存储管理——置换策略

无论是否对内存进行扩容，如果面对这样的情况：需访问的数据或程序不在内存时，怎么将塞的满满当当的内存做出适当的调整，使新的程序装入内存，即内存的置换策略。下面将学习的几个置换策略重新描述一下。

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1. FIFO算法

将先进入内存的程序块，对于以后来说，可能是最先淘汰的。基于这个想法，采用先进先出的策略来做替换。
这个方法并没有考虑局部性原理，只考虑了程序的顺序执行。因而相对于后面的几个策略显得不是那么有优势。
将各页表项，看作是循环放置的，有一个指针指向当前被置换的页表项。
具体过程：
1. 当装入新程序时，将指针所指向的页表项装入新的程序块；
2. 指针向下一项移动。

2. URL算法

这个策略的想法是：如果当前页表项很久没有被使用，那么根据局部性原理，以后也不太可能会被使用。
这个策略可以减少抖动的出现，在实际运用中表现的效率也最好。
具体过程：
采用一种能判别时长的方式标记页表项（比如：使用栈或时间标签），新程序等待装入到时长最长的页表中
无论是使用栈还是时间标签，将栈低元素移除和每次更新时间标签，都是开销很大的操作。

3. OPT算法

将下次访问距当前时间最长的页表项置换出去，这显然这样可以极大的降低抖动。
如果细想一想，可以发现这是无法实现的。因为要预测未来，这及其的困难。
那这个无法投入到实际使用的置换策略，有何用呢？因为它是当前最优的置换策略，可以判断其他策略的优劣。

4. 时钟算法

面对URL极其接近OPT的性能，但是面对如此高昂的代价，不得不经历一次又一次的革新，于是时钟系列诞生啦。
Version One：
添加使用位，其用法：
当刚装入页表时，使用位标记为1；或者在缺页中断时访问时，也标志为1
当使用位是0，则可将其置换；
在发生缺页中断时，将为1的使用位取反，变为0，直到找到标记为0的页表。
具体过程：

1. 从当前指针开始，寻找使用位是0的页表项；
2. 如果页表项的使用位是1，则置0；并向后寻找；
3. 如果发现页表项为0，则做置换操作，并将使用位置1，并将指针后移一位。

Version Two：
在One的基础上再添加一位修改位。
每一个页表项就有如下四种情况：

• 最近未被访问，未被修改（u = 0; m = 0）
• 最近被访问，未被修改（u = 1; m = 0）
• 最近未被访问，被修改（u = 0; m = 1）

• 最近被访问，被修改（u = 1; m = 1）
  具体过程：

  1. 从指针当前位置开始，寻找页表项，对使用位不做修改，将第一个（u = 0; m = 0）的页表项置换；
  2. 第一步失败，则重新扫描，查找（u = 0; m = 1）的页表项。选择第一个这样的页表项进行置换操作。在此过程中，将遇到的使用位由1置0；
  3. 第二步失败，指针对到初始位置，并将使用位均置为0，重复第一步，有必要时，重复第二步

该方法不仅继承了Version One的优点，而且还可以通过修改位，判断是否将内存中刚调出的信息重新写入辅存。在某种程度上增加了效率。

最后引用《操作系统精髓与设计原理》的一张图结束：

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至此关于操作系统一些简单的学习先告一段落，其中极多的细节尚未涉及，一定要好好学习！！！