Page Replacement Algorithms in Hindi – Operating System

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इस पोस्ट में Page Replacement Algorithms in Hindi – Operating System के बारे में पूरी जानकारी आसान हिंदी भाषा में समझाई गई है। यदि आप इस टॉपिक के बारे में जानना चाहते हैं, तो इस पोस्ट को पूरा जरूर पढ़ें।

परिचय (Introduction)

Virtual Memory system में जब किसी process को नया page चाहिए होता है और physical memory (RAM) full होती है, तब OS को यह decide करना पड़ता है कि कौन‑सा page remove किया जाए। इसी decision process को Page Replacement Algorithm कहा जाता है।

Page Replacement Algorithms OS के memory management का core part हैं और system performance पर सीधा असर डालते हैं।


Page Replacement Algorithm क्या है?

Page Replacement Algorithm वह technique है जिसकी मदद से Operating System यह तय करता है कि memory से कौन‑सा page हटाया जाए ताकि नया page load किया जा सके।

Featured Snippet Definition:
Page Replacement Algorithm एक memory management technique है जो page fault होने पर यह decide करती है कि RAM से कौन‑सा page replace किया जाए।

Page Replacement Algorithms

Page Replacement की आवश्यकता क्यों होती है?

  • RAM limited होती है
  • Virtual memory large होती है
  • Page fault handle करने के लिए
  • System performance improve करने के लिए

Page Fault क्या है?

जब कोई process ऐसे page को access करती है जो main memory में मौजूद नहीं होता, तो उसे Page Fault कहते हैं।

Page fault आने पर:

  1. OS page replacement algorithm run करता है
  2. Victim page select किया जाता है
  3. New page RAM में load होता है

Page Replacement Algorithms के प्रकार

1. FIFO (First In First Out)

  • सबसे पहले load हुआ page सबसे पहले remove होता है
  • Simple लेकिन efficient नहीं

Disadvantage: Belady’s Anomaly

Page String: 2, 3, 4, 1, 7, 4, 2, 5, 7, 1 FRAME 2 3 4 1 7 4 2 5 7 1 1 2 3 222 344 177 2 334 117 225 417 725 51 + + + + + * + + * + + = Page Fault  * = Page Hit

2. Optimal Page Replacement

  • Future में जो page सबसे देर से use होगा, उसे remove करता है
  • Best performance देता है
  • Practically implement करना मुश्किल
Example – Page String: 2, 3, 1, 5, 3, 4, 7, 2, 5, 4 FRAME 2 3 1 5 3 4 7 2 5 4 1 2 3 222 222 222 4 333 347 775 155 555 57 + + + + * + + * * + + = Page Fault  * = Page Hit

3. LRU (Least Recently Used)

  • जो page सबसे ज्यादा समय से use नहीं हुआ, उसे replace करता है
  • FIFO से बेहतर performance
Example – Page String: 1, 2, 1, 3, 5, 2, 0, 3, 1, 5 FRAME 1 2 1 3 5 2 0 3 1 5 1 2 3 111 112 222 2 222 555 311 333 000 5 + + * + + + + + + + + = Page Fault  * = Page Hit

4. LFU (Least Frequently Used)

  • जो page सबसे कम बार use हुआ, उसे remove करता है
  • Frequency count maintain करना पड़ता है
Example String: 5, 2, 4, 3, 2, 1, 4, 0, 3, 1 FRAME 5 2 4 3 2 1 4 0 3 1 1 2 3 5 5 5 3 3 3 4 4 4 1 2 2 2 2 2 2 0 0 0 4 4 4 1 1 1 3 3 + + + + * + + + + + + = Page Fault  * = Page Hit

5. Second Chance Algorithm

  • FIFO का improved version
  • Reference bit का use करता है
Example – Second Chance Page Replacement String: 1, 3, 1, 2, 5, 1, 4, 5, 3, 1 FRAME 1 3 1 2 5 1 4 5 3 1 1 2 3 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 3 0 3 0 3 0 3 0 3 0 5 0 5 0 5 1 5 0 5 0 5 0 2 0 2 0 2 0 4 0 4 0 4 0 1 + + * + + * + * + + Format: (Reference Bit, Page Number)  + = Page Fault  * = Page Hit

Page Replacement Algorithms की तुलना

AlgorithmPerformanceComplexityPractical Use
FIFOLowVery LowRare
OptimalBestHighTheoretical
LRUGoodMediumWidely Used
LFUMediumHighLimited
Second ChanceBetterMediumPractical

Real-Life Example

Bookshelf को consider करें:

  • Limited space
  • नई book लाने के लिए पुरानी book हटानी पड़ती है
  • LRU = जो book सबसे पहले पढ़ी गई थी, वही हटे

Advantages

  • Efficient memory utilization
  • Page faults reduce होते हैं
  • System performance improve होता है

Disadvantages

  • Implementation overhead
  • Wrong selection से performance degrade

FAQs – Page Replacement Algorithm

सबसे best page replacement algorithm कौन‑सा है?

Theoretically Optimal best है, practically LRU सबसे ज्यादा use होता है।

FIFO में problem क्या है?

Belady’s anomaly

क्योंकि यह real program behavior के करीब होता है।


निष्कर्ष (Conclusion)

Page Replacement Algorithms OS के memory management को efficient बनाते हैं। सही algorithm का चयन system speed, performance और user experience को काफी बेहतर बनाता है।


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