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时间:2019-09-23
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1、请求页式管理中的页面置换算法性能分析指导老师:余宏生组员:邓祥镭201041210123殷蝶201041210124柯希杰201041210125石贤主201041210126尚晨曦201041210141请求页式管理中的页面置换算法性能分析(湖北理工学院,黄石435000)摘要:随着虚拟存储技术在操作系统中的应用,大大提高了操作系统的性能,其屮页面置换算法是虚拟存储管理的重要组成部分,页面置换算法的优劣将直接影响系统的整体性能。随着大量有着不同读写速度的外存设备共存于系统中,单一置换算法同样影响着系统的整体性能。关键词:操作系统;虚拟存储;页面置换;算
2、法TherequestpagingpagereplacementalgorithmperformanceanalysisAbstract:Withvirtualstoragetechnologyintheapplicationoftheoperatingsystem,greatlyimprovetheperformanceoftheoperatingsystem,ineludingpagereplacementalgorithmisanimportantpartofvirtualstoragemanagementpagereplacementalgori
3、thmqualitywilldirectlyaffecttheoverallperformanceofthesystem・Asthespeedofreadandwritealotofdifferentperipheralstoragedevicescoexistinthesystem,asinglereplacementalgorithmalsoaffectstheoverallperformanceofthesystem・Keyword:Operatingstystem;Virtualstorage;Pagereplacement;Algorithm1
4、、引言虚拟存储器的实现是建立在离散分配存储管理方式的基础上的,一般采用分页请求系统或分段请求系统来实现。分页(段)请求系统是在分页(段)系统的基础上,增加了请求调页(段)功能、页面(分段)置换功能所形成的页(段)式虚拟存储器系统。它允许只装入若干页面(分段)的用户程序和数据(而非全部程序和数据),便可以启动运行。以后,再通过调页(段)功能及页面(分段)置换功能,把所需要的页面(分段)调入内存,同时把暂吋不运行的页面(分段)换出到外存上,置换时以页面(分段)为单位。在请求分页式系统中,每当所要访问的页面不在内存时,便要产生一缺页屮断,请求操作系统将所缺Z页
5、面调入内存。若内存已无空间时•,为了保证该进程能正常运行,系统必须从内存中调出一个页面,但应该将哪个页面调出,则必须根据一定的算法来确定。通常,把选择换出页面的算法称为页面置换算法(Page_ReplacementAlgorithms)o一个好的页而置换算法,应具有较低的页面更换频率。从理论上讲,应将那些以后不再会访问的页面换出,或将那些在较长吋间内不会再访问的页面调出。2、传统的页面置换算法传统的页面置换算法主耍有FIFO(FirstInFirstOut,先进先出)、最佳置换算法(Optimal)、LRU(LeastRecentlyUsed,最近最久未
6、使用)和LFU(LeastFrequentlyUsed,最近最少使用)等算法。2・1、先进先出(FIFO)页面置换算法这是最早出现的置换算法。该算法总是淘汰最先进入内存的页而,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。该算法实现简单只需把一个进程已调入内存的页面,按先后次序链接成一个队列,并设置一个指针,称为替换指针,使它总是指向最老的页面。但它所依拯的条件是各个页面调入内存的时间,而页面调入的先后并不能反映页面的使用情况,故此算法性能一般较差。2.2、最佳置换算法OPT(Optimal)它是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。•其所选择的
7、被淘汰页面,将是以后永不使用的或者是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。采用最佳置换算法,通常可保证获得最低的缺页率。但由于人目前还无法预知一个进程在内存的若干个页而中,哪一个贝面是未来最长时间内不再被访问的,因而该算法是无法实现的,便可以利用此算法来评价其它算法。2・3、最近最久未使用(LRU)置换算最近最久未使用(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“最近的将來”的近似,因此,LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。但是页面的过去和未来的走向之间并无必然的
8、联系。2・4、最近最少使用(LFU)置换算法间内访问频率较低的页而予以淘汰,即将
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