第三章 存储系统

  下面,用一个典型的页地址流来评价FIFO、LRU和OPT三种页面替换算法的性能。其中,最主要的是命中率。

  例3.1:一个程序共有5个页面组成,分别为P1~P5。程序执行过程中的页地址流(即程序执行中依次用到的页面)为:P1,P2,P1,P5,P5,P1,P3,P4,P3,P4。假设分配给这个程序的主存储器共有3个页面。图3.23表示FIFO、LRU和OPT三种页面替换算法对这3页主存的使用情况,包括调入、替换和命中等。图中,用"*"号标记下次将要被替换掉的页面。
  在上面介绍的5种页面替换算法中,随机算法的命中率比较低,一般仅用于必须用硬件实现,而且对命中率要求不太高的场合。LFU算法由于其实现起来特别困难,目前很少被采用。在虚拟存储器中,实际上有可能被采用的页面替换算法只有FIFO和LRU两种。


图3.23 三种页面替换算法对同一个页地址流的调度过程

  从图3.23中可以看出,FIFO算法的命中率最低,LRU算法的命中率与OPT算法很接近。这一结论具有普遍意义。因此,在实际使用中,LRU算法是一种比较好的算法。目前,许多机器的虚拟存储器都采用LRU算法。
  在页面调度中,有一个特别需要注意的问题,即所谓的"颠簸"(Thrashing)现象。看下面的有个例子。