1. 页面状态分类

每个页面的状态由两个标志位决定：

• A（Access Bit/访问位）：页面最近是否被访问过（读/写）。
• M（Modify Bit/修改位）：页面是否被修改过（是否为脏页）。

状态组合共有4种类型，按置换优先级从高到低排序：

1. A=0, M=0：未被访问且未被修改（最优淘汰目标）。
2. A=0, M=1：未被访问但被修改（需要写回磁盘）。
3. A=1, M=0：被访问但未被修改（可能再次被访问）。
4. A=1, M=1：被访问且被修改（最不希望淘汰）。

2. 算法执行步骤

当发生缺页中断时，按以下步骤选择淘汰页面：

步骤1：扫描第一轮（寻找A=0, M=0）

• 从当前指针位置开始循环扫描页面。
• 如果找到 A=0且M=0 的页面：
  • 直接淘汰该页面。
  • 更新指针到下一个位置。
  • 结束置换。
• 如果未找到，进入步骤2。

步骤2：扫描第二轮（寻找A=0, M=1）

• 重新从指针位置开始扫描。
• 对扫描过的页面执行操作：
  • 如果 A=1 → 将A位清零（模拟“第二次机会”）。
  • 如果找到 A=0且M=1 的页面：
    • 淘汰该页面。
    • 更新指针到下一个位置。
    • 结束置换。
  • 如果未找到，回到步骤1重新扫描（此时可能有A=0的页面出现）。

3. 算法特点

• 减少I/O开销：优先淘汰未修改（M=0）的页面，避免写回磁盘。
• 近似LRU：通过周期性清零A位，近似实现最近最少使用策略。
• 时间复杂度：最坏情况下需要两轮扫描，但实际效率较高。

4. 示例流程

假设页面链表中页面状态如下（指针初始指向Page1）：

1. 步骤1：寻找A=0, M=0。
   • P1(A=1) → 跳过。
   • P2(A=0, M=1) → 不满足条件。
   • P3(A=0, M=0) → 淘汰P3，置换结束。

若P3不存在：
2. 步骤2：寻找A=0, M=1。

• P1(A=1) → A清零→ A=0。
• P2(A=0, M=1) → 淘汰P2。

5. 对比基本Clock算法

• 基本Clock：仅考虑A位，可能频繁淘汰脏页（M=1），增加I/O开销。
• 改进型Clock：综合A和M位，优先淘汰干净页，系统开销更低。

改进型Clock算法通过权衡访问频率和修改状态，在保证性能的同时优化了置换效率，是实际系统中常用的页面置换策略（如Linux的近似LRU算法）。