算起,2最先进来,2被置换掉)(7,0,1)
    

    所以,总的置换次数为:3+12=15次

    2. LRU最近最久未使用置换算法

    该算法赋予每个页面一个访问字段,用来记录一个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,选择现有页面中其t值最大的。
    或可以看作一个大小为3的队列,每遇到一个元素,就让该元素放在队列尾(即便该元素在队列里,即队列中的元素顺序可能改变)

    7: 7 置换1次**(刚开始内存是空着的,自然三个物理块都是缺页的)(7(t=0))
    0:7,0 置换1次(7(t=1),0(t=0))
    1:7,0,1 置换1次(7(t=2),0(t=1),1(t=0))
    2:2,0,1 置换1次(7最久未使用,7被置换掉)(2(t=0),0(t=2),1(t=1))或(0,1,2)(或后面的即看作一个队列时,队列里元素的情况)
    0:2,0,1(0在页面中,不置换)(2(t=1),0(t=0),1(t=2))或(1,2,0)
    3:2,0,3 置换1次(1最久未使用,所以1被置换掉)(2(t=2),0(t=1),3(t=0))或(2,0,3)
    0:2,0,3(0在页面中,不置换)(2(t=3),0(t=0),3(t=1))或(2,3,0)
    4:4,0,3 置换1次(2最久未使用,所以2被置换掉)(4(t=0),0(t=1),3(t=2))或(0,3,4)
    2:4,0,2 置换1次(3最久未使用,所以3被置换掉)(4(t=1),0(t=2),2(t=0))或(0,4,2)
    3:4,3,2 置换1次(0最久未使用,所以0被置换掉)(4(t=2),3(t=0),2(t=1))或(4,2,3)
    0:0,3,2 置换1次(4最久未使用,所以4被置换掉)(0(t=0),3(t=1),2(t=2))或(2,3,0)
    3:0,3,2(3在页面中,不置换)(0(t=1),3(t=0),2(t=3))或(2,0,3)
    2:0,3,2(2在页面中,不置换)(0(t=2),3(t=1),2(t=0))或(0,3,2)
    1:1,3,2 置换1次(0最久未使用,所以0被置换掉)(1(t=0),3(t=2),2(t=1))或(3,2,1)
    2:1,3,2(2在页面中,不置换)(1(t=1),3(t=3),2(t=0))或(3,1,2)
    0:1,0,2 置换1次(3最久未使用,所以3被置换掉)(1(t=2),0(t=0),2(t=1))或(1,2,0)
    1:1,0,2(1在页面中,不置换)(1(t=0),0(t=1),2(t=2))或(2,0,1)
    7:1,0,7置换1次(2最久未使用,所以2被置换掉)(1(t=1),0(t=2),7(t=0))或(0,1,7)
    0:1,0,7(0在页面中,不置换)(1(t=2),0(t=0),7(t=1))或(1,7,0)
    1:1,0,7(1在页面中,不置换)(1(t=0),0(t=1),7(t=2))或(7,0,1)
    

    所以,总的置换次数为:12次

    3. OPT最佳置换算法(可保证获得最低的缺页率)

    其选择的被淘汰页面将是以后永不使用的,或者是在最长时间(未来)内不再被访问的页面。

      7,0,1 置换3次(刚开始内存是空着的,自然三个物理块都是缺页的)
      2:2,0,1 置换1次(在2后面的页面号中,看7,0,1哪个页面号最后出现,就置换掉该页面:最先出现的是0,然后是1,最后是7,所以将7置换掉)
      0:2,0,1(0在页面中,不置换)
      3:2,0,3 置换1次(在3后面的页面号中,看2,0,1哪个页面号最后出现,就置换掉该页面:最先出现的是0,然后是2,最后是1,所以将1置换掉)
      0:2,0,3(0在页面中,不置换)
      4:2,4,0 置换1次(在4后面的页面号中,看2,0,3哪个页面号最后出现,就置换掉该页面:最先出现的是2,然后是3,最后是0,所以将0置换掉)
      2:2,4,0(2在页面中,不置换)
      3:2,3,0 置换1次(在3后面的页面号中,看2,4,0哪个页面号最后出现,就置换掉该页面:最先出现的是0,然后是2,最后是4,所以将4置换掉)
      0:2,3,0(0在页面中,不置换)
      3:2,3,0(3在页面中,不置换)
      2:2,3,0(2在页面中,不置换)
      1:2,1,0 置换1次(在1后面的页面号中,3不再出现,所以将3置换掉)
      2:2,1,0(2在页面中,不置换)
      0:2,1,0(0在页面中,不置换)
      1:2,1,0(1在页面中,不置换)
      7:7,1,0 置换1次(在7后面的页面号中,2不再出现,所以将2置换掉)
      0:7,1,0(0在页面中,不置换)
      1:7,1,0(1在页面中,不置换)
    

    所以,总的置换次数为:3+1+1+1+1+1+1=9次

    在这里插入图片描述

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  •  当内存块数量分别为3时,试问FIFO、LRU、OPT这三种置换算法缺页次数各是多少?  答:缺页定义为所有内存块最初都是空的,所以第一次用到的页面都产生一次缺页。  当内存块数量为3时: ...

    考虑下述页面走向:

              12342156212376321236

         当内存块数量分别为3时,试问FIFOLRUOPT这三种置换算法的缺页次数各是多少?

       答:缺页定义为所有内存块最初都是空的,所以第一次用到的页面都产生一次缺页。

           当内存块数量为3时:




    发生缺页中断的次数为16

      在FIFO算法中,先进入内存的页面被先换出。当页6要调入时,内存的状态为415,考查页6之前调入的页面,分别为5124,可见4为最先进入内存的,本次应换出,然后把页6调入内存。


    发生缺页中断的次数为15


    LRU是Least Recently Used的缩写,即最近最少使用页面置换算法,是为虚拟页式存储管理服务的。该算法的初衷是有内存管理而被提出来的,其目的是为解决“如何节省利用容量不大的内存为最多的进程提供资源”时如何减少过多的让进程去读取外存。 
       这里以链表法来实现LRU: 
       一点介绍 
       操作系统为每个进程维护一条链表,链表的每个结点记录一张页面的地址。调用一次页面,则把该页面的结点从链中取出,放到链尾;要装入新页,则把链头的页面调出,同时生成调入页面的结点,放到链尾。 


      在LRU算法中,最近最少使用的页面被先换出。当页6要调入时,内存的状态为521,考查页6之前调入的页面,分别为512,可见2为最近一段时间内使用最少的,本次应换出,然后把页6调入内存。




    发生缺页中断的次数为11

        在OPT算法中,在最远的将来才被访问的页面被先换出。当页6要调入时,内存的状态为125,考查页6后面要调入的页面,分别为212,可见5为最近一段时间内使用最少的,本次应换出,然后把页6调入内存。


    最不经常使用(Least Frequently Used --LFU) 页置换算法,要求在页置换时置换引用计数最小的页,因为经常使用的页应该有一个较大的引用次数。但是有些页在开始时使用次数很多,但以后就不再使用,这类页将会长时间留在内存中,因此可以将引用计数寄存器定时右移一位,形成指数衰减的平均使用次数。


    注意LFU与LRU的区别,LFU一定是使用次数最少并且最近的被淘汰,而LRU被淘汰的是离上一次使用时间最长的。。


    OPT算法因为要知道后面请求的页框,因此我觉得这个算法有个小小的bug,如果在某个请求中,若在该请求的页框之后的页框序列中至少存在一个和当前内存块中不匹配的页框,则按照内存块的顺序(从上往下)替换没有出现的页框。比如上面那个OPT例子。对于最后一个页框请求,因为6未命中,且6之后没有请求的序列,因此应该替换3,所以替换后的序列为6 , 2 ,1   当然,这只是针对做题而言。


    摘自:http://blog.csdn.net/steven6977/article/details/11805939

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  • 页面置换算法(计算缺页次数

    千次阅读 2021-03-11 21:36:26
    最近最少使用置换算法(LRU) 选择最近最久未使用的页面予以淘汰 页面访问序列 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 页框1 7 7 7 页框2 0 0 页框3 1 是否缺页 √ √ √ ...

    最近最少使用置换算法(LRU)

    选择最近最久未使用的页面予以淘汰

    页面访问序列7012030423032
    页框1777
    页框200
    页框31
    是否缺页

    当访问页面号为2的页面时,应该置换哪个页面?我们可以通过判断从当前访问页面向左哪个页面(页框中的页面)距离当前访问页面最远来进行置换,如图:
    在这里插入图片描述
    1距离当前页面0个间隔,0距离当前页面1个间隔,7距离当前页面2个间隔,由此可知,7距离当前访问页面最远,所以替换7,接下来其他的置换也是相同的原理,全部置换完成后如下图:

    页面访问序列7012030423032
    页框17772222444000
    页框2000000003333
    页框311133322222
    是否缺页××××

    采用最近最少使用页面置换算法(LRU),缺页次数为9



    最佳页面置换算法(OPT)

    将以后都不再访问或者很长时间内不再访问的页面调出

    页面访问序列4296269492
    页框1444
    页框222
    页框39
    是否缺页

    当访问页面号为6的页面时,应该置换哪个页面?和最近最少使用页面置换算法相反,我们可以通过判断从当前访问页面向右哪个页面(页框中的页面)距离当前访问页面最远来进行置换,如图:

    在这里插入图片描述
    2距离当前页面0个间隔,9距离当前页面2个间隔,4距离当前页面3个间隔,由此可知,4距离当前访问页面最远,所以置换4,接下来其他的置换也是相同的原理,全部置换完成后如下图:

    页面访问序列4296269492
    页框14446666444
    页框2222222222
    页框399999999
    是否缺页×××××

    采用最佳页面置换算法(OPT),缺页次数为5



    先进先出页面置换算法(FIFO)

    每次置换最先调入内存的页面,即将内存中等待时间最长的页面进行置换

    页面访问序列7012030423032
    页框1777
    页框200
    页框31
    是否缺页

    当访问页面号为2的页面时,应该置换哪个页面?

    方法一:

    可以通过判断哪个页面(页框中的页面)最先调入内存,置换最先调入内存的页面,如图:
    在这里插入图片描述

    因为序号为7的页面最先最先调入内存,所以置换序号为7的页面

    方法二:

    也可以通过下面这种方式:通过判断哪个页面(页框中的页面)连续的次数最多,置换连续次数最多的页面,如图:

    在这里插入图片描述
    序号为7的页面连续的次数最多,所以置换序号为7的页面

    接下来其他的置换也是相同的原理,全部置换完成后如下图:

    页面访问序列7012030423032
    页框17772222444000
    页框2000033322222
    页框311110003333
    是否缺页×××

    采用先进先出页面置换算法(FIFO),缺页次数为10



    有不对的地方还请指出呀,不胜感激 [嘻嘻]

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  • FIFO、LRU、OPT这三种置换算法缺页次数 转载 由于要考计算机四级网络,这里遇到了问题,就搜了一些资料来解疑。 考虑下述页面走向: 1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,...
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  • 页面置换算法缺页计算

    千次阅读 2019-12-04 20:58:41
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  • 最佳(OPT)置换算法 #include <iostream> int accessPage[20] = { 7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1 }; int flagOPT[3] = { -1,-1,-1 }; // 用来在OPT算法中标记三个物理块是否有页面;-1:物理...
  • FIFO,LRU,OPT算法缺页次数计算

    万次阅读 多人点赞 2018-03-14 10:44:28
    内存发生置换的次数即缺页次数。一、FIFOFIFO为先进先出算法,举例,为4时,由于已经存在的1,2,3中,1为最先进入的一个数,因此将1置换为4,变为4,2,3。二、LRULRU为最近最少使用的页面被先换出算法,感觉和FIFO有些...
  • 这篇博客主要讲三种置换算法,FIFO(先进先出),OPT(最佳置换算法),LRU(最近最久未使用和最少使用置换算法) 在一个请求分页系统中,假设系统分配给某进程的物理块数为 3,开始时内存 为空,执行如下访问页号...
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空空如也

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opt页面置换算法缺页次数