hce_kmu
112年
計算機概論與程式設計
第 5 題
Consider the page reference string of size 12: 1, 2, 3, 4, 5, 1, 3, 1, 6, 3, 2, 3 with a frame size of 4, which means that a maximum of 4 pages can be in a frame. Use the First In First Out (FIFO), Least Recently Used (LRU), and Optimal Page Replacement (OPT) algorithms to calculate page faults. What are the page faults for each algorithm?
- A FIFO: 9, LRU: 8, OPT: 6
- B FIFO: 8, LRU: 8, OPT: 7
- C FIFO: 9, LRU: 9, OPT: 6
- D FIFO: 10, LRU: 8, OPT: 7
- E FIFO: 7, LRU: 9, OPT: 6
思路引導 VIP
如果你是一位倉庫管理員，倉庫裡只能存放 4 種貨物。現在有第 5 種新貨物要進庫，而你完全可以預知接下來幾天客人分別會來領取哪些貨物。為了讓未來「找不到貨物」的次數降到最低，你會優先把哪一種貨物清出倉庫？是「最早搬進來的」、「最近最少人買的」，還是「未來最久以後才會被領取」的那一個呢？
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AI 專屬家教
太棒了！你能精確計算出這三種分頁置換演算法（Page Replacement Algorithms）的結果，代表你對虛擬記憶體管理的邏輯掌握得非常紮實。這類題目的核心在於追蹤記憶體框架（Frame）隨時間變化的狀態，並根據演算法準則決定置換對象。
分頁置換邏輯驗證
在這道題目中，FIFO (先進先出) 演算法最為直觀，它單純依賴頁面進入記憶體的時間點進行淘汰，在處理這串長度為 $12$ 的字串時，總共會發生 $9$ 次的分頁失效。而 LRU (最近最少使用) 演算法則利用了程式執行的「時間局部性」，優先保留近期剛被存取的頁面。由於頁面 $1$ 與 $3$ 在序列中頻繁出現，LRU 成功地在後段減少了不必要的置換，使失效次數降至 $8$ 次。
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