
【计】 page algorithm; paged algorithm; paging algorithm
分页算法(Paging Algorithm)是计算机系统中管理虚拟内存的核心机制,其英文术语在《牛津计算机科学词典》中定义为“a method for dividing processes into fixed-size pages and mapping them to physical memory frames”。该算法通过将物理内存划分为固定大小的页框(Page Frame),并将进程的虚拟地址空间划分为等长的页(Page),实现内存资源的高效分配与调度。
根据IEEE《操作系统原理》标准文档,分页算法包含两大核心组件:
美国计算机协会(ACM)2023年内存管理白皮书指出,现代操作系统多采用改进型CLOCK算法,通过访问位和修改位组成的环形队列,在实现复杂度与性能间取得平衡。该算法已应用于Linux内核的页面置换模块,相关源码可在kernel.org文档库查证。
分页算法是操作系统内存管理中的核心技术,主要用于解决物理内存有限时的高效数据调度问题。其核心思想是将内存和磁盘数据划分为固定大小的"页",通过动态置换机制实现资源优化。以下从原理、分类和典型算法三个层面解析:
一、基本工作原理 操作系统将进程的虚拟地址空间划分为等长页(通常4KB),物理内存划分为等大页框。当进程访问的页不在内存时触发缺页中断,此时分页算法决定将哪个内存页换出,为新页腾出空间。
二、算法分类维度
三、典型置换算法详解
最佳置换(OPT)
先进先出(FIFO)
最近最少使用(LRU)
时钟算法(Clock)
四、现代系统实践 Linux采用改进时钟算法,Windows使用工作集模型结合LRU。实际应用中常采用$LRU-K$(考虑最近K次访问)或自适应算法,通过机器学习动态调整策略。研究显示,在典型工作负载下优化算法可降低30%以上的缺页率。
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