1、基本工作原理

1、基本工作原理
在进程开始运行之前，不是全部装入页面，而是装入一个或者零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其他页面；当内存已满，而又需要装入
新的页面时，则根据某种算法淘汰某个页面，以便装入新的页面。在使用虚拟页式存储管理时需要在页表中增加一些内容：
页号、驻留位（中断位）、内存块号、外存地址、访问号、修改位驻留位：表示该页在外存还是内存；
访问位：表示该页在内存期间是否被访问过，又称R位；
修改位：表示该页在内存中是否被修改过，又称M位；

2、缺页中断
在地址映射过程中，若在页表中发现所要访问的页面不在内存，则产生中断，当发生中断时，系统必须在内存选择一个页面移出内存，
以便为调入新的页面让出空间，尽管每次可以随机选选择一个页面置换，但选择不常使用的页面会是系统性能好的多，减少不必要的额外
开销，就产生了页面置换算法。3、页面置换算法：
3.1理想页面（Optimal， OPT)置换算法
发生缺页时，有些页面在内存中，其中有一页将很快被访问(包含紧接着 的下一条指令的那页)，而其他页则可能到10、
100或1000条指令后才会被访问，每个页都可以用在该页面首次被访问前所要执行的指令数进行标记。标记树最大的页应该被置换。举例：如果某页在八百万条指令内不会被使用，另外一页在六百万条指令不会被使用，则置换前一个页面。这个算法无法实现，因当缺页
中断时，系统无法知道各个页面下一次在什么时候被访问3.2先进先出置换算法（First In First Out, FIFO)
置换最先调入内存的页面，即置换在内存中驻留时间最久的页面。按照进入内存的先后次序排列成队列，从队尾进入，从队首删除。但是
该算法会淘汰经常访问的页面，不适应进程实际运行的规律，目前已经很少使用。3.3最近最久未使用置换算法（Least Recently Used， LRU）
刚被访问的页面，可能马上又要被访问；而较长时间内没有被访问的页面，可能最近不会被访问。 LRU算法普偏地适用于各种类型的程
序，但是系统要时时刻刻对各页的访问历史情况加以记录和更新，开销太大，因此LRU算法必须要有硬件的支持。3.4第二次机会页面置换算法
FIFO算法可能会把经常使用的页面置换出去，为了避免这一问题，对该算法进行简单的修改：检查最老页面的R位，如果R位是0，那么
这个页面又老有没用，可以立即置换出去，如果是1，就清零R位，并将该页放到链表的尾端，修改它的装入时间使它就像装入的一样，
然后继续搜索。如果所有的页面都被访问过，那么该算法就被降为纯粹的FIFO算法。3.5时钟页面置换算法
由于第二次机会页面置换算法要经常在链表中移动页面，降低了效率。一个更好的办法，将所有的页面存在一个类似钟表面的环形链
表中。3.6最近未使用(NRU：Not Recently Used)
用R位和M位构造一个简单的页面置换算法：当启动一个进程时，它的所有页的两个位都由操作系统设置成0，R位被定期的清零，以
区别最近没有被访问的页和被访问了的页。 
根据R位和M位，分为4类页面 
第0类：没有被访问，没有被修改 
第1类，没有被访问，被修改 
第2类，被访问，没有被修改 
第3类，被访问，被修改。
NRU算法随机地从编号最小的非空类中挑选一个页淘汰之。这个算法隐含的意思是，淘汰一个在最近一个时钟周期内没有被访问
的已修改页要比淘汰一个被频繁访问的干净的页好。4、Belady异常现象
从直觉上看，在内存中的物理页面数越多，程序的缺页次数应该越少，但是实际情况并不是这样。Belady在1969年发现一个反例，
使用FIFO算法时，四个页框时缺页次数比三个页框时多。这种奇怪的情况称为Belady异常现象。5、影响缺页次数的因素
1）分配给程序的物理页面数
2）页面的大小
3）程序的编制方法
4）页面置换算法

2、计算缺页次数

理想页面（Optimal， OPT)置换算法

先进先出置换算法（First In First Out, FIFO)

 最近最久未使用置换算法（Least Recently Used， LRU）

在一个请求页式存储管理中，一个程序的页面走向为3，4，2，1，4，5，4，3，5，1，2，并采用LRU算法。设分配给该程序的存储块
数 S 分别为3 和 4，在该访问中发生的缺页次数 F