Mälu vabastamine LRU ja FIFO-ga

Mälu vabastamine LRU ja FIFO-ga Mart Kaldoja 001163LDW

Mälu vabastamine • Kõiki asju ei saa mälus hoida, sellepärast kasutame virtuaalmälu, mis on odavam ja suurem • Mälus vaja hoida ainult hetkel täidetavat programmi ja hetkel vaja minevat infot

Mälu vabastamine • Vaja on parimat algoritmi mälu vabastamiseks • Parim algortim võtaks vähe aega (kõik vajalik oleks kogu aeg mälus)

Mälu vabastamise algoritmid • Random - vabastamine toimub täiesti juhuslikult • FIFO - First In First Out - eemaldatakse esimesena sisse pandu • LIFO - Last In First Out - nagu FIFO, ainult eemaldatakse hoopis viimasena sisse pandu

Mälu vabastamise algoritmid • LRU - Least Recently Used - eemaldatakse viimati vähem kasutatu • Veel mitmeid erinevaid, näiteks loendamisel põhinev LFU (Least Frequently Used), kus eemaldatakse vähim kasutatu

Algoritmid täpsemalt • Vaatleme kahe algoritmi tööd lähemalt • FIFO • LRU • Miks need? • kõige tuntumad, kasutatakse nii cache'imise juures kui ka virtuaal mälus • lihtsalt arusaadavad ja ka reaalselt rakendatavad

Näited • Sisendina kasutame: 71200135610340 • Raami (frame) suurusena kasutame 4-a • Raami suurus määrab ära, mitu lehekülge saab hoida korraga mälus

FIFO Sisend: 7 1 2 0 0 1 3 5 6 1 0 3 4 0

FIFO kirjeldus • Loeme üle lehe vead (page fault), ehk mitu korda juhtus, et mälus polnud vajalikku asja. Vigade arvust tuleneb ka palju läheb meil aega. • Esimesed 4 numbrit paneme sisse (7120) • 0 on juba olemas • 1 on juba olemas

FIFO kirjeldus • eemaldame 7 ja lisame 3 (+1 viga) • eemaldame 1 ja lisame 5 (+1 viga) • eemaldame 2 ja lisame 6 (+1 viga) • eemaldame 0 ja lisame 1 (+1 viga)

FIFO kirjeldus • eemaldame 3 ja lisame 0 (+1 viga) • eemaldame 5 ja lisame 3 (+1 viga) • eemaldame 6 ja lisame 4 (+1 viga) • 0 on juba olemas • Kokku: 7 viga

LRU Sisend: 7 1 2 0 0 1 3 5 6 1 0 3 4 0

LRU kirjeldus • Loeme üle lehe vead (page fault), ehk mitu korda juhtus, et mälus polnud vajalikku asja. Vigade arvust tuleneb ka palju läheb meil aega. • Esimesed 4 numbrit paneme sisse (7120) • 0 on juba olemas • 1 on juba olemas

LRU kirjeldus • eemaldame 7 ja lisame 3 (+1 viga) • eemaldame 2 ja lisame 5 (+1 viga) • eemaldame 0 ja lisame 6 (+1 viga) • 1 on juba olemas

LRU kirjeldus • eemaldame 3 ja lisame 0 (+1 viga) • eemaldame 5 ja lisame 3 (+1 viga) • eemaldame 6 ja lisame 4 (+1 viga) • 0 on juba olemas • Kokku: 6 viga

Analüüs • FIFO on lihtsam • Nagu näha on LRU effektiivsem üldiselt • LRU erinevalt FIFO-st ei kannata Belady anomaalia all (Belady's Anomaly) • Belady Anomaalia - mida rohkem on raame (frame), seda rohkem on lehe vigu (page faults)

Mälu vabastamine LRU ja FIFO-ga