RSS

jueves, 19 de noviembre de 2009

4.3.3 Algoritmos de Sustitución de Páginas

El SO perfecto eliminaría siempre la página menos necesaria, aquella que en el futuro resultará ser la última en ser usada de todas las existentes en la tabla




En la práctica, la mejor estrategia es aquella que tenga el menor número de fallas-de-página, i.e. page-fault rate








 
Primera en entrar, primera en salir (FIFO, First In, First Out)
 
 
En este método el sistema operativo sólo tiene que guardar en qué orden las páginas fueron cargadas, de modo que al necesitar hacer espacio pueda fácilmente elegir la primera página cargada. Se usa una cola, al cargar una página nueva se ingresa en el último lugar. Aunque las colas FIFO son simples e intuitivas, no se comportan de manera aceptable en la aplicación práctica, por lo que es raro su uso en su forma simple. Uno de los problemas que presentan es la llamada Anomalía FIFO o Anomalía de Belady. Belady encontró ejemplos en los que un sistema con un número de marcos de páginas igual a tres tenía menos fallos de páginas que un sistema con cuatro marcos de páginas. El problema consiste en que podemos quitar de memoria una página de memoria muy usada, sólo porque es la más antigua.





Segunda oportunidad

Es una pequeña modificación al algoritmo FIFO, que funciona bastante mejor que aquel. En este caso cuando una página debe ser sacada se toma la primera en la cola, y en vez de sacarla, consulta el valor de un bit de referencia. En caso de estar fijado (en 1) se cambia el bit a 0 y se lo coloca al final de la cola, actualizando su tiempo de carga como si recién hubiera llegado a la memoria. De esta forma, se le da una segunda oportunidad. Si el bit se encuentra sin fijar(en 0), la página se saca de memoria. Cada vez que la MMU accede a una página, fija su bit de referencia a 1. Para esto es necesario soporte para bit de referencia por hardware.











Reloj

Existe una variante de este algoritmo que sobre la misma idea presenta una mejora en la implementación. Es el algoritmo del reloj, que lo que hace es tener una lista circular, de forma que al llegar al último elemento de la lista, pasa automáticamente al primero. Los elementos no se mueven al final de la cola cuando son accedidos, simplemente se pone su bit de referencia a 1. Esto nos evita tener que hacer movimientos de punteros en el caso de implementarlo con una lista enlazada. De hecho, se puede implementar con un array perfectamente, ahorrando así memoria.








No usada recientemente (Not Recently Used, NRU)

Este algoritmo favorece a las páginas que fueron usadas recientemente. Funciona de la siguiente manera: cuando una página es referenciada, fija el bit de referencia para esa página. Similarmente, cuando una página es modificada, fija su bit de modificación. Usualmente estas operaciones son realizadas por el hardware, aunque puede hacerse también por software. En un tiempo fijo, el sistema operativo pone en 0 los bits de referencia de todas las páginas, de modo que las páginas con su bit de referencia en 1 son las que fueron referenciadas dentro del último intervalo de reloj. Cuando una página debe ser reemplazada, el sistema operativo divide las páginas en cuatro categorías:






  • Categoría 0: no referenciada, no modificada


  • Categoría 1: no referenciada, modificada


  • Categoría 2: referenciada, no modificada


  • Categoría 3: referenciada, modificada



Las mejores páginas para cambiar son las que se encuentran en la categoría 0, mientras que las peores son las de la categoría 3. Se desaloja al azar una página de la categoría más baja que no esté vacía. Este algoritmo se basa en la suposición de que es mejor desalojar una página modificada a la que no se ha hecho referencia en al menos un tic de reloj, en vez de una página limpia que se está usando mucho.




Menos usada recientemente (Least Recently Used, LRU)


Este algoritmo difiere del de 'No usada recientemente' en el hecho de que aquel sólo se fija en el intervalo de tiempo desde que se pusieron en 0 los bits de referencia de las páginas, mientras que el algoritmo de 'Menos usada recientemente' intenta proveer un comportamiento casi óptimo mediante la observación de las páginas que menos fueron usadas recientemente. Este tipo de páginas, estadísticamente son las que tienen menor probabilidad de ser usadas nuevamente.
























0 comentarios:

Publicar un comentario en la entrada