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  • 内存调度算法lru
    2019-04-01 09:34:51

     

    FIFO调度算法和LRU算法

    一.理论

    FIFO:先进先出调度算法

    LRU:最近最久未使用调度算法

    两者都是缓存调度算法,经常用作内存的页面置换算法。

    打一个比方,帮助你理解。你有很多的书,比如说10000本。由于你的书实在太多了,你只能放在地下室里面。你看书的时候不会在地下室看书,而是在书房看书。每次,你想看书都必须跑到地下室去找出来你想看的书,然后抱回来放到书桌上,之后才开始看。还有就是,有一些书你会反复的看,今天看了也许过几天又要看。总之,你自己是不知道你哪天会需要看哪本书的。你的老师每天下课的时候会给你布置一个书单,让你晚上回去去看哪本书。(假设你老师让你看的书在你的地下室里面都有)跑地下室当然是非常麻烦的,所以你希望你的经常看的那些书最好放在书桌上。但是你的书房的书桌同时只能摆放10本书(这个是假设的啊)。那么,问题来了。到底把哪些说留在书桌上最好呢?这里说的最好,就是说你尽量少的跑地下室去找书。为了解决这个问题,人们发明了很多的算法。

    其中,比较常见的就是上面这两种:FIFO算法和LRU算法。

        1、FIFO算法:

        很简单,我把书桌上的10本书按照放置时间先后堆放成一堆。这里的放置时间,就是说这本书在我的书桌上放了几天了。每次要看书的时候,我先在书桌上找,找到就直接可以读了。读完之后放回原来的位置就可以,不打乱顺序。如果书桌上面没有我要读的书,就去地下室找。找来之后,我就把书桌上放的时间最长的那本(也就是书堆里面最下面的那本书)放回地下室。然后把我今天需要看的这本书放在书堆的最上面。

        2、LRU算法:

        也不难,我把书桌上的10本书按照阅读时间先后堆放成一堆。这里的阅读时间,就是说我最近一次读这本书是几天之前。每次要看书的时候,我先在书桌上找,找到就直接可以读了。读完之后放在书堆的最上面。如果书桌上面没有我要读的书,就去地下室找。找来之后,我就把书桌上最久没有阅读的那本(也就是书堆里面最下面的那本书)放回地下室。然后把我今天需要看的这本书放在书堆的最上面。上面这个比方,相信你可以看明白吧。这里的地下室对应内存,书桌对应缓存,书对应页面。

    二.缺页次数

    在一个采用页式虚拟存储管理的系统中,有一用户作业,它依次要访问的页面序列是1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5.假定分配给该作业的页数为3且作业初始时未装载页面,那么采用FIFO调度算法产生的缺页中断数为多少,采用LRU调度算法产生的缺页中断数为多少?

     FIFO算法:(First In First Out),先进先出,一般看到这类思想,首先想到的数据结构应当是队列,但是我们这里最好是用vector,因为调页过程中需要遍历队列检查该页是否已存在,当算法的存储结构是队列或栈,但实现过程中需要经常遍历全队列或全栈的内容时,最好用vector,这是《剑指Offer》面试题25给我的启发。给出一个访问序列的模拟算法到此应该非常简单了,为了节省时间,下面仅给出题目计算步骤,代码今后再补。

        1、FIFO算法:先进先出

               访问序列:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5

                       1,2,3先调入内存,内存结构:3      2      1    缺页次数:3  

                       4调入内存,1调出,  内存结构:4      3      2    缺页次数:4

                       1调入内存,2调出,  内存结构:1      4      3    缺页次数:5

                       2调入内存,3调出,  内存结构:2      1      4    缺页次数:6

                       5调入内存,4调出,  内存结构:5      2      1    缺页次数:7

                       1存在,内存结构不改变

                       2存在,内存结构不改变

                       3调入内存,1调出,  内存结构:3      5      2    缺页次数:8

                       4调入内存,2调出,  内存结构:4      3      5    缺页次数:9

                       5存在,内存结构不改变

                共缺页9次,缺页中断率 = 缺页中断次数 / 总访问页数 = 9 / 12    

     

        2、LRU算法:最近最少使用(Least Recently Used),先看一下调页过程

               访问序列:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5

                    1,2,3先调入内存,内存结构:3      2      1    缺页次数:3  

                    4调入内存,1调出,  内存结构:4      3      2    缺页次数:4

                    1调入内存,2调出,  内存结构:1      4      3    缺页次数:5

                    2调入内存,3调出,  内存结构:2      1      4    缺页次数:6

                    5调入内存,4调出,  内存结构:5      2      1    缺页次数:7

               到这一步其实和FIFO并没有区别

                  1调入内存,由于内存中存在1,故没有缺页中断,但由于1最近被访问过,所以要将其位置调换

                  使它最后一个被淘汰,内存结构:1      5      2

                  2调入内存,没有缺页中断,但内存位置要变化,内存结构:2      1      5

                      3调入内存,5调出,  内存结构:3      2      1    缺页次数:8

                      4调入内存,1调出,  内存结构:4      3      2    缺页次数:9

                      5调入内存,2调出,  内存结构:5      4      3    缺页次数:10

               共缺页10次,缺页中断率:10/12

    转自:https://www.cnblogs.com/yuanninesuns/p/8542024.html

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  • LRU调度算法

    2021-06-07 15:48:32
    中文名:最近最久未使用调度算法 定义 什么是LRU? 它是按照一个非常著名的计算机操作系统基础理论得来的:最近使用的页面数据会在未来一段时期内仍然被使用,已经很久没有使用的页面很有可能在未来较长的一段时间内...

    LRU:Least Recently Used
    中文名:最近最久未使用调度算法

    定义

    什么是LRU?
    它是按照一个非常著名的计算机操作系统基础理论得来的:最近使用的页面数据会在未来一段时期内仍然被使用,已经很久没有使用的页面很有可能在未来较长的一段时间内仍然不会被使用。 基于这个思想,会存在一种缓存淘汰机制,每次从内存中找到最久未使用的数据然后置换出来,从而存入新的数据!它的主要衡量指标是使用的时间,附加指标是使用的次数。在计算机中大量使用了这个机制,它的合理性在于优先筛选热点数据,所谓热点数据,就是最近最多使用的数据!因为,利用LRU我们可以解决很多实际开发中的问题,并且很符合业务场景。
    简而言之,LRU调度算法每次淘汰的是最近最久未使用的页面,它不会出现像FIFO算法那样并不是每次都是淘汰最老页面,LRU算法淘汰的永远是最近最久未使用的页面,当访问到一个已存在于缓存队列中的页面时,与FIFO调度算法不同的是它会把访问到的页面移到队尾,即重新对队列进行排序。当访问到已存在于缓存中的页面且处在队尾时,保持队列不变。除此之外,都要将队列进行重新排序,将访问到的页面设置为最新页面(即队尾位置)。
    定义部分来源

    定义过于抽象,下面通过一个实例来更加深刻了解LRU算法

    假设缓存大小为3,访问页面顺序为2,6,4,8,5,4,1,4,6,3,9。

    可以观察与FIFO调度算法不同之处

    ->2
    ->6 2
    ->4 6 2
    ->8 4 6
    ->5 8 4
    ->4 5 8 4调入内存,但4已经存在,故内存结构发生变化
    ->1 4 5
    ->4 1 5 4调入内存,但4已经存在,故内存结构发生变化
    ->6 4 1
    ->3 6 4
    ->9 3 6

    C语言代码

    #include<stdio.h>
    #define MAX 3//缓存最大页面容量 
    typedef struct lru{
    	int lru[MAX];//存放页面号 
    }LRU;
    
    int main()
    {
    	int temp = -1;//充当中间变量,暂时缓存一个值 
    	int flag = 0;//0表示访问的这个页面是一个新页面,1表示访问的这个页面已存在于缓存中 
    	int data;//页面号 
    	int mid;//充当中间变量,暂时缓存一个值 
    	LRU L;
    	for(int i = 0; i < MAX; i++)
    	{
    		L.lru[i] = -1;
    	}
    	for(int i = 0; i < MAX; i++)
    	{
    		flag=0;
    		printf("请输入第%d个页面号:",i);
    		scanf("%d",&data);
    		for(int j = 0; j < MAX; j++)
    		{
    			if(data == L.lru[j])//如果这个页面已存在于缓存中 
    			{
    				flag = 1;
    				temp = j; 
    			} 
    		}
    		if(flag != 1)//如果这个页面不存在于缓存中 
    		L.lru[i] = data;
    		else//如果这个页面已存在于缓存中 
    		{
    			printf("你输入的页面已存在,已更新你的访问缓存!\n");
    			if( i-temp != 1 )//temp就是j 
    			{
    				for(int d = 0; d < i-1; d++)
    				{
    					L.lru[d] = L.lru[d+1];
    					if(d+1 == i-1)
    					{
    						L.lru[d+1] = data;
    						break;
    					}
    				
    				}
    			}
    			printf("\n");
    			for(int s = i-1; s >= 0; s--)
    			printf("第%d个页面-> %d\n",s,L.lru[s]);
    			printf("\n");
    			i--;
    		}
    		
    	}
    	printf("开始页面分别为\n");
    	printf("\n");
    	for(int i = MAX-1; i >= 0; i--)
    	printf("第%d个页面-> %d\n",i,L.lru[i]);
    	printf("\n");
    	
    	while(true)//已存在3个元素,每输入一个元素都进行一次比较 
    	{
    		flag = 0;
    		printf("请输入一个新的页面:");
    		scanf("%d",&data);
    		for(int i = 0; i < MAX; i++)
    		{
    			if(data == L.lru[i])//如果这个页面已存在于缓存中 
    			{
    				flag = 1;
    				mid = i;//缓存已存在于缓存中的页面地址 
    			}
    		}
    		if(flag == 1)//如果这个页面已存在于缓存中 
    		{
    			if( !(mid+1 == MAX) )
    			for(int i = mid; i < MAX-1; i++)//MAX是因为这里输入的数据是data  ?
    			{
    				L.lru[i] = L.lru[i+1];
    				if(i+1 == MAX-1)
    				{
    					L.lru[i+1] = data;
    					break;
    				}
    			}
    		}
    		else//如果这个页面不存在于缓存中 
    		{
    			for(int i = 0; i < MAX-1; i++)//MAX-1是因为数组存储页面号的最后一个是在MAX-1上,而输入的data相当于是在MAX位置上 
    			{		   //比如MAX=3,那么它交换数据时是->  0<--1; 1<--2; 2<--MAX 一共两次循环,最后一次循环执行最后两句 
    				L.lru[i] = L.lru[i+1];
    				if(i+1 == MAX-1)
    				{
    					L.lru[i+1] = data;
    					break; 
    				}
    			}
    		}
    		printf("换替换后的页面结果为\n");
    		printf("\n");
    		for(int i = MAX-1; i >= 0; i--)
    		printf("第%d个页面-> %d\n",i,L.lru[i]);
    		printf("\n");
    	}
    	return 0;
    }
    
    

    执行结果

    请输入第0个页面号:5
    请输入第1个页面号:6
    请输入第2个页面号:5
    你输入的页面已存在,已更新你的访问缓存!
    
    第1个页面-> 50个页面-> 6
    
    请输入第2个页面号:6
    你输入的页面已存在,已更新你的访问缓存!
    
    第1个页面-> 60个页面-> 5
    
    请输入第2个页面号:4
    开始页面分别为
    
    第2个页面-> 41个页面-> 60个页面-> 5
    
    请输入一个新的页面:6
    换替换后的页面结果为
    
    第2个页面-> 61个页面-> 40个页面-> 5
    
    请输入一个新的页面:5
    换替换后的页面结果为
    
    第2个页面-> 51个页面-> 60个页面-> 4
    
    请输入一个新的页面:3
    换替换后的页面结果为
    
    第2个页面-> 31个页面-> 50个页面-> 6
    
    请输入一个新的页面:
    

    总的来说,这个算法也比较简单,但它同FIFO算法比较有明显的改进,可以理解为是FIFO的改进版。作者用的是结构体实现。
    本人菜鸟一枚妥妥,可能代码写的不规范也可能代码有冗余存在,或者定义出现的名词不规范等问题,欢迎各位大佬指教。

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  • FIFO调度算法LRU算法

    千次阅读 2020-12-22 01:06:33
    理论FIFO:先进先出调度算法LRU:最近最久未使用调度算法两者都是缓存调度算法,经常用作内存的页面置换算法。打一个比方,帮助你理解。你有很多的书,比如说10000本。由于你的书实在太多了,你只能放在地下室里面。...

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    一.理论

    FIFO:先进先出调度算法

    LRU:最近最久未使用调度算法

    两者都是缓存调度算法,经常用作内存的页面置换算法。

    打一个比方,帮助你理解。你有很多的书,比如说10000本。由于你的书实在太多了,你只能放在地下室里面。你看书的时候不会在地下室看书,而是在书房看书。每次,你想看书都必须跑到地下室去找出来你想看的书,然后抱回来放到书桌上,之后才开始看。还有就是,有一些书你会反复的看,今天看了也许过几天又要看。总之,你自己是不知道你哪天会需要看哪本书的。你的老师每天下课的时候会给你布置一个书单,让你晚上回去去看哪本书。(假设你老师让你看的书在你的地下室里面都有)跑地下室当然是非常麻烦的,所以你希望你的经常看的那些书最好放在书桌上。但是你的书房的书桌同时只能摆放10本书(这个是假设的啊)。那么,问题来了。到底把哪些说留在书桌上最好呢?这里说的最好,就是说你尽量少的跑地下室去找书。为了解决这个问题,人们发明了很多的算法。

    其中,比较常见的就是上面这两种:FIFO算法和LRU算法。

    FIFO算法:

    很简单,我把书桌上的10本书按照放置时间先后堆放成一堆。这里的放置时间,就是说这本书在我的书桌上放了几天了。每次要看书的时候,我先在书桌上找,找到就直接可以读了。读完之后放回原来的位置就可以,不打乱顺序。如果书桌上面没有我要读的书,就去地下室找。找来之后,我就把书桌上放的时间最长的那本(也就是书堆里面最下面的那本书)放回地下室。然后把我今天需要看的这本书放在书堆的最上面。

    LRU算法:

    也不难,我把书桌上的10本书按照阅读时间先后堆放成一堆。这里的阅读时间,就是说我最近一次读这本书是几天之前。每次要看书的时候,我先在书桌上找,找到就直接可以读了。读完之后放在书堆的最上面。如果书桌上面没有我要读的书,就去地下室找。找来之后,我就把书桌上最久没有阅读的那本(也就是书堆里面最下面的那本书)放回地下室。然后把我今天需要看的这本书放在书堆的最上面。上面这个比方,相信你可以看明白吧。这里的地下室对应内存,书桌对应缓存,书对应页面。

    二.缺页次数

    在一个采用页式虚拟存储管理的系统中,有一用户作业,它依次要访问的页面序列是1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5.假定分配给该作业的页数为3且作业初始时未装载页面,那么采用FIFO调度算法产生的缺页中断数为多少,采用LRU调度算法产生的缺页中断数为多少?

    FIFO算法:(First In First Out),先进先出,一般看到这类思想,首先想到的数据结构应当是队列,但是我们这里最好是用vector,因为调页过程中需要遍历队列检查该页是否已存在,当算法的存储结构是队列或栈,但实现过程中需要经常遍历全队列或全栈的内容时,最好用vector,这是《剑指Offer》面试题25给我的启发。给出一个访问序列的模拟算法到此应该非常简单了,为了节省时间,下面仅给出题目计算步骤,代码今后再补。

    访问序列:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5

    1,2,3先调入内存,内存结构:3      2      1    缺页次数:3

    4调入内存,1调出,  内存结构:4      3      2    缺页次数:4

    1调入内存,2调出,  内存结构:1      4      3    缺页次数:5

    2调入内存,3调出,  内存结构:2      1      4    缺页次数:6

    5调入内存,4调出,  内存结构:5      2      1    缺页次数:7

    1存在,内存结构不改变

    2存在,内存结构不改变

    3调入内存,1调出,  内存结构:3      5      2    缺页次数:8

    4调入内存,2调出,  内存结构:4      3      5    缺页次数:9

    5存在,内存结构不改变

    共缺页9次,缺页中断率 = 缺页中断次数 / 总访问页数 = 9 / 12

    LRU算法:最近最少使用(Least Recently Used),先看一下调页过程

    访问序列:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5

    1,2,3先调入内存,内存结构:3      2      1    缺页次数:3

    4调入内存,1调出,  内存结构:4      3      2    缺页次数:4

    1调入内存,2调出,  内存结构:1      4      3    缺页次数:5

    2调入内存,3调出,  内存结构:2      1      4    缺页次数:6

    5调入内存,4调出,  内存结构:5      2      1    缺页次数:7

    到这一步其实和FIFO并没有区别

    1调入内存,由于内存中存在1,故没有缺页中断,但由于1最近被访问过,所以要将其位置调换,

    使它最后一个被淘汰,内存结构:1      5      2

    2调入内存,没有缺页中断,但内存位置要变化,内存结构:2      1      5

    3调入内存,5调出,  内存结构:3      2      1    缺页次数:8

    4调入内存,1调出,  内存结构:4      3      2    缺页次数:9

    5调入内存,2调出,  内存结构:5      4      3    缺页次数:10

    共缺页10次,缺页中断率:10/12

    展开全文
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  • 通过java编程模拟了虚拟存储中页面调度算法LRU 运行之前请看说明文档
  • [OS] LRU调度算法

    千次阅读 2018-04-12 11:32:54
    LRU(least recently used)是一种常见的内存调度方法。主要原理是当缓存满了的时候,优先淘汰最后一次访问时间最早的数据。盗图一张:一般使用链表来实现。当访问新的数据的时候,将其放到LRU队列表头。当访问缓存中...
  • 2. 模拟进程调度算法的实现 3. 通过编写程序实现LRU算法及模拟进程调度程序,并调试运行出来。加深对以上两种算法的理解,培养动手实践的能力。,进一步熟悉LRU算法和进程调度的过程. 进程调度。。。
  • 所谓LRU算法,是指在发生缺页并且没有空闲主存块时,把最近最少使用的页面换出主存块,腾出地方来调入新页面。问题描述:一进程获得n个主存块的使用权,对于给定的进程访问页面次序,问当采用LRU算法时,输出发生的...
  • 操作系统课程设计内存调度算法模拟.doc
  • 内存调度算法

    2013-06-29 19:19:27
    本程序主要是完成模拟操作系统的内存调度,涉及到三种页面置换算法,非别为简单队列法,内存最优置换算法,堆栈置换算法lru
  • 一个页面置换算法性能比较程序,包括了最佳置换,先进先出,LRU,随机置换,简单时钟和改进时钟六个算法。使用了队列,链表,循环链表等数据结构。随机产生请求页号,计算六种算法的缺页率。
  • 用c++代码模拟操作系统缺页调度算法FIFO(先来先调度)和LRU(最近最久未使用)。
  • lru算法(lru算法及例题讲解)

    千次阅读 2021-02-07 01:45:44
    lru算法参考例子如下: include using ...//每个页面在内存中待的时间 int .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。LRU算法的提出,是基于这样一个事实...
  • 2--LRU调度算法实现

    2021-01-13 06:27:29
    《操作系统课程设计》任务书设计题目:LRU调度算法实现课程设计的目的:操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节,它为学生提供了一个既动手又动脑,将课本上的理论知识和实际有机的结合起来,独立分析和解决...
  • 1、最优(OPT)算法 选择不再使用或最远的将来才被使用的页,这是理想的算法...4、最近最少使用(Least Recently Used,LRU算法 选择离当前时间最近的一段时间内使用得最少的页。这个算法的主要出发点是,如果某个
  • 短小精悍,一篇文章掌握三种算法!!!
  • 页面置换算法(FIFO+LRU+Clock)

    千次阅读 2020-06-01 07:04:59
    题目:页面置换算法 一、实验目的 1、对页面置换做进一步的理解。...3、利用FIFO、LRU和Clock页面置换算法模拟页面置换过程并计算其缺页率并分析结果。 4、通过给出特殊的页面访问顺序(如:1,2,3,4,1,2,5,.
  • 操作系统页面调度算法 先进先出FIFO、最近最少使用算法LRU 输入: 进程的页面请求序列,即一系列页面号(页面号用整数表示,用空格作为分 隔符),用来模拟待换入的页面。 下面是一个示意: 1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5...
  • int opt() {//最佳页面置换算法 cout << "请输入页面数:" << "请输入驻留集大小:" << endl; cin >> n >> m; cout << "请输入页面引用顺序:" << endl; for (int i ...
  • FIFO、LRU、OPT页面调度算法及样例

    千次阅读 2020-12-22 01:06:32
    一、FIFO先进先出页面置换算法,创建一个FIFO队列来管理内存中的全部页。在计算缺页率的时候最好把每一次页面调度的队列写出来,这样不easy出错。以下举例说明:如果页帧为3,引用串为:7,0,1,2,0。3,0,4,2...
  • LRU调度算法: C++实现

    2019-04-17 21:45:14
    LRU是Least Recently Used的缩写,即最近最少使用,常用于页面置换算法,是为虚拟页式存储管理服务的。 #include<iostream> #include<list> #include<map> using namespace std; struct Node{...
  • 操作系统LRU页面调度算法实现

    千次阅读 2019-05-18 01:18:14
    最近最久未使用(LRU)置换算法,是根据页面调入内存后的使用情况进行决策的。由于无法预测各页面将来的使用情况,只能利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似,因此,LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面...
  • LRU页面调度算法的实现

    千次阅读 2017-12-29 20:45:49
    用Java实现操作系统的页面调度算法--LRU  页面调度算法--LRU,即按照最近最早使用的原则来调页。下面的例子是页块数为3,页面访问序列为20的LRU,返回的是缺页率。 原理:先把页块分别标记为0,1,2,其中0表示最近...

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