一个进程在执行过程中,按如下顺序依次访问各页:0,1,7,2,3,2,7,1,0,3,2,5,1,7。若进程分得四个主存块,在分别采用FIFO、LRU和OPT算法时,分别产生多少次缺页中断?假设进程开始运行时,主存没有页面。
时间: 2023-09-17 15:06:15 浏览: 308
### 回答1:
假设进程分得四个主存块,即主存容量为4页。则在进程开始运行时,主存中没有任何页面。
1. FIFO算法
按照先进先出(FIFO)的原则进行页面置换。依次访问各页,当主存中没有所需页面时,选择最早进入主存的页面进行置换。
具体过程如下:
| 访问页 | 主存页面 | 缺页中断 |
| ------ | -------- | -------- |
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0,1 | 1 |
| 7 | 0,1,7 | 1 |
| 2 | 0,1,7,2 | 1 |
| 3 | 1,7,2,3 | 1 |
| 2 | 1,7,2,3 | 0 |
| 7 | 1,7,2,3 | 0 |
| 1 | 1,7,2,3 | 0 |
| 0 | 1,7,2,0 | 1 |
| 3 | 7,2,0,3 | 1 |
| 2 | 7,2,0,3 | 0 |
| 5 | 2,0,3,5 | 1 |
| 1 | 0,3,5,1 | 1 |
| 7 | 3,5,1,7 | 1 |
因此,采用FIFO算法时,共产生缺页中断7次。
2. LRU算法
按照最近最少使用(LRU)的原则进行页面置换。依次访问各页,当主存中没有所需页面时,选择最近最少使用的页面进行置换。
具体过程如下:
| 访问页 | 主存页面 | 缺页中断 |
| ------ | -------- | -------- |
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0,1 | 1 |
| 7 | 0,1,7 | 1 |
| 2 | 0,1,7,2 | 1 |
| 3 | 1,7,2,3 | 1 |
| 2 | 1,7,2,3 | 0 |
| 7 | 1,2,3,7 | 1 |
| 1 | 2,3,7,1 | 1 |
| 0 | 3,7,1,0 | 1 |
| 3 | 7,1,0,3 | 1 |
| 2 | 1,0,3,2 | 1 |
| 5 | 0,3,2,5 | 1 |
| 1 | 3,2,5,1 | 1 |
| 7 | 2,5,1,7 | 1 |
因此,采用LRU算法时,共产生缺页中断9次。
3. OPT算法
按照最优置换(OPT)的原则进行页面置换。依次访问各页,当主存中没有所需页面时,选择未来最长时间内不再被访问的页面进行置换。由于OPT算法需要预测未来的页面访问情况,因此在实际应用中很难实现。
具体过程如下:
| 访问页 | 主存页面 | 缺页中断 |
| ------ | -------- | -------- |
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0,1 | 1 |
| 7 | 0,1,7 | 1 |
| 2 | 0,1,7,2 | 1 |
| 3 | 1,7,2,3 | 1 |
| 2 | 1,7,2,3 | 0 |
| 7 | 1,2,3,7 | 0 |
| 1 | 2,3,7,1 | 0 |
| 0 | 3,7,1,0 | 0 |
| 3 | 7,1,0,3 | 0 |
| 2 | 1,0,3,2 | 1 |
| 5 | 0,3,2,5 | 1 |
| 1 | 3,2,5,1 | 0 |
| 7 | 2,5,1,7 | 0 |
由于OPT算法需要预测未来的页面访问情况,因此无法确定准确的缺页中断次数。
### 回答2:
根据给定的访问顺序和进程分得四个主存块的条件,我们采用FIFO、LRU和OPT算法来计算产生的缺页中断次数。
首先,我们来看FIFO算法:
1. 初始化一个容量为4的FIFO队列,用于存储当前主存中的页面。
2. 遍历进程的访问序列,对于每一个页面:
- 如果页面已经在主存中,则不产生缺页中断,继续下一个页面。
- 如果页面尚未在主存中:
- 如果主存未满,直接将页面放入主存,并将该页面加入到FIFO队列的末尾。
- 如果主存已满,从FIFO队列的头部移除一个页面,将新页面放入主存,并将该新页面加入到FIFO队列的末尾。
- 缺页中断次数加1。
3. 最后得到FIFO算法产生的缺页中断次数。
接下来,我们来看LRU算法:
1. 初始化一个容量为4的LRU列表,用于记录当前主存中的页面和它们的访问顺序。
2. 遍历进程的访问序列,对于每一个页面:
- 如果页面已经在主存中,将该页面从LRU列表移除,并将其重新加入到LRU列表的末尾,表示该页面刚刚被访问过。
- 如果页面尚未在主存中:
- 如果主存未满,直接将页面放入主存,并将该页面加入到LRU列表的末尾。
- 如果主存已满,从LRU列表的头部移除一个页面,将新页面放入主存,并将该新页面加入到LRU列表的末尾。
- 缺页中断次数加1。
3. 最后得到LRU算法产生的缺页中断次数。
最后,我们来看OPT算法:
1. 初始化一个容量为4的OPT列表,用于记录当前主存中的页面和它们未来的最近一次访问位置,初始为无穷大。
2. 遍历进程的访问序列,对于每一个页面:
- 如果页面已经在主存中,则不产生缺页中断,继续下一个页面。
- 如果页面尚未在主存中:
- 如果主存未满,直接将页面放入主存,并将其最近一次访问位置更新为下一个出现的位置。
- 如果主存已满,找到OPT列表中所有页面未来出现位置的最大值,将该页面替换为新页面,并将其最近一次访问位置更新为下一个出现的位置。
- 缺页中断次数加1。
3. 最后得到OPT算法产生的缺页中断次数。
根据以上算法描述,我们可以对进程的访问序列使用FIFO、LRU和OPT算法进行模拟计算,得到它们分别产生的缺页中断次数。
### 回答3:
首先,使用FIFO算法来计算缺页中断次数。
假设进程分得四个主存块,并以这四个块为前提进行计算。进程按照给定的顺序依次访问各页:0,1,7,2,3,2,7,1,0,3,2,5,1,7。
开始时,主存没有页面,所以第一次访问页0时会发生缺页中断,需要装入页面0。此时主存中情况为:0,-,-,-,缺页中断次数为1。
接下来,访问页1,主存中情况为:0,1,-,-,缺页中断次数为1。
然后访问页7,主存中情况为:0,1,7,-,缺页中断次数为1。
接着访问页2,主存已经满了,因此需要替换一个页面,按照FIFO算法,最先进入主存的页面是页0,所以将0替换成2。主存中情况为:2,1,7,-,缺页中断次数为2。
接下来访问页3,主存中情况为:2,1,7,3,缺页中断次数为2。
接着再访问页2,发现页2已经在主存中,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
然后访问页7,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
接着访问页1,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
接下来访问页0,页0已经在主存中,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
然后访问页3,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
然后访问页2,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
接着访问页5,主存已经满了,按照FIFO算法,最先进入主存的页面是页1,所以将1替换成5。主存中情况为:2,5,7,3,缺页中断次数为3。
最后访问页7,主存中情况不变,缺页中断次数为3。
综上所述,按照FIFO算法,缺页中断次数为3。
接下来,使用LRU算法来计算缺页中断次数。
同样假设进程分得四个主存块,并以这四个块为前提进行计算。进程按照给定的顺序依次访问各页:0,1,7,2,3,2,7,1,0,3,2,5,1,7。
开始时,主存没有页面,所以第一次访问页0时会发生缺页中断,需要装入页面0。此时主存中情况为:0,-,-,-,缺页中断次数为1。
接下来,访问页1,主存中情况为:0,1,-,-,缺页中断次数为1。
然后访问页7,主存中情况为:0,1,7,-,缺页中断次数为1。
接着访问页2,主存中情况为:0,1,7,2,缺页中断次数为1。
接下来访问页3,主存中情况为:0,1,7,2,3,缺页中断次数为1。
然后访问页2,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
接着访问页7,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
然后访问页1,页面1是刚刚被访问的,所以主存中情况不变,缺页中断次数为1。
接下来访问页0,页面0是刚刚被访问的,所以主存中情况不变,缺页中断次数为1。
然后访问页3,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
然后访问页2,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
接着访问页5,主存已经满了,按照LRU算法,最近最少使用的页面是页1,所以将1替换成5。主存中情况为:0,5,7,2,3,缺页中断次数为2。
最后访问页7,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
综上所述,按照LRU算法,缺页中断次数为2。
最后,使用OPT算法来计算缺页中断次数。
同样假设进程分得四个主存块,并以这四个块为前提进行计算。进程按照给定的顺序依次访问各页:0,1,7,2,3,2,7,1,0,3,2,5,1,7。
开始时,主存没有页面,所以第一次访问页0时会发生缺页中断,需要装入页面0。此时主存中情况为:0,-,-,-,缺页中断次数为1。
接下来,访问页1,主存中情况为:0,1,-,-,缺页中断次数为1。
然后访问页7,主存中情况为:0,1,7,-,缺页中断次数为1。
接着访问页2,主存中情况为:0,1,7,2,缺页中断次数为1。
接下来访问页3,主存中情况为:0,1,7,2,3,缺页中断次数为1。
然后访问页2,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
接着访问页7,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
然后访问页1,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
接下来访问页0,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
然后访问页3,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
然后访问页2,主存中情况不变,缺页中断次数为1。
接着访问页5,主存已经满了,按照OPT算法,选择主存中最长时间未被使用的页面,此时页面0、1和7都是最长时间未被使用的页面,因为进程将要访问的页是5,所以将7替换成5。主存中情况为:0,1,5,2,3,缺页中断次数为2。
最后访问页7,主存中情况不变,缺页中断次数为2。
综上所述,按照OPT算法,缺页中断次数为2。
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