设计一个虚拟存储区和一个内存工作区,并使用下述常用页面置换算法计算访问命中率:(1)先进先出FIFO算法。(2)最近最久未使用LRU算法。(3)最优OPT算法
时间: 2023-09-20 18:06:06 浏览: 205
好的,我明白了。首先,我会为您简单介绍一下虚拟存储和内存工作区的概念。
虚拟存储是计算机系统中的一种技术,它允许程序在物理内存不足的情况下仍然能够运行,通过将一部分程序或数据存储在硬盘等辅助存储设备上,并按需加载到内存中。内存工作区是指计算机系统中用于运行程序的内存区域,其中包括操作系统和正在运行的应用程序等。
常用页面置换算法是为了解决虚拟存储系统中发生缺页异常导致的页面置换问题,其中常用的三种算法是FIFO算法、LRU算法和OPT算法。这些算法的主要思路是在内存中维护一个页面队列,将最近被访问过的页面放在队列的前面,而最近没有被访问过的页面放在队列的后面,当内存中的页面数量达到一定限制时,需要选取一些页面进行置换。
下面我将为您设计一个简单的虚拟存储区和内存工作区,并分别使用FIFO算法、LRU算法和OPT算法计算访问命中率。
假设我们的虚拟存储区大小为10页,内存工作区大小为4页,访问序列为2、3、4、5、2、1、6、5、4、6、7、8、9、3、2、1、9、8、7、6。其中数字代表页面的编号。
首先,我们使用FIFO算法进行页面置换。FIFO算法的思路是按照页面进入内存的顺序进行置换,即将最先进入内存的页面置换出去。
初始状态下,内存中没有任何页面,访问命中率为0。当第一个页面2被访问时,它会被加载到内存中,此时内存中的页面为2,访问命中率为0。接着,页面3、4、5被访问时,它们依次被加载到内存中,此时内存中的页面为2、3、4、5,访问命中率为0。当页面2被再次访问时,它已经在内存中,因此访问命中率为1/5=20%。接着,页面1被访问时,它会替换掉最先进入内存的页面2,此时内存中的页面为1、3、4、5,访问命中率为1/6=16.7%。接着,页面6被访问时,它会被加载到内存中,此时内存中的页面为1、3、4、5、6,访问命中率为1/7=14.3%。接着,页面5、4、6依次被访问时,它们已经在内存中,因此访问命中率为4/10=40%。接着,页面7被访问时,它会替换掉页面1,此时内存中的页面为3、4、5、6、7,访问命中率为4/11=36.4%。接着,页面8、9、3依次被访问时,它们都已经在内存中,因此访问命中率为7/14=50%。最后,页面2、1、9、8、7、6被依次访问时,它们都已经在内存中,因此访问命中率为13/20=65%。因此,FIFO算法的访问命中率为65%。
接下来,我们使用LRU算法进行页面置换。LRU算法的思路是将最近最久未使用的页面置换出去。
初始状态下,内存中没有任何页面,访问命中率为0。当第一个页面2被访问时,它会被加载到内存中,此时内存中的页面为2,访问命中率为0。接着,页面3、4、5被访问时,它们依次被加载到内存中,此时内存中的页面为2、3、4、5,访问命中率为0。当页面2被再次访问时,它已经在内存中,因此访问命中率为1/5=20%。接着,页面1被访问时,它会替换掉最近最久未使用的页面5,此时内存中的页面为2、3、4、1,访问命中率为1/6=16.7%。接着,页面6被访问时,它会被加载到内存中,此时内存中的页面为2、3、4、1、6,访问命中率为1/7=14.3%。接着,页面5、4、6依次被访问时,它们已经在内存中,因此访问命中率为4/10=40%。接着,页面7被访问时,它会替换掉最近最久未使用的页面2,此时内存中的页面为3、4、1、6、7,访问命中率为4/11=36.4%。接着,页面8、9、3依次被访问时,它们都已经在内存中,因此访问命中率为7/14=50%。最后,页面2、1、9、8、7、6被依次访问时,它们都已经在内存中,因此访问命中率为13/20=65%。因此,LRU算法的访问命中率为65%。
最后,我们使用OPT算法进行页面置换。OPT算法的思路是选择最长时间不被访问的页面进行置换。
初始状态下,内存中没有任何页面,访问命中率为0。当第一个页面2被访问时,它会被加载到内存中,此时内存中的页面为2,访问命中率为0。接着,页面3、4、5被访问时,它们依次被加载到内存中,此时内存中的页面为2、3、4、5,访问命中率为0。当页面2被再次访问时,它已经在内存中,因此访问命中率为1/5=20%。接着,页面1被访问时,它会替换掉最长时间不被访问的页面3,此时内存中的页面为2、1、4、5,访问命中率为1/6=16.7%。接着,页面6被访问时,它会被加载到内存中,此时内存中的页面为2、1、4、5、6,访问命中率为1/7=14.3%。接着,页面5、4、6依次被访问时,它们已经在内存中,因此访问命中率为4/10=40%。接着,页面7被访问时,它会替换掉最长时间不被访问的页面2,此时内存中的页面为1、4、5、6、7,访问命中率为4/11=36.4%。接着,页面8、9、3依次被访问时,它们都已经在内存中,因此访问命中率为7/14=50%。最后,页面2、1、9、8、7、6被依次访问时,它们都已经在内存中,因此访问命中率为13/20=65%。因此,OPT算法的访问命中率为65%。
综上所述,以上三种算法得到的访问命中率相同,都是65%。
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