Betriebssystem - Wie funktionieren FIFO, LRU und optimale Algorithmen?

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  • Dies sind Arten von Seitenersetzungsalgorithmen. Sie arbeiten durch Paging über eine virtuelle Speicherverwaltung, wobei die Algorithmen auswählen, welche Seiten eines Speichers auf eine Platte geschrieben oder ausgetauscht werden sollen, um Platz auf dem Laufwerk eines Computers zuzuweisen. Der Paging-Prozess tritt auf, wenn ein Seitenfehler vorliegt und das System nicht in der Lage ist, eine Seite freizugeben, um Platz oder Speicher zuzuweisen.

    Es gibt verschiedene Arten von Seitenersetzungsalgorithmen: Der theoretisch optimale Seitenersetzungsalgorithmus, auch Hellseher, OPTS oder Belady genannt, funktioniert, wenn das Betriebssystem die Seite bei der nächsten Verwendung zu Ende tauscht, um eine Seite zuzuordnen. Eine andere Art ist der NRU-Algorithmus oder nicht kürzlich verwendeter Algorithmus, der es vorzieht, kürzlich verwendete Seiten im Speicher eines Computers zu speichern.

    Der FIFO- oder First-In-First-Out-Algorithmus ist andererseits die einfachste Form von Seitenersetzungsalgorithmen. Es funktioniert einfach, indem es die zuletzt eingegangenen Seiten hinten hält, während die frühesten Ankünfte ganz vorne in der Warteschlange bleiben.

    Eine weiter entwickelte Version des FIFO ist der Seitenersetzungsalgorithmus der zweiten Chance, der ähnlich wie der FIFO den Anfang der Warteschlange überprüft, aber zuerst das referenzierte Bit überprüft, bevor es die Seite auslagert.

    Eine andere Art ist die Uhr, die eine kreisförmige Liste ihrer Seiten führt, und ihr Iterator, der als Zeiger fungiert, hilft ihr zu wissen, wo die älteste Seite in der Liste steht, indem sie darauf zeigt. Es gibt Varianten des Taktalgorithmus wie GClock, Clock-Pro, WSclock und CAR. Der LRU- oder der am wenigsten zuletzt verwendete Seitenalgorithmus arbeitet nach dem Prinzip, dass Seiten, die die letzten paar Bestellungen umfassen, am wahrscheinlichsten auch für die nächsten paar Befehlssätze stark verwendet werden. Es hat andere Sorten wie den LRU-K und den ARC.

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