CPU在訪問的頁面不在物理內存時，便會產生缺頁中斷，請求操作系統將所缺頁調入到物理內存。
缺頁中斷與其他中斷的區別？
- 缺頁中斷在指令執行期間產生和處理中斷信號，一般中斷在一條指令執行完成后檢查和處理中斷信號
- 缺頁中斷返回到該指令的開始重新執行該指令，一般中斷返回到該指令的下一個指令執行
缺頁中斷的處理流程
- 假設CPU收到了一條指令LOAD M，此時CPU會去找M對應的頁表項
- 如果該頁表項的狀態位是有效，CPU可以直接去訪問物理內存，如果狀態位是無效，CPU則會發送缺頁中斷請求
- 操作系統收到缺頁中斷，則會執行缺頁中斷處理函數，中斷處理函數會先查找頁面在磁盤中的位置
- 找到磁盤中對應的頁面后，需要把該頁面換入到物理內存中，但是在換入前，需要在物理內存中找到空閑頁，如果找到空閑頁就換入到物理內存中
- 頁面從磁盤換入到物理內存完成后，把頁表項中的狀態位修改為有效
- 最后，CPU重新執行導致缺頁異常的指令
頁面置換算法用來做什么？
頁面置換算法就是在物理內存無法找到空閑頁的時候，將現有物理內存中合適的頁換出到磁盤，然后把需要訪問的頁面裝入到物理內中。頁面算法的目標是盡可能的減少頁面的換入和換出次數。
頁面置換算法有哪幾種？
- 最佳頁面置換算法（OPT）
- 先進先出置換算法（FIFO）
- 最近最久未使用的置換算法（LRU）
- 時鐘頁面置換算法（LOCK）
- 最不常用置換算法（LFU）
頁面置換算法
頁面置換算法核心是置換在未來最長時間不訪問的頁面。
這種算法是最理想的算法，但是無法實現，因為程序在訪問頁面是動態，我們無法預知每個頁面下一次的訪問時間。因此該算法只是為了衡量其他的頁面置換算法的效率，如果算法效率越接近該算法的效率，說明算法越高效。
先進先出置換算法
先進先出置換算法是選擇在內存駐留時間很長的頁面進行置換。
最近最久未使用置換算法
該算法的核心是選擇最長時間沒有被訪問的頁面進行置換。
為了實現這種LRU，需要在內存中維護一個所有頁面的鏈表，最近最多使用的頁面在表頭，最近最少的在表尾，每次訪問內存時都需要更新該鏈表，需要在鏈表中找到一個頁面，刪除它，然后把它移動到表頭是一個比較耗時的操作。
時鐘頁面置換算法
時鐘頁面置換算法結合了LRU和FIFO，該算法把所有的頁面保存在一個環形列表中，一個表指針指向最老的頁面。
當發生缺頁中斷時，算法會先檢查表指針指向的頁面：
- 如果它的訪問位為0就淘汰該頁面，并把新的頁面插入這個位置，然后表指針前移一個位置
- 如果訪問位是1就清除訪問位，表指針前移一個位置，重復這個過程直到找到了一個訪問位為0的頁面為止
最不常用算法
該算法就是選擇訪問次數最少的那個頁面將其淘汰。
實現方式就是對每個頁面增設一個訪問計數器，每當一個頁面被訪問時，該頁面的訪問計數器就加1。
