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컴퓨터 일반/운영체제론

페이지 교체 알고리즘 문제

1. 페이지 프레임의 수가 4이고 가상 페이지의 수가 8인 가상 메모리에서 선입선출(FIFO) 페이지 교체 정책이 사용된다. 페이지 참조 열이 0 1 7 2 3 2 7 1 0 3 이라면 페이지 부재와 교체 횟수는 무엇인가?

  • 가장 오래된 페이지를 교체한다 / 페이지 프레임을 본다
  • 맨 윗줄은 참조 프레임이고 아래는 페이지 프레임임
  • 페이지 교체 횟수는 2 
  • 페이지 부재 횟수는 6
0 1 7 2 3 2 7 1 0 3
0 0 0 0 3 3 3 3 3 3
  1 1 1 1 1 1 1 0 0
    7 7 7 7 7 7 7 7
      2 2 2 2 2 2 2
F F F F F, 교체       F,교체  

 

 

2. 페이지 교체 알고리즘으로 FIFO, LRU 알고리즘을 사용하고 페이지 참조 순서가 다음과 같을때,

할당된 프레임의 수가 3개일때 각 알고리즘에서 발생하는 페이지 부재 횟수는?

페이지 참조 순서 : 3 1 2 4 1 4 3 2 1

 

FIFO인 경우 : 7회

3 1 2 4 1 4 3 2 1 2
3 3 3 4 4 4 4 4 4 2
  1 1 1 1 1 3 3 3 3
    2 2 2 2 2 2 1 1
F F F F     F   F F

 

LRU 교체인 경우 : 7회

참조페이지 주목, 거리가 먼 것을 교체한다

3 1 2 4 1 4 3 2 1 2
3 3 3 4 4 4 4 4 1 1
  1 1 1 1 1 1 2 2 2
    2 2 2 2 3 3 3 3
F F F F     F F F  

 

 

3. 어떤 프로세스에 4개의 페이지가 할당되었고, 그 프로세스가 참조하는 페이지 주소들의 순서가 다음과 같을 때, 페이지 교체 정책으로 LRU 정책을 사용할 경우 페이지 적중률은?

페이지 참조 순서 : 1 0 2 2 1 7 6 7 0 1

1 0 2 2 1 7 6 7 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
  0 0 0 0 0 6 6 6 6
    2 2 2 2 2 2 0 0
          7 7 7 7 7
F F F hit hit F F hit F hit

 

총 10번의 페이지 요구에서 4번이 적중했으므로 페이지 적중률은 4/10 이다

 

4. 다음과 같은 조건으로 LRU 페이지 교체 알고리즘을 구현했을 때, 주어진 참조열의 모든 참조가 끝났을 경우 최종 스택의 내용은 무엇인가?

 

<조건>

  • LRU 구현시 스택을 사용한다
  • 프로세스에 할당된 페이지 프레임은 4개이다
  • 메모리 참조열은 1 2 3 4 5 3 4 2 5 4 6 7 2 4 이다
  1 2 3 4 5 3 4 2 5 4 6 7 2 4
top       4 5 3 3 3 3 3 6 7 2 4
      3 3 4 5 5 5 5 5 3 6 7 2
    2 2 2 3 4 4 4 4 4 5 3 6 7
btm 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 4 5 3 6

 

  • LRU 스택 페이지 알고리즘은 최근에 사용한 페이지의 위치는 TOP에, 교체되는 페이지는 BOTTOM에 위치하게 된다.
  • 아래에서부터 쌓이는 알고리즘이다
  • 위에서 삽입되며 아래에서 삭제된다
  • 마지막 최종 스택의 내용 : 4,2,7,6

5. 3개의 페이지 프레임으로 구성된 기억장치에서 다음과 같은 순서대로 페이지 요청이 일어날 때, 페이지 교체 알고리즘으로 LFU를 사용한다면 몇번의 페이지 부재가 발생하는가?

요청된 페이지 번호의 순서 : 2 3 1 2 1 2 4 2 1 3

2 3 1 2 1 2 4 2 1 3
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
  3 3 3 3 3 4 4 4 3
    1 1 1 1 1 1 1 1
F F F       F     F

 

  • LFU는 가장 사용 빈도수가 작은 페이지를 교체한다. (참조 페이지의 횟수를 본다)
  • 페이지 4가 요청된 경우, 그 전 상황에서 2는 세번, 1은 두번, 3은 한번 사용되었으므로 3과 교체한다
  • 페이지 3이 요청된 경우, 그 전 상황에서 2는 네번, 1은 세번, 4는 한번 사용되었으므로 4와 교체한다.
  • 총 페이지 부재 횟수는 5회이다

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