页面置换算法：FIFO和LRU算法比较 - 缺页中断次数与缺页率分析 - 常规

页面置换算法：FIFO和LRU算法比较 - 缺页中断次数与缺页率分析

本示例分析一个进程的页面访问序列：'0, 0, 3, 1, 1, 40, 5, 6, 6, 2, 4, 6, 7, 7, 0, 0, 6, 7, 2'，进程实际页面数为3，系统物理内存容量为4页。我们将使用先进先出FIFO置换算法和最近最久未使用LRU置换算法分别计算缺页中断次数和缺页率。

先进先出FIFO置换算法

初始状态：所有页面均不在内存中。
第1次访问页面0：发生缺页中断，将页面0调入内存中，此时缺页中断次数为1，缺页率为100%。
第2次访问页面0：页面0已在内存中，不发生缺页中断。
第3次访问页面3：发生缺页中断，将页面3调入内存中，此时缺页中断次数为2，缺页率为50%。
第4次访问页面1：发生缺页中断，将页面1调入内存中，此时缺页中断次数为3，缺页率为75%。
第5次访问页面1：页面1已在内存中，不发生缺页中断。
第6次访问页面40：发生缺页中断，将页面40调入内存中，此时缺页中断次数为4，缺页率为80%。
第7次访问页面5：发生缺页中断，将页面5调入内存中，此时缺页中断次数为5，缺页率为83.33%。
第8次访问页面6：页面6已在内存中，不发生缺页中断。
第9次访问页面6：页面6已在内存中，不发生缺页中断。
第10次访问页面2：发生缺页中断，将页面2调入内存中，此时缺页中断次数为6，缺页率为85.71%。
第11次访问页面4：发生缺页中断，将页面4调入内存中，此时缺页中断次数为7，缺页率为87.5%。
第12次访问页面6：页面6已在内存中，不发生缺页中断。
第13次访问页面7：发生缺页中断，将页面7调入内存中，此时缺页中断次数为8，缺页率为88.89%。
第14次访问页面7：页面7已在内存中，不发生缺页中断。
第15次访问页面0：页面0已在内存中，不发生缺页中断。
第16次访问页面0：页面0已在内存中，不发生缺页中断。
第17次访问页面6：页面6已在内存中，不发生缺页中断。
第18次访问页面7：页面7已在内存中，不发生缺页中断。

因此，FIFO置换算法的缺页中断次数为8，缺页率为88.89%。

最近最久未使用LRU置换算法

初始状态：所有页面均不在内存中。
第1次访问页面0：发生缺页中断，将页面0调入内存中，此时缺页中断次数为1，缺页率为100%。
第2次访问页面0：页面0已在内存中，不发生缺页中断。
第3次访问页面3：发生缺页中断，将页面3调入内存中，此时缺页中断次数为2，缺页率为50%。
第4次访问页面1：发生缺页中断，将页面1调入内存中，此时缺页中断次数为3，缺页率为75%。
第5次访问页面1：页面1已在内存中，不发生缺页中断。
第6次访问页面40：发生缺页中断，将页面40调入内存中，此时缺页中断次数为4，缺页率为80%。
第7次访问页面5：发生缺页中断，将页面5调入内存中，此时缺页中断次数为5，缺页率为83.33%。
第8次访问页面6：发生缺页中断，将页面6调入内存中，此时缺页中断次数为6，缺页率为85.71%。 (页面0被替换，因为是最久未使用的)
第9次访问页面6：页面6已在内存中，不发生缺页中断。
第10次访问页面2：发生缺页中断，将页面2调入内存中，此时缺页中断次数为7，缺页率为87.5%。 (页面5被替换，因为是最久未使用的)
第11次访问页面4：发生缺页中断，将页面4调入内存中，此时缺页中断次数为8，缺页率为88.89%。 (页面3被替换，因为是最久未使用的)
第12次访问页面6：页面6已在内存中，不发生缺页中断。
第13次访问页面7：发生缺页中断，将页面7调入内存中，此时缺页中断次数为9，缺页率为90%。 (页面2被替换，因为是最久未使用的)
第14次访问页面7：页面7已在内存中，不发生缺页中断。
第15次访问页面0：页面0已在内存中，不发生缺页中断。
第16次访问页面0：页面0已在内存中，不发生缺页中断。
第17次访问页面6：页面6已在内存中，不发生缺页中断。
第18次访问页面7：页面7已在内存中，不发生缺页中断。

因此，LRU置换算法的缺页中断次数为9，缺页率为90%。

结论： 在本示例中，LRU算法的缺页中断次数比FIFO算法多，因此其性能略低于FIFO算法。这说明LRU算法虽然更能有效利用内存，但对于频繁访问的页面，其替换效率可能不如FIFO算法高。实际应用中，应根据具体情况选择合适的页面置换算法。