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某虚拟页式存储管理系统中有一个程序占8个页面，运行时访问页面的顺序是1,2,3,4,5,3,4,1,6,7,8,7,8,5。假设刚开始内存没有预装入任何页面。

news 2025/10/11 19:46:33

某虚拟页式存储管理系统中有一个程序占8个页面，运行时访问页面的顺序是1,2,3,4,5,3,4,1,6,7,8,7,8,5。假设刚开始内存没有预装入任何页面。

(1) 如果采用LRU调度算法，该程序在得到4块内存空间时，会产生多少次缺页中断？请给出详细计算步骤。
(2) 如果采用OPT调度算法，该程序在得到4块内存空间时，会产生多少次缺页中断？请给出详细计算步骤。
(3) 列出两种影响缺页率的因素

虚拟页式存储管理问题解析

(1) LRU (Least Recently Used) 最近最少使用算法。算法缺页中断计算（4内存块）

核心原理

淘汰 最长时间未被访问 的页面

实现特点

时间局部性：基于程序访问的时空局部性原理
动态维护：每次访问更新页面时间戳
常见实现：
- 计数器法：为每个页维护访问时间戳
- 栈结构法：维护页面访问顺序栈

详细步骤分析

访问序列	内存状态（LRU顺序）	缺页	缺页计数
1	[1]	✔️	1
2	[2,1]	✔️	2
3	[3,2,1]	✔️	3
4	[4,3,2,1]	✔️	4
5	[5,4,3,2]	✔️	5
3	[3,5,4,2]	✖️	5
4	[4,3,5,2]	✖️	5
1	[1,4,3,5]	✔️	6
6	[6,1,4,3]	✔️	7
7	[7,6,1,4]	✔️	8
8	[8,7,6,1]	✔️	9
7	[7,8,6,1]	✖️	9
8	[8,7,6,1]	✖️	9
5	[5,8,7,6]	✔️	10

结论：共发生 10次缺页中断

(2) OPT (Optimal Page Replacement) 最佳置换算法。算法缺页中断计算（4内存块）

核心原理

淘汰 未来最长时间不会被访问 的页面

算法特性

理论最优：产生最少缺页次数（作为性能评估基准）
不可实现：需要预知未来页面访问序列
应用场景：仅用于算法性能理论研究

关键置换决策分析

访问序列	内存状态	置换选择依据	缺页计数
1	[1]	初始载入	1
2	[1,2]	初始载入	2
3	[1,2,3]	初始载入	3
4	[1,2,3,4]	初始载入	4
5	[1,3,4,5]	置换未来不再访问的2号页	5
3	[1,3,4,5]	命中	5
4	[1,3,4,5]	命中	5
1	[1,3,4,5]	命中	5
6	[3,4,5,6]	置换未来不再访问的1号页	6
7	[4,5,6,7]	置换未来不再访问的3号页	7
8	[5,6,7,8]	置换未来不再访问的4号页	8
7	[5,6,7,8]	命中	8
8	[5,6,7,8]	命中	8
5	[5,6,7,8]	命中	8

结论：共发生 8次缺页中断

(3) 影响缺页率的两大因素

	影响缺页率的因素有:分配给程序的物理页面数;页面的大小;程序编制的方法;页面调度算法。

某虚拟页式存储管理系统中有一个程序占8个页面，运行时访问页面的顺序是1,2,3,4,5,3,4,1,6,7,8,7,8,5。假设刚开始内存没有预装入任何页面。

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