LRU 和 FIFO 页面置换算法

转自http://blog.csdn.net/u013575812/article/details/50976482

内存里边没有该最新访问的页面就叫做缺页，如果有就叫做命中
内存满的时候之前的页面被挤出去的现象叫一次缺页中断
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？
答案是：9次和10次。条件：初始未装载页面 队列容量是3

FIFO算法

先进先出算法
访问1 缺页 1加入队列 【1】

访问2 缺页 2加入队列 【1 2】

访问3 缺页 3加入队列 【1 2 3】

访问4 缺页 1出队 4加入队列 【2 3 4】

访问1 缺页 2出队 1加入队列 【3 4 1】

访问2 缺页 3出队 2加入队列 【4 1 2】

访问5 缺页 4出队 5加入队列 【1 2 5】

访问1 不缺页 【1 2 5】 命中。

访问2 不缺页 【1 2 5】 命中。

访问3 缺页 1出队 3加入队列 【2 5 3】

访问4 缺页 5出队 4加入队列 【5 3 4】

访问5 不缺页【5 3 4】

因此 缺页次数为9次。

LRU算法

最近最少使用算法
特殊的栈实现：栈顶始终是最新访问的页面，内存不够时将栈底页面移除。下面”【】”之间从从左到右 对应：栈底 -> 栈顶
访问1 缺页 【1】

访问2 缺页 【1 2】

访问3 缺页 【1 2 3】

访问4 缺页 【2 3 4】

访问1 缺页 【3 4 1】

访问2 缺页 【4 1 2】

访问5 缺页 【1 2 5】

访问1 【2 5 1】

访问2 【5 1 2】

访问3 缺页 【1 2 3】

访问4 缺页 【2 3 4】

访问5 缺页 【3 4 5】

因此 缺页次数为10次。

另一个例题：

http://www.cnblogs.com/freeyiyi1993/archive/2013/05/18/3084956.html

输入缺页次数页面流：

0 1 2 3 2 1 3 2 5 2 3 6 2 1 4 2
FIFO

分析：
012發別調入內存， 則內存：012(3次缺頁)
調入3逃汰最先進入的0, 則內存：123(4次缺頁)
調入2來命中, 則內存：123(內存中有2不缺頁)
調入1來命中, 則內存：123(內存中有1不缺頁)
調入3來命中, 則內存：123(內存中有3不缺頁)
調入5逃汰最先進入的1, 則內存：235(5次缺頁)
2，3分別命中，則內存：235
調入6逃汰最先進入的, 則內存：356(6次缺頁)
調入2逃汰最先進入的, 則內存：562(7次缺頁)
調入1逃汰最先進入的, 則內存：621(8次缺頁)
最后2命中，
所以缺页8次

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在LRU算法中，最近最少使用的页面被先换出

输入:7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
写出LRU算法实现页面更换，并给出缺页次数.(设在内存中占四个页架）
分析：
1题目给了访问串7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
2题目给了内存中占四个页架
3题目给了用LRU算法来实现。
要求：画出算法实现。
LRU
给出行 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0

头—–> 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0
1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7
0 1 2 2 3 0 4 2 2 0 3 3 1 2 0 1
底—–> 7 7 1 1 2 3 0 4 4 4 0 0 3 3 2 2

淘汰出内存的页面： 7 1 4 3

整个的表格是怎么来的呢？请注意：
题目给了7, 写7；
题目给了0，写0, 7下一格；
题目给了1, 写1，0下一格；
题目给了2, 写2，1下一格；
注意：已经四个了从上到下是：2107
达到了2的要求：内存中占四个页架。
至此与FIFO没有什么两样。接着：

题目给了0, 寻找 有0，FIFO的不写不变，变成了0调到最上面
题目给了3, 寻找没有3，写3，最底7的淘汰，现在是3021，发生了一次缺页中断，记下7；一样。
题目给了0, 寻找 有0，0调到最上面，0321
题目给了4, 寻找没有4，写4，最底1的淘汰，发生了一次缺页中断，记下1；4032
题目给了2, 寻找 有2，2调到最上面，2403
题目给了3, 寻找 有3，3调到最上面；3240
题目给了0, 寻找 有0，0调到最上面；0324
题目给了3, 寻找 有3，3调到最上面；3024
题目给了2, 寻找 有2，2调到最上面 2304
题目给了1, 寻找没有1，写1，最底4的淘汰，发生了一次缺页中断，记下4；1230
题目给了2, 寻找 有2，2调到最上面 2130
题目给了0, 寻找 有0，0调到最上面 0213
题目给了1, 寻找 有1，1调到最上面 1023
题目给了7, 寻找没有7，写7，最底3的淘汰，发生了一次缺页中断，记下3；7102
题目给了0，寻找 有0，0调到最上面 0712
至此整个表格都做好了。详尽吧。再不会的要打屁屁了。

计算 缺页中断率：
缺页中断次数(先填空的+淘汰的次数)除以页面引用次数。（就是人家给你的数的总数）*100%
(4+4)/19*100%=42.3%
好了。都完成了。

三句话总结：
lru算法是也从上往下放数字，
有的调到最上面，（就这点与FIFO不同）
没有的就把最下面的挤出去（淘汰，发生缺页中断）

第三个例题

LRU算法,缺页是什么概念?怎么计算缺页次数?
有一个虚拟存储系统,分配给某个进程3 页内存（假设开始时内存为空）,页面访问序列是：2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2.若采用LRU 页面淘汰算法,缺页次数为（ ）.

首先2,3,2这三页进入内存（进程只分配到3个页面,切顺序为由内到外,第二个2进入时不缺页,所以共缺页2次）

1进入时,内存不满且内存中没有1这个页面即第1个进入内存,所以顺序是2,3,1（共缺页3次）；

下一个进入的是5,替换3（共缺页4次）,得到2,1,5；

下一个进入的是2,内存中有2号页面进行下一个页面；

下一个进入4,4替换1,得到2,5,4（共缺页5次）；

下一个进入5,内存中有5号页面,进行下一个页面；

下一个进入3,3替换2,得到3,5,4（共缺页6次）；

下一次进入2,2替换4,得到3,5,2（共缺页7次）；

后面2号和5号内存中均存在,则不需要替换.所以一共发生了7次缺页.