操做系统：老化算法

由于LRU（最近最少使用）算法的两种实现方案都比较麻烦并且开销很大，因此提出了用软件来模拟LRU算法的NFU（不常常使用）算法，可是NFU算法存在一些问题，好比在一个屡次扫描编译器中，在第一遍扫描中被频繁用到的页，在程序进入第二遍扫描时计数器值可能仍然很高。实际上，若是第一次扫描的执行时间刚好是各次扫描中最长的，含有之后各次扫描代码的页的计数器可能老是比含有第一次扫描代码的页小，其结果是操做系统将删除掉有用的页而不是再也不使用的页。

 因此为了使NFU算法可以更好的模拟LRU算法，须要对其进行修改，修改分两部分：第一是计数器在R位被加进来以前右移一位；第二是R位加到计数器的最左端而不是最右端。这就是老化算法。

 这样修改之后的老化算法的结果是显而易见的，由于每次都对计数器进行移位，这就至关于每次都“清除”掉上一次的计数值，可是这个值并不是被彻底去掉而是保存在后面的位中，而后经过对高位添加R位来决定须要淘汰的页面，这样就保证了须要淘汰页面时计数器值最小的叶面确定是最近最少访问到的页面。

 

	时钟周期0	时钟周期1	时钟周期2	时钟周期3	时钟周期4
页面0	10000000	11000000	11100000	11110000	01111000
页面1	00000000	10000000	11000000	01100000	10110000
页面2	10000000	01000000	00100000	00010000	10001000
页面3	00000000	00000000	10000000	01000000	00100000
页面4	10000000	11000000	01100000	10110000	01011000
页面5	10000000	01000000	10100000	01010000	00101000

 

用软件模拟LRU的老化算法6个页面在5个时钟周期内的计数器状况

 从上表能够看出，在未开始以前全部计数器的值都为0，每过一个时钟周期首先将计数器右移一位，而后将新的R位添加到计数器最左端，发生淘汰时淘汰计数器值最小的页面。

 在第5个时钟周期出现了选择的问题，页面3和5都连续两个周期没有被访问了，而在两个周期以前的一个周期中他们都被访问过。根据LRU，若是有一个页面必须被淘汰掉，咱们应该在这两个页面中选一个。然而如今的问题是咱们不知道在时钟周期1到时钟周期2期间这两个页中的哪个后被访问到，在每一个时钟周期中只记录一位使咱们没法区分一个周期内较早和较晚的访问，咱们所能做的只是淘汰掉页3，由于页5在再往前的周期中也被访问过而页3没有。

 老化算法存在的另一个问题是计数器始终都只有有限位，如上表所示只有8位计数器，这就意味着开始的访问数据会被冲掉，若是两个页面的计数值恰巧同样的话，惟一的办法就是从两个页面中随机淘汰掉一个。