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缺页中断率

对于进程P的一个长度为A的页面访问序列，如果进程P在运行中发生缺页中断的次数为F，则f = F/A称为缺页中断率。

影响缺页中断率的因素

1、进程分得的主存页框数：页框数多则缺页中断率低，页框数少则缺页中断率高。
2、页面大小：页面大则缺页中断率低，页面小则缺页中断率高。
3、页面替换算法的优劣决定缺页率。
4、程序特性：程序局部性好，则缺页中断率低；否则缺页中断率高。

抖动（颠簸）

在请求分页虚拟存储管理系统中，刚被淘汰的页面立即又要访问，而调入不久即被淘汰，淘汰不久再被调入，如此反复，使得系统的页面调度非常频繁，以致大部分时间消耗在页面调度上，而不是执行计算任务，这种现象称为“抖动”（或者“颠簸”）。

页面置换算法

1、最佳页面淘汰算法（OPT）

调入一页而必须淘汰一个旧页时，所淘汰的页是以后不再访问的页或距现在最长时间后再访问的页。
OPT可用于衡量各种具体算法的标准。

例：
某程序在内存中分配三个页框，初始为空，页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。用最佳页面淘汰算法分析页面置换过程。

缺页中断率=7/12=58.3%

最佳置换算法可以保证最低的缺页率，但实际上，只有在进程执行的过程中才能知道接下来会访问到的是哪个页面。操作系统无法提前预判页面访问序列。因此，最佳置换算法是无法实现的。

2、先进先出页面淘汰算法（FIFO）

先进先出页面淘汰算法总是淘汰最先调入主存的那一页，或者说在主存中驻留时间最长的那一页（常驻的除外）。

例：
某程序在内存中分配三个页框，初始为空，页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。用先进先出页面淘汰算法分析页面置换过程。

缺页中断率=9/12=75%

缺页中断率=10/12=83.33%

Belady异常——当为进程分配的物理块数增大时，缺页次数不减反增的异常现象。

只有FIFO算法会产生Belady异常。另外，FIFO算法虽然实现简单，但是该算法与进程实际运行时的规律不适应，因为先进入的页面也有可能最经常被访问。因此，算法性能差。

页缓冲技术：
FIFO替换算法的一种改进，策略如下： 淘汰了的页面进入两个队列——修改页面和非修改页面队列。
修改页面队列中的页不时地成批写出并加入到非修改页面队列；
非修改页面队列中的页面被再次引用时回收，或者淘汰掉以作替换。

3、最近最久未使用页面淘汰算法（LRU）

淘汰的页面是在最近一段时间里较久未被访问的那一页。

例：
某程序在内存中分配三个页框，初始为空，页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。用最近最久未使用页面淘汰算法分析页面置换过程。

缺页中断率=10/12=83.3%

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