So verstehen Sie den Seitenersetzungsalgorithmus

Verstehen Sie den Seitenersetzungsalgorithmus: Wenn ein Seitenfehler auftritt und keine freie Seite im Betriebssystemspeicher vorhanden ist, muss das Betriebssystem eine Seite im Speicher auswählen und aus dem Speicher verschieben, um Platz für die Seite zu schaffen übertragen werden und verwenden. Die Regeln zur Auswahl der zu entfernenden Seiten werden als Seitenersetzungsalgorithmen bezeichnet.

Wenn während des Adresszuordnungsprozesses festgestellt wird, dass sich die Seite, auf die zugegriffen werden soll, nicht im Speicher befindet, kommt es zu einer Seitenfehlerunterbrechung. Wenn ein Seitenfehler auftritt und keine freie Seite im Speicher des Betriebssystems vorhanden ist, muss das Betriebssystem eine Seite im Speicher auswählen und aus dem Speicher verschieben, um Platz für die zu übertragende Seite zu schaffen. Die Regeln zur Auswahl der zu entfernenden Seiten werden „Seitenersetzungsalgorithmus“ genannt.

Optimaler Ersetzungsalgorithmus (OPT)

Dies ist ein idealer Seitenersetzungsalgorithmus, der jedoch in der Praxis nicht umsetzbar ist. Die Grundidee dieses Algorithmus ist: Wenn ein Seitenfehler auftritt, befinden sich einige Seiten im Speicher, auf eine davon wird bald zugegriffen (einschließlich der Seite der nächsten Anweisung), während auf andere Seiten möglicherweise erst ab 10 zugegriffen wird oder 100 Oder 1000 Anweisungen vor dem Zugriff kann jede Seite mit der Anzahl der Anweisungen markiert werden, die vor dem ersten Zugriff auf die Seite ausgeführt werden sollen. Der optimale Seitenersetzungsalgorithmus besagt einfach, dass die Seite mit dem größten Markup ersetzt werden soll. Das einzige Problem dieses Algorithmus besteht darin, dass er nicht implementiert werden kann. Wenn ein Seitenfehler auftritt, kann das Betriebssystem nicht wissen, wann das nächste Mal auf die einzelnen Seiten zugegriffen wird. Obwohl dieser Algorithmus nicht implementiert werden kann, kann der optimale Seitenersetzungsalgorithmus verwendet werden, um die Leistung erreichbarer Algorithmen zu messen und zu vergleichen.

First-In-First-Out-Ersetzungsalgorithmus (FIFO)

Der einfachste Seitenersetzungsalgorithmus ist die First-In-First-Out-Methode (FIFO). Der Kern dieses Algorithmus besteht darin, immer die Seite auszuwählen, die am längsten (d. h. die älteste) im Hauptspeicher verblieben ist, um sie zu ersetzen, d. h. die Seite, die zuerst in den Speicher gelangt und ihn zuerst verlässt. Der Grund dafür ist, dass die älteste in den Speicher übertragene Seite mit größerer Wahrscheinlichkeit nicht mehr verwendet wird als die Seite, die gerade in den Speicher übertragen wurde. Erstellen Sie eine FIFO-Warteschlange, um alle Seiten im Speicher zu speichern. Ersetzte Seiten werden immer an die Spitze der Warteschlange gestellt. Wenn eine Seite in den Speicher gestellt wird, wird sie am Ende der Warteschlange eingefügt.

Dieser Algorithmus ist nur dann ideal, wenn auf den Adressraum in linearer Reihenfolge zugegriffen wird, andernfalls ist er nicht effizient. Denn die Seiten, auf die häufig zugegriffen wird, bleiben in der Regel am längsten im Hauptspeicher und müssen deshalb ersetzt werden, weil sie „alt“ sind.

Ein weiterer Nachteil von FIFO besteht darin, dass es ein abnormales Phänomen aufweist, das heißt, wenn der Speicherblock erhöht wird, steigt die Seitenfehler-Interruptrate. Natürlich ist die Seitenrichtung, die diese Anomalie verursacht, tatsächlich selten.

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