存储器管理课件.ppt

1.常規記憶體管理方式的特徵一次性駐留性

4.5.1虛擬記憶體的引入2.局部性原理指程式在執行過程中的一個較短時期，所執行的指令地址和指令的運算元地址，分別局限於一定區域。具體表現在以下幾方面：程式在執行時，大部分是順序執行的指令，少部分是轉移和過程調用指令。過程調用的嵌套深度一般不超過5，因此執行的範圍不超過這組嵌套的過程。程式中存在相當多的迴圈結構，它們由少量指令組成，而被多次執行。程式中存在相當多對一定數據結構的操作，如數組操作，往往局限在較小範圍內。還可以表現為：時間局部性，即一條指令的一次執行和下次執行，一個數據的一次訪問和下次訪問都集中在一個較短時期內；空間局部性，即當前指令和鄰近的幾條指令，當前訪問的數據和鄰近的數據都集中在一個較社區域內。

基於程式局部性原理，就沒有必要把一個作業一次性全部裝入記憶體再開始運行。而是可以把程式當前執行所涉及的資訊放入記憶體中，其餘部分可根據需要臨時調入。3.虛擬記憶體的定義是指具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對內存容量加以擴充的一種記憶體系統。4.5.2虛擬記憶體的實現方法1.分頁請求系統在分頁系統的基礎上，增加了請求調頁功能、頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統。2.請求分段系統在分段系統的基礎上，增加了請求調段功能、分段置換功能所形成的段式虛擬存儲系統。4.5.3虛擬記憶體的特徵多次性（虛擬記憶體最重要的特徵） 指一個作業被分成多次調入記憶體運行。對換性指允許在作業的運行過程中進行換進、換出。虛擬性（實現虛擬記憶體的主要目的）指能夠從邏輯上擴充記憶體容量。三個特徵中，虛擬性以多次性、對換性為基礎，而多次性、對換性必須建立在離散分配的基礎上。4.6請求分頁存儲管理方式是指在分頁系統的基礎上，增加了請求調頁功能、頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統。頁表項：頁號、物理塊號、狀態位、訪問位、修改位、外存地址。 狀態位：表示該頁是在內存還是在外存；訪問位：根據訪問位來決定淘汰哪頁（由不同的演算法決定）；修改位：查看此頁是否在內存中被修改過；外存地址：用於指出該頁在外存上的地址，通常是物理塊號，供調入該頁時參考。頁號物理塊號狀態位外存地址訪問位修改位4.6.1請求分頁中的硬體支持1.頁表機制2.缺頁中斷機構在地址映射過程中，在頁表中發現所要訪問的頁不在內存，則產生缺頁中斷。操作系統接到此中斷信號後，就調出缺頁中斷處理程式，根據頁表中給出的外存地址，準備將該頁調入記憶體。此時應將缺頁的進程掛起（調頁完成後喚醒）。如果記憶體中有空閑塊，則分配一個塊，將要調入的頁裝入該塊，並修改頁表中相應頁表專案的狀態位及相應的物理塊號。若此時記憶體中沒有空閒塊，則要淘汰某頁（若被淘汰頁在內存期間被修改過，則要將其寫回外存）。缺頁中斷與一般中斷的比較：相同點：缺頁中斷同一般中斷都是中斷，都需要保護現場、中斷處理、恢復現場。不同點：一般中斷是一條指令完成後中斷，缺頁中斷是一條指令執行時中斷；一條指令執行時可能產生多個缺頁中斷。例如一條指令可能訪問多個記憶體地址，這些地址在不同的頁中。將產生6次缺頁中斷例：COPYATOB頁面B：A：654321指令copyATOB3.地址變換機構注意：頁大小的選擇太大：浪費；太小：頁表過長；頁的大小是2K，通常為512B-5KB。例：如圖，作業1有2頁分別裝入記憶體的第5、6塊；作業2有3頁裝入記憶體的第2、4、7塊；作業3有1頁裝入記憶體的第8塊。4.3.2地址變換機構基本任務：邏輯地址?物理地址。由於頁面和物理塊大小相同，他們的地址是一一對應的，無需變換。所以地址變換實際上只是將邏輯地址中的頁號，轉換為記憶體中的物理塊號，這一任務是由頁表來完成的。即：頁號?頁表?存儲塊號b，與頁內地址w合成，形成物理地址。1.基本的地址變換機構頁表長度（5）頁表始址頁內地址w頁號（3）wbb01234頁表寄存器邏輯地址頁表物理地址塊號頁號＋越界中斷例：在採用頁式存儲管理的系統中，某作業J的邏輯地址空間為4頁（每頁2048位元組），且已知該作業的頁面映像表（即頁表）如右圖，試借助地址變換圖（要求畫出地址變換圖）求出有效邏輯地址4865所對應的物理地址。 頁號塊號02142638頁表長度頁表始址頁內地址頁號7696頁表寄存器邏