評價一個算法的優(yōu)劣,可通過在一個特定的存儲訪問序列（頁面走向）上運行它，并計算缺頁數(shù)量來實現(xiàn)。
1 先入先出法（FIFO）
最簡單的頁面置換算法是先入先出（FIFO）法。這種算法的實質(zhì)是，總是選擇在主存中停留時間最長（即最老）的一頁置換，即先進入內(nèi)存的頁，先退出內(nèi)存。理由是：最早調(diào)入內(nèi)存的頁，其不再被使用的可能性比剛調(diào)入內(nèi)存的可能性大。建立一個FIFO隊列，收容所有在內(nèi)存中的頁。被置換頁面總是在隊列頭上進行。當一個頁面被放入內(nèi)存時，就把它插在隊尾上。
這種算法只是在按線性順序訪問地址空間時才是理想的，否則效率不高。因為那些常被訪問的頁，往往在主存中也停留得最久，結果它們因變“老”而不得不被置換出去。
FIFO的另一個缺點是，它有一種異常現(xiàn)象，即在增加存儲塊的情況下，反而使缺頁中斷率增加了。當然，導致這種異常現(xiàn)象的頁面走向?qū)嶋H上是很少見的。
現(xiàn)在來看下4塊的情況：
0 1 2 3 2 1 3 2 5 2 3 6 2 1 4 2
【解答】
剛開始內(nèi)存并沒有這個作業(yè)，所以發(fā)生缺頁中斷一次。作業(yè)的0號頁進入內(nèi)存。(1次缺頁中斷)
而頁1又不在內(nèi)存，又發(fā)生缺頁中斷一次。作業(yè)頁1進入內(nèi)存。(2次缺頁中斷)
頁2不在內(nèi)存，發(fā)生缺頁中斷。頁2進入內(nèi)存。 (3次缺頁中斷)
頁3不在內(nèi)存，發(fā)生缺頁中斷。頁3進入內(nèi)存。 (4次缺頁中斷)
接下來調(diào)入頁2，頁1，頁3，頁2。由于都在內(nèi)存中，并不發(fā)生缺頁中斷。
頁5不在內(nèi)存，發(fā)生缺頁中斷。頁5進入內(nèi)存，頁5置換頁0。 (5次缺頁中斷)
接下來調(diào)入頁2，頁3。由于都在內(nèi)存中，并不發(fā)生缺頁中斷。
頁6不在內(nèi)存，發(fā)生缺頁中斷。頁6進入內(nèi)存。頁6置換頁1。 (6次缺頁中斷)
頁2在內(nèi)存，不發(fā)生缺頁中斷。
頁1不在內(nèi)存(在發(fā)生第6次缺頁中斷時被置換了)，發(fā)生缺頁中斷。
頁1進入內(nèi)存，頁2被置換。 (7次缺頁中斷)
頁4置換頁3，頁4進入內(nèi)存。 (8次缺頁中斷)
現(xiàn)在調(diào)入頁2，但頁2在發(fā)生第7次缺頁中斷時被置換掉了。
現(xiàn)在頁2進入內(nèi)存，其置換頁5。(因為這個時候是頁5最先進入內(nèi)存。)(9次缺頁中斷)
2 最優(yōu)置換算法（OPT）
最優(yōu)置換（Optimal Replacement）是在理論上提出的一種算法。其實質(zhì)是：當調(diào)入新的一頁而必須預先置換某個老頁時，所選擇的老頁應是將來不再被使用，或者是在最遠的將來才被訪問。采用這種頁面置換算法，保證有最少的缺頁率。
但是最優(yōu)頁面置換算法的實現(xiàn)是困難的，因為它需要人們預先就知道一個進程整個運行過程中頁面走向的全部情況。不過，這個算法可用來衡量（如通過模擬實驗分析或理論分析）其他算法的優(yōu)劣。
用最佳頁面置換法計算缺頁次數(shù)
6 5 4 3 5 4 3 6 5 4 5
－－－－－－－－－－－
6 6 6 3 3 3 3 6 6 6 6
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
4 4 4 4 4 4 4 4 4
僅僅第四列3和第八列6處,缺頁.
第四列處:
opt算法中，頁面發(fā)生沖突時，被替換的頁面是未來訪問最靠后的頁面。
例子中，第4列處，6的再次訪問最靠后，因而6被替換。
之后，第8列處，3被替換是因為3，4，5中未來被訪問的頁是4，5。
所以，3被替換。
3 最久未使用算法（LRU）
FIFO算法和OPT算法之間的主要差別是，F(xiàn)IFO算法利用頁面進入內(nèi)存后的時間長短作為置換依據(jù)，而OPT算法的依據(jù)是將來使用頁面的時間。如果以最近的過去作為不久將來的近似，那么就可以把過去最長一段時間里不曾被使用的頁面置換掉。它的實質(zhì)是，當需要置換一頁時，選擇在最近一段時間里最久沒有使用過的頁面予以置換。這種算法就稱為最久未使用算法（Least Recently Used，LRU）。
LRU算法是與每個頁面最后使用的時間有關的。當必須置換一個頁面時，LRU算法選擇過去一段時間里最久未被使用的頁面。
LRU算法是經(jīng)常采用的頁面置換算法，并被認為是相當好的，但是存在如何實現(xiàn)它的問題。LRU算法需要實際硬件的支持。其問題是怎么確定最后使用時間的順序，對此有兩種可行的辦法：
（1）計數(shù)器。最簡單的情況是使每個頁表項對應一個使用時間字段，并給CPU增加一個邏輯時鐘或計數(shù)器。每次存儲訪問，該時鐘都加1。每當訪問一個頁面時，時鐘寄存器的內(nèi)容就被復制到相應頁表項的使用時間字段中。這樣我們就可以始終保留著每個頁面最后訪問的“時間”。在置換頁面時，選擇該時間值最小的頁面。這樣做，不僅要查頁表，而且當頁表改變時（因CPU調(diào)度）要維護這個頁表中的時間，還要考慮到時鐘值溢出的問題。
（2）棧。用一個棧保留頁號。每當訪問一個頁面時，就把它從棧中取出放在棧頂上。這樣一來，棧頂總是放有目前使用最多的頁，而棧底放著目前最少使用的頁。由于要從棧的中間移走一項，所以要用具有頭尾指針的雙向鏈連起來。在最壞的情況下，移走一頁并把它放在棧頂上需要改動6個指針。每次修改都要有開銷，但需要置換哪個頁面卻可直接得到，用不著查找，因為尾指針指向棧底，其中有被置換頁。
因?qū)崿F(xiàn)LRU算法必須有大量硬件支持，還需要一定的軟件開銷。所以實際實現(xiàn)的都是一種簡單有效的LRU近似算法。
一種LRU近似算法是最近未使用算法（Not Recently Used，NUR）。它在存儲分塊表的每一表項中增加一個引用位，操作系統(tǒng)定期地將它們置為0。當某一頁被訪問時，由硬件將該位置1。過一段時間后，通過檢查這些位可以確定哪些頁使用過，哪些頁自上次置0后還未使用過。就可把該位是0的頁淘汰出去，因為在最近一段時間里它未被訪問過。
4 第二次機會算法（SCR）
第二次機會算法的基本思想是與FIFO相同的，但是有所改進，避免把經(jīng)常使用的頁面置換出去。當選擇置換頁面時，檢查它的訪問位。如果是0，就淘汰這頁；如果訪問位是1，就給它第二次機會，并選擇下一個FIFO頁面。當一個頁面得到第二次機會時，它的訪問位就清為0，它的到達時間就置為當前時間。如果該頁在此期間被訪問過，則訪問位置1。這樣給了第二次機會的頁面將不被淘汰，直至所有其他頁面被淘汰過（或者也給了第二次機會）。因此，如果一個頁面經(jīng)常使用，它的訪問位總保持為1，它就從來不會被淘汰出去。
第二次機會算法可視為一個環(huán)形隊列。用一個指針指示哪一頁是下面要淘汰的。當需要一個存儲塊時，指針就前進，直至找到訪問位是0的頁。隨著指針的前進，把訪問位就清為0。在最壞的情況下，所有的訪問位都是1，指針要通過整個隊列一周，每個頁都給第二次機會。這時就退化成FIFO算法了。
頁面置換算法還有很多變種，如考慮到被置換頁是否修改過、按FIFO算法選中的頁正在使用等情況，都需要硬件、軟件協(xié)同實現(xiàn)。