操作系统课件os04存储管理.pptx

操作系统

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请求分页中的硬件支持页表机制状态位P：用于指示该页是否已调入内存。供程序访问时参考。访问字段A：供选择换出页面时参考。用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或记录本页最近已有多长时间未被访问。4.7请求分页存储管理方式

请求分页中的硬件支持页表机制修改位M：供置换页面时参考。表示该页在调入内存后是否被修改过。外存地址用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号供调入该页时参考。4.7请求分页存储管理方式

在请求分页系统中，每当所要访问的页面不在内存时，便产生一缺页中断，请求OS将所缺之页调入内存。缺页中断同样需要经历：保护CPU环境分析中断原因转入缺页中断处理程序进行处理恢复CPU环境122．缺页中断机构

如：在执行一条指令1COPYATOB时，可能要产生6次缺页中断：指令本身跨了两个页面A和B又分别各是一个数据块，也都跨了两个页面。2多次缺页中断的指令

缺页中断缺页中断与一般的中断区别：缺页中断是在指令执行期间产生和处理中断信号。一般中断都是在CPU一条指令执行完后，才检查是否有中断请求到达。一指令在执行期间，可产生多次缺页中断。系统中硬件机构应能保存多次中断时的状态，并保证最后返回到中断前产生缺页中断的指令处继续执行。

3．地址变换机构

最小物理块数是指能保证进程正常运行所需的最小物理块数。01物理块分配算法03物理块的分配策略02内存分配策略和分配算法

当系统为进程分配的物理块数少于此值时，进程将无法运行。进程应获得的最少物理块数与计算机的硬件结构有关，取决于指令的格式、功能和寻址方式。对于某些功能较强的机器，其指令长度可能是两个或多于两个字节。对于这种机器，至少要为每个进程分配6个物理块，以装入6个页面。最小物理块数

可变分配局部置换固定分配局部置换内存分配策略：固定分配可变分配置换策略全局置换局部置换可变分配全局置换物理块的分配策略

将系统中所有可供分配的物理块平均分配给各个进程平均分配算法根据进程的大小按比例分配物理块的算法。按比例分配算法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。考虑优先权的分配算法3．物理块分配算法

可采用一种以预测为基础的预调页策略将那些预计在不久之后便会被访问的页面预先调入内存主要用于进程的首次调入时，由程序员指出应该先调入哪些页。预调页策略01若发现其所在的页面不在内存，便立即提出请求，由OS将其所需页面调入内存。在目前的虚拟存储器中大多采用此策略。请求调页策略02调页策略

通常可保证获得最低的缺页率。该算法是无法实现的1先进先出页面替换算法FIFO2最近最久未使用置换算法LRU3时钟页面替换算法44.8页面置换算法最佳页面替换算法OPT

如果作业p在运行中成功的访问次数为s，不成功的访问次数为F，则总的访问次数Ａ为：A=s+F缺页中断率：f=F/A。0201缺页率(缺页中断率)

最佳替换算法OPT所淘汰的页应该是：以后不再访问的页或在最长（未来）时间内不再访问的页。发生了5次页面置换，缺页次数=8；缺页率=8/1770177222200040333701203042303212112001

先进先出页面替换算法基于程序总是按线性顺序来访问物理空间这一假设。淘汰最先调入主存的页，或在主存中驻留时间最长的页。只需把一个进程已调入内存的页面，按先后次序链接成一个队列，并设置一个指针，它总是指向最老的页面70224770123001230423032403701203042303211130发生了8次页面置换，缺页次数=11；缺页率=11/14最老的页

该算法的主要出发点是：用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似如果某页被访问了，则它可能马上还要被访问。当需要淘汰某一页时，选择离当前时间最近的一段时间内最久没有使用过的页先淘汰。或者反过来说，如果某页很长时间未被访问，则它在最近一段时间也不会被访问。最近最久未使用页面替换算法LRU

2．硬件支持须有寄存器或栈的支持：1)寄存器须为每个在内存中的页面配置一个移位寄存器：进程访问某物理块时，先将寄存器的Rn－1位设成1。定时信号将每隔一定时间将寄存器右移一位。若将n位寄存器的数看做是一整数，那么，具有最小数值的寄存器所对应的页面，就是最近最久未使用的页面。R