lgoritmo Adaptativo de Substituição de Págin goritmo Adaptativo de Substituição de Págin LRU-WAR LRU-WAR : Exploração do Modelo LRU : Exploração do Modelo LRU com Detecção de Acessos Seqüenciais com Detecção de Acessos Seqüenciais Hugo Henrique Cassett Edson Toshimi Midorik EPUSP - Escola Politécnica da Universidade de São P PCS - Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digi
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Algoritmo Adaptativo de Substituição de Páginas LRU-WAR: Exploração do Modelo LRU com Detecção de Acessos Seqüenciais com Detecção de Acessos Seqüenciais.
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Algoritmo Adaptativo de Substituição de PáginasAlgoritmo Adaptativo de Substituição de PáginasLRU-WARLRU-WAR: Exploração do Modelo LRU: Exploração do Modelo LRU
com Detecção de Acessos Seqüenciaiscom Detecção de Acessos Seqüenciais
Hugo Henrique CassettariEdson Toshimi Midorikawa
EPUSP - Escola Politécnica da Universidade de São PauloPCS - Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais
Objetivo
Apresentar o LRU-WAR:
Um algoritmo adaptativo de substituição de páginas que visa minimizar as falhas detectadas no algoritmo LRU sem perder a sua simplicidade computacional.
I WSO / 2004 – Algoritmo Adaptativo de Substituição de Páginas LRU-WAR: Exploração do Modelo LRU com Detecção de Acessos Seqüenciais - EPUSP
Apresentação
• Algoritmos de substituição de páginas
Memória virtual paginada Algoritmo LRU
• Algoritmos adaptativos
Principais propostas e contribuições
• Algoritmo LRU-WAR
Motivação e idéia geral Descrição operacional detalhada Avaliação de desempenho
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Memória Virtual com Paginação
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4 KBPágina
Área de Swap (Disco)
Memória Principal
Memória Virtual com Paginação
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Problema da Substituição: Qual página
deve ser retirada da memória?
LRUFIFOMRULFU
Algoritmo LRU (Least Recently Used)
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Fila LRU(memória)
ordem decrescente de recência dos acessos
Algoritmo LRU (Least Recently Used)
• Benefícios
Critério de substituição eficiente na maioria dos casos Conceitualmente muito simples Baixo overhead (via aproximações)
• Deficiências
Acessos seqüenciais em um grande número de páginas distintas Acessos dentro de grandes loops Freqüência irregular de acessos a uma mesma página
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Propriedade da Localidade nos Programas
• Localidade de referências
Concentração dos acessos realizados à memória em determinadas regiões do espaço de endereçamento utilizado pelo programa Temporal e/ou espacial
• Working set
Conjunto das páginas requeridas para o processamento de um programa num certo intervalo de tempo
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Algoritmos Adaptativos de Substituição
• Adaptam seu comportamento em uma execução
• Atuam de acordo com as características de acesso à memória detectadas
• Podem:
Modificar o tamanho da memória utilizada Modificar o critério de substituição de páginas Modificar os parâmetros associados ao critério vigente Modificar as suas próprias regras adaptativas
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Propostas Adaptativas
• SEQ e EELRU Modelo LRU Identificação de acessos seqüenciais
• LIRS Previsão de acessos baseada na última reutilização de cada página
• ARC e CAR Estratégia do algoritmo 2Q: duas filas para gerenciar a memória Recência e freqüência dos acessos analisadas em conjunto
• DEAR, AFC e UBM Reconhecimento dinâmico de padrões de acesso à memória
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Proposta LRU-WAR (Working Area Restriction)
• Como o SEQ e o EELRU, procura detectar padrões de acesso seqüenciais
• Utiliza LRU ou MRU-n
• Princípio: Analisar a proporção de faltas de página em relação ao número máximo de páginas referenciadas (hits) entre cada falta
O algoritmo verifica a reutilização das páginas carregadas no modelo LRU e compara com o número de faltas de página recentes
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Área de Trabalho (Working Area)
• Porção inicial da fila LRU em que todas as páginas referenciadas entre duas faltas consecutivas se encontravam no momento do respectivo acesso
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Posições onde páginas foram acessadas desde a última falta de página
ALGORITMO LRU-WAR: Diferença percentual no número de faltas de página em relação ao algoritmo LRU
Arquivos de Trace
Melhor Caso Pior CasoMédia
Diferença % (Mem.) Diferença % (Mem.)
-66,22% 5,09%
Conclusão
• Algoritmo LRU-WAR Proposta simples e inédita Cumpre sua meta: é eficiente se acessos seqüenciais predominam Mostra-se confiável: seu pior desempenho constatado é aceitável Overhead discutível
• Trabalhos futuros Adaptação para viabilizá-lo em ambientes com multiprogramação Desenvolvimento e implementação prática da nova estratégia Sistema de gerenciamento de memória completo
• Agradecimentos Scott F. Kaplan (Amherst College) Yannis Smaragdakis (Georgia Institute of Technology)
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