请求页式管理中的页面置换算法性能分析

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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