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操作系统-最近最久未使用置换算法

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操作系统-最近最久未使用置换算法

  1. 思想 :赋予每个页面一个访问字段,用来记录相应页面自上次被访问以来所经历的时间t,当淘汰一个页面时,应选择所有页面中其t值最大的页面,即内存中最近一段时间内最长时间未被使用的页面予以淘汰

  2. 优点 :由于考虑程序访问的时间局部性,一般能有较好的性能,实际应用多

  3. 缺点 :实现需要较多的硬件支持,会增加硬件成本

  4. LRU的硬件支持-栈 :可利用一个特殊的栈来保存当前使用的各个页面的页面号。每当进程访问某页面时,便将该页面的页面号从栈中移出,将它再压入栈顶。即栈顶始终是最新被访问页面的编号,而栈底则是最近最久未使用页面的页面号

  5. 例子

    假设最小物理块数为3块。页面引用序列如下:

    7, 0, 1, 2, 0, 3, 0, 4, 2, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 7, 0, 1

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/5b0a1add096f5a8ab3eb3a1c4d0754d1.png

缺页次数:12次 缺页率:12 / 20 = 60%

解析:

(1)首先,我们先借助栈来实现各页面最近最久未使用的排序

按照页面访问顺序,页面7放入栈底,然后是页面0,再然后是页面1,栈已满

当访问页面2时,栈底的页面7出栈,页面2放在栈顶

当访问页面0时,栈中已有页面0,则重置,页面0放在栈顶

当访问页面3时,栈底的页面1出栈,页面3放在栈顶

当访问页面0时,栈中已有页面0,则重置,页面0放在栈顶

以此类推,便可得到如图栈的情况

(2)然后

进程运行时,当进程要访问7, 0, 1三个页面时都会产生缺页中断

按照页面访问顺序,当进程要访问页面2时,内存中没有页面2,产生缺页中断。内存中的三个页面7, 0, 1,页面7在内存中最近一段时间内最长时间未被使用,所以淘汰页面7,页面2装入物理块1。可以观察到在栈中对应访问页面2下,有页面2,1,0,页面7已经被淘汰了,所以让页面2代替页面7的位置

按照页面访问顺序,当进程要访问页面0时,页面0在物理块2中,不会产生缺页中断

按照页面访问顺序,当进程要访问页面3时,内存中没有页面3,产生缺页中断。此时内存中有页面2,0,1。观察对应下面栈中有页面3,0,2,所以让页面3代替页面1的位置

按照页面访问顺序,当进程要访问页面0时,页面0在物理块2中,不会产生缺页中断

按照页面访问顺序,当进程要访问页面4时,内存中没有页面4,产生缺页中断。此时内存中有页面2,0,3。观察对应下面栈中有页面4,0,3,所以让页面4代替页面2的位置

以此类推,便可得到如图情况