2012第四章 存储器管理二.pptx

第四章 存储器管理（二）;第四章 存储器管理 ;4.6 虚拟存储器的基本概念 ;4.6.1 虚拟存储器的引入 ;2. 局部性原理 ; 局限性又表现在下述两个方面：;基于局部性原理：;3. 虚拟存储器定义 ;地址空间;X;;4.6.2 虚拟存储器的实现方法 ;1. 分页请求系统 ;2. 请求分段系统 ;4.5.3 虚拟存储器的特征 ;第四章 存储器管理 ;4.7.1 请求分页中的硬件支持 ;问题一：怎样发现页不在内存？;1. 页表机制 ;缺页中断管理！;2. 缺页中断机构 ; 处理过程：保护CPU现场、分析中断原因、 转入缺页中断处理程序、恢复CPU环境。 特点 缺页中断发生在指令执行期间，而通常情况下，CPU是在一条指令执行完后，才检查是否有中断请求到达； 一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断。;图 4-23 涉及6次缺页中断的指令 ;问题三：缺页中断，调入所缺页，如果内存不足，选一页淘汰，选择哪一页呢？;页号 ;问题四：如何实现地址变换？;3. 地址变换机构 ;在地址变换时，首先检索快表，试图从中找到要访问的页。如找到，修改其访问位。对于“写”指令，还要设置修改位的值。如未找到，则转3。 利用页表项中的物理块号和页内地址，形成物理地址。 查找页表，找到页表项后，判断其状态位P，查看该页是否在内存中。如果在，则将该页写入快表（若快表已满，则应该先调出某个或某些页表项）。如果不在，则产生缺页中断，由OS从外存将该页调入内存。 ;;;4.7.2 内存分配策略和分配算法 ;4.7.2 内存分配策略和分配算法 ;在请求分页中，可采取两种分配策略，即固定和可变分配策略。在进行置换时，也可采取两种策略，即全局置换和局部置换（置换范围不同）。于是组合出三种适用的策略： ;1、固定分配局部置换;2、可变分配全局置换;思路 系统根据缺页率动态调整各进程占有的物理块数目，使其保持在一个比较低的缺页率状态下。 特点 使大部分进程可以达到比较近似的性能。 ;在采用固定分配策略时，可使用下列方法来分配： 1、平均分配算法：将系统中所有可供分配的物理块，平均分配给各个进程。 2、按比例分配算法：按照进程的大小比例分配物理块。 3、考虑优先权的分配算法：为了对于紧迫的作业，能够尽快完成。可以将内存的物理块分成两部分，一部分按照比例分配给各进程，另一部分根据进程优先级，适当增加其相应的份额，分配给各进程。; 1) 平均分配算法 这是将系统中所有可供分配的物理块，平均分配给各个进程。 例如，当系统中有100个物理块，有5个进程在运行时，每个进程可分得20个物理块。这种方式貌似公平，但实际上是不公平的，因为它未考虑到各进程本身的大小。如有一个进程其大小为200页，只分配给它20个块，这样，它必然会有很高的缺页率；而另一个进程只有10页，却有10个物理块闲置未用。 ; 2) 按比例分配算法 这是根据进程的大小按比例分配物理块的算法。如果系统中共有n个进程，每个进程的页面数为Si，则系统中各进程页面数的总和为： 又假定系统中可用的物理块总数为m，则每个进程所能分到的物理块数为bi，将有： b应该取整，它必须大于最小物理块数。 ; 3) 考虑优先权的分配算法 在实际应用中，为了照顾到重要的、紧迫的作业能尽快地完成， 应为它分配较多的内存空间。通常采取的方法是把内存中可供分配的所有物理块分成两部分：一部分按比例地分配给各进程；另一部分则根据各进程的优先权，适当地增加其相应份额后，分配给各进程。在有的系统中，如重要的实时控制系统，则可能是完全按优先权来为各进程分配其物理块的。 ;4.7.3 调页策略 ;2. 从何处调入页面 ; 3. 页面调入过程; ;第四章 存储器管理 ;4.8 页面置换算法 ;系统抖动：内外存交换频繁使效率下降(导致系统效率急剧下降的主、辅存之间的频繁转换现象);几种页面置换算法:;1. 最佳置换算法; 例、假定系统为某进程分配了三个物理块， 并考虑有以下的页面号引用串： 7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1 进程运行时， 先将7，0，1三个页面装入内存。 以后， 当进程要访问页面2时， 将会产生缺页中断。此时OS根据最佳置换算法，将选择页面7予以淘汰。 ;2. 先进先出(FIFO)页面置换算法 ;图 4-26 利用FIFO置换算法时的置换图 ; 例：某