Алгоритми заміщення сторінок

Необхідно досягати зменшення коефіцієнта відмов сторінок p.

Оцінка алгоритму може бути виконана шляхом випробування його на конкретній стрічці зверненій до пам'яті (стрічці запитів) і визначення числа відмов сторінок при даній стрічці запитів.

У всіх наведених прикладах з області сторінкової організації стрічка запитів має вигляд:

1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5.

Графік залежності числа відмов сторінок від числа фреймів

Алгоритм FIFO (First-in-First-Out)

Стрічка запитів: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5

3 фрейма (3 сторінки можут бути одночасно у пам'яті для одного процесу)

FIFO – алгоритм заміщення => аномалія Belady

більше фреймів менше відмов сторінок

Приклад заміщення сторінок за алгоритмом FIFO

Аномалія Belady при використанні алгоритму FIFO заміщення сторінок

25

007

Оптимальний алгоритм заміщення сторінок

Заміщується та сторінка, котра не використовувалась протягом найбільшого періоду часу.

Приклад с чотирма фреймами

1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5

Визначення (вимірювання) того, наскільки ефективно працює алгоритм, дозволило прийти саме до такого висновку.

Приклад використання оптимального алгоритму заміщення сторінок

Алгоритм Least Recently Used (LRU)

Стрічка запитів: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5

(1 2 3 4) 5 5 3

4

Реалізація лічильників:

Кожен елемент таблиці сторінок містить лічильник; кажен раз при зверненні до сторінки через деякий элемент таблиці сторінок вміст годинника (clock) копіюється в його поле лічильника.

Коли потребується зміна в конфігурації сторінок, необхідно проаналізувати поля лічильників, щоб визначити, яку саме сторінку замінити (ту, у котрої вміст поля лічильника менше => необхідно застосувати алгоритм пошуку мінімального елементу в масиві; складність O(n), где n – довжина таблиці сторінок)

Заміщення сторінок за алгоритмом LRU

Алгоритм LRU (продовження)

Стекова реалізація – зберігати стек номерів сторінок (в формі двозв’язного списку):

При зверненні до сторінки:

Перемістити її на початок списку

Для цього необхідно змінити 6 показників

При заміщенні сторінок не потребується пошук