TEMP4_EP2_Memória virtual algoritmos de substituição de páginas

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1. O algoritmo de substituição de páginas FIFO, utilizando o conceito de filas, é simples de implementar e não requer uso excessivo de memória ou processamento. Seu resultado final é, no entanto, limitado por essa simplicidade, visto que o algoritmo não utiliza o padrão de acesso a páginas que já estão na memória para definir qual página será substituída quando ocorre falta de página.Considere que há espaço na memória principal para manter 4 páginas em dado instante de tempo. As páginas são solicitadas na seguinte ordem: 9, 5, 9, 7, 6, 9, 6, 9, 1. Usando-se o algoritmo FIFO puro, assinale a alternativa que contém as páginas que estão na memória principal após essa sequência de solicitações.
A. 5, 7, 6, 1.
O algoritmo FIFO puro não considera os acessos à memória, simplesmente removendo a página que foi adicionada há mais tempo. No caso, antes de receber a solicitação para carregar a página 1, a memória tinha, em ordem da mais antiga para a mais nova, as páginas 9, 5, 7, 6; logo, o algoritmo FIFO removeria a página 9 e incluiria a página 1 no final da fila, resultando nas páginas 5, 7, 6, 1. Caso fosse usado o algoritmo da segunda chance ou do relógio, a memória ficaria com as páginas 7, 6, 9, 1, pois a página 9 seria mantida por ter sido lida.
2. O algoritmo da segunda chance é uma evolução do algoritmo FIFO puro para seleção de página a ser substituída, usando pelo menos a informação de que a página foi ou não usada desde a última rodada de substituição. Sua implementação é ineficiente devido à necessidade de mover a página do início para o final da fila, caso a página tenha sido usada. O algoritmo do relógio tem o mesmo resultado do algoritmo da segunda chance, mas com uma performance melhor, por meio do uso de um ponteiro em vez da movimentação das páginas.Assinale a alternativa que explica o uso do ponteiro no algoritmo do relógio.​​​​​​​
C. Considerando a memória como uma lista circular, o ponteiro aponta para o início da lista. Ao iterar na lista devido ao uso das páginas, apenas o ponteiro se move para indicar qual é o novo início da lista.
No algoritmo do relógio, o ponteiro funciona como indicador do início de uma lista circular. Dessa forma, ele sempre aponta para a página mais antiga. Quando é necessário efetuar uma substituição de página, é verificado se a página apontada foi lida, e, em caso positivo, ela terá a marcação de lida removida, e apenas o ponteiro é avançado para verificar a próxima página, que é o novo início da lista. Esse processo se repete até o ponteiro encontrar uma página que não foi lida, que será substituída, sendo, então, o ponteiro avançado para indicar o novo início da lista, não apontando para a página que acabou de ser incluída.
3. O algoritmo LRU usa a informação de qual página foi menos recentemente utilizada para poder efetuar a decisão da página que será substituída. Dessa forma, espera-se que páginas que recentemente foram lidas sejam mantidas, pois provavelmente serão lidas outra vez em breve. O algoritmo utiliza uma estrutura de dados auxiliar que mantém a informação da ordem em que as páginas atualmente em memória foram utilizadas.Assinale a alternativa que explica corretamente o motivo do algoritmo LRU geralmente selecionar páginas mais adequadas do que o algoritmo da segunda chance.​​​​​​​
A. O algoritmo LRU mantém a ordem de uso de todas as páginas atualmente em memória, enquanto os algoritmos da segunda chance ou do relógio perdem a informação de leitura de uma página quando movem a página para o fim da fila.
O funcionamento do algoritmo LRU, atualizando a cada uso de página a estrutura auxiliar que mantém a sua ordem, permite que sempre seja possível saber qual das páginas na memória foi usada há mais tempo, não perdendo essa informação. Os algoritmos da segunda chance e do relógio, que sempre têm o mesmo resultado sob as mesmas condições, perdem a informação de uso de uma página quando, ao precisar efetuar uma substituição, a página está no início da fila (ou lista) e foi usada.
4. O algoritmo de substituição de página ótimo seleciona a página que irá demorar mais a ser usada novamente para ser substituída, garantindo o menor número possível de faltas de página durante a execução. Esse algoritmo, no entanto, não é utilizado em nenhuma situação.Assinale a alternativa que explica o motivo de esse algoritmo não ser usado.​​​​​​​
D. É impossível saber exatamente quando todas as páginas serão usadas novamente.
Os algoritmos LRU, segunda chance e do relógio utilizam a informação de quando as páginas que estão em memória foram utilizadas para tentar escolher páginas que provavelmentenão serão usadas em breve. O algoritmo ótimo, no entanto, precisaria saber exatamente a ordem de chamada das páginas, e isso é impossível, pois não há como prever quais fluxos de execução o programa irá seguir. Mesmo com processamento e memória abundantes, não há como implementar o algoritmo ótimo para a primeira execução de um programa
5. O algoritmo NRU é simples de entender e implementar, não precisando de armazenamento extra relevante; em várias situações, tem um desempenho de escolha das páginas aceitável. Ele leva em consideração, separadamente, as marcações de leitura e escrita das páginas que estão em memória, podendo ser justo ao selecionar a página a ser substituída.Escolha a alternativa correta sobre a ordem de escolha usada pelo algoritmo NRU.​​​​​​​
E. Páginas não recentemente lidas, mas recentemente escritas, serão selecionadas para substituição antes das páginas recentemente lidas, mas não recentemente escritas.
O algoritmo NRU define quatro classes de páginas em relação à leitura e à escrita: classe 0, com páginas que nem foram lidas, nem escritas; classe 1, com páginas não lidas, porém escritas; classe 2, com páginas lidas, porém não escritas; e classe 3, com páginas que foram tanto lidas como escritas. As páginas da classe 0 serão substituídas primeiro. Caso não existam páginas dessa classe, removem-se páginas da classe 1, e assim sucessivamente. Portanto, páginas da classe 1 (não lidas, porém escritas) são substituídas antes das páginas de classe 2 (lidas, porém não escritas).