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软考——内存管理之页面调度与缺页计算

一、何为缺页？

　　说白点：缺页定义为所有内存块最初都是空的，所以第一次用到的页面都产生一次缺页，也就是内存中不存在的待进入的页号话，就会产生缺页。明白了这个之后，对于缺页计算问题就好说了。

二、先进先出调度算法（FIFO）

　　这种调度算法总是淘汰最新进入主存储器的那一页。这种调度算法很简单，按照装入主存储器的那些页的先后顺序排成页号队列，每当进入一个缺页时候，淘汰最早进入的那页。

　　举个例子：例如依次要访问的页号为：０　１　２　３　２　１　３　２　５　２　３　６　２　１　４　２，现在只有三个主存可供使用如果采用FIFO调度，请模拟　　调度过程，并算出缺页中断次数？

　　０进入，出现缺页中断（１次）此时内存中的页号：０
　　１进入，出现缺页中断（１次），此时内存中的页号：０１
　　２进入，出现缺页中断（１次）此时内存中的页号：０１２
　　３进入，淘汰０，出现缺页中断（１次），３替换０的位置，此时内存中的页号：１２３
　　２进入，没出现缺页中断情况，因为内存中已经存在页号２，内存中的页号还是：１２３
　　１进入，内存中存在页号１，没有出现缺页中断，此时内存中的页号是：１２３
　　３进入，同上，没有出现缺页中断，内存中的页号是：１２３
　　２进入，同上，没有出现缺页中断，内存中的页号是：１２３
　　５进入，这时候，对于３１２呆的时间最长的是：１，所以５替换１，出现缺页中断（１次），此时内存中的页号：２３５
　　２进入，没有出现缺页中断，内存中的页号：２３５
　　６进入，出现缺页中断（１次），淘汰的页面是２号，内存中的页号３５６
　　２进入，出现缺页中断（１次），淘汰的页面好是３号，内存中的页号５６２
　　１进入，出现缺页中断（１次），淘汰的页面号是５号，内存中的页号是６２１
　　４进入，出现缺页中断（１次），淘汰的页面号是６号，内存中的页号是２１４
　　２进入，没有出现缺页中断，内存中的页号是２１４

　　所以，如果采用先进先出的调度算法，共出现缺页中断８次，其内存模拟情况如下表：


进入

时间

０

１

２

３

２

１

３

２

５

２

３

６

２

１

４

２

早

０

０

０

１

１

１

１

１

２

２

２

３

５

６

２

２

中

 

１

１

２

２

２

２

２

３

３

３

５

６

２

１

１

晚

 

 

２

３

３

３

３

３

５

５

５

６

２

１

４

４

是否

缺页

是

是

是

是

不是

不是

不是

不是

是

不是

不是

是

是

是

是

不是

　　*红色的数字，是最新进入内存的页号
　　对于先进先出模拟过程，不难发现一下特点：
　　　１、第一次进入内存的，肯定出现缺页；
　　　２、没出现缺页的，连续的列是相同的；
　　　３、淘汰的页面是呆在内存中时间最长的；

三、最近最久未使用调度算法（LRU）

　　最近最久未使用调度算法认为：最近经常被使用到的页和可能马上就要被访问，因此不能调出。相反，如果有过去一段时间里没有被访问过的页，在最近的将来也可能暂时不会被访问。所以需要装入新页时，应选择在最近一段时间里最久没有被使用过的页调出。

　　仍然以上述为例子，采用LRU调度，
　　首先０进入，缺页（１次），此时内存中的页号按照使用频率的顺序：０
　　１进入，缺页（１次），此时内存中的页号按照使用频率的顺序：０１
　　２进入，缺页（１次），此时内存中的页号按照使用频率的顺序：０１２
　　３进入，缺页（１次），最久未使用为０页号，被３替换，此时内存中的页号按照使用频率的顺序：１２３
　　２进入，不缺页，此时内存中的页号按照使用频率的顺序：１３２
　　１进入，不缺页，此时内存中的页号使用频率的顺序：３２１
　　３进入，不缺页，此时内存中的页号使用频率的顺序：２１３
　　２进入，不缺页，此时内存中的页号使用频率的顺序：１３２
　　５进入，缺页（１次），最久未使用的页号是１号，淘汰掉，此时内存中的页号使用频率的顺序：３２５
　　２进入，不缺页，此时内存中的页号使用频率的顺序：３５２
　　３进入，不缺页，此时内存中的页号使用频率的顺序：５２３
　　６进入，缺页（１次），此时内存中的页号使用频率的顺序：２３６
　　２进入，不缺页，此时内存中的页号使用频率的顺序：３６２
　　１进入，缺页（１次），最久未使用的页号为３，此时内存中的页号使用频率的顺序：６２１
　　４进入，缺页（１次），最久未使用的页号为６，此时内存中的页号使用频率的顺序：２１４
　　２进入，不缺页，此时内存中的页号使用频率的顺序：１４２

　　所以，采用最近最久未使用的调度算法，其缺页次数：８次

　　其在内存中的调度模拟如下表所示：

使用

频率

０

１

２

３

２

１

３

２

５

２

３

６

２

１

４

２

好久

没用

０

０

０

１

１

３

２

１

３

３

５

２

３

６

２

１

中

 

１

１

２

３

２

１

３

２

５

２

３

６

２

１

４

最近

使用

 

 

２

３

２

１

３

２

５

２

３

６

２

１

４

２

是否

缺页

是

是

是

是

不是

不是

不是

不是

是

不是

不是

是

不是

是

是

不是

四、小结

　　多拿笔画画～～～


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    命令如下：sudo gedit  /etc/apt/sources.list1、deb http://mirrors.ustc.edu.cn/CRAN/bin/linux/ubuntu/ precise/ 2、deb http://dk.archive.ubuntu.com/ubuntu hardy universesudo apt-key adv --keyserver ke
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