第六章 操作系统引论
6.1 虚拟存储器的基本概念
6.2 请求页式存储管理方式
6.3 页面置换算法
6.4 请求分页系统的性能分析
6.5 请求分段存储管理方式
6.1 虚拟存储器的基本概念
1.虚拟存储器的引入:
⑴虚拟存储器的设想(基本原理):当成需要运行时,不是讲它的全部信息装入主存,而是将其中一部分装入主存,另外一部分暂时留在辅存中,程序运行到不在主存的信息时再设法将它们装入主存,保证程序的正常运行。
⑵局部性原理
①程序中有些部分是彼此互斥的,不是每次运行时都能执行到;
②程序执行的时间局部性
③程序执行的空间局部性
⑶虚拟存储器的定义
2.虚拟存储器的实现方式:
⑴分页请求系统
⑵请求分段系统
3.虚拟存储器的特征:
离散性、多次性、对换性、虚拟性
4.实现虚拟存储器必须解决的问题:
5.虚拟存储器并非无限大,限制条件有
⑴外部存储器大小
⑵指令中地址场长度的限制
6.2 请求页式存储管理方式
1.请求分页中的硬件支持
⑴页表机制
⑵缺页中断机构
⑶地址变换机构
2.页面分配
⑴最小物理块数
⑵页面分配和置换策略
①固定分配局部置换
②可变分配全局置换
③可变分配局部置换
⑶分配算法
①平均分配算法
②按比例分配算法
③考虑优先权的分配算法
3.页面调入策略
⑴何时调入页面
预掉页策略、请求调页策略
⑵从何调入页面
⑶页面调入过程
6.3 页面置换算法
抖动现象
1.最佳置换算法(理想置换算法)
⑴算法:淘汰永不使用的或是在最长时间内不再被访问的页
⑵无实现价值,作为其它算法的衡量标准
2.先进现出置换算法:
⑴算法:淘汰最先进出主存的页
⑵性能差、有异常现象(belady现象)
举例:设进程有5页,访问顺序:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5,分3块主存块和4块主存块时。
3.最近最久未使用(LRU)算法
⑴算法:淘汰最近最久未使用的页
⑵硬件支持(实现方法)
寄存器、栈
⑶特点:软件实现:系统“非生产性”开销过大;
硬件实现:增大成本
4.Clock置换算法(LRU算法的近似实现)
⑴简单的Clock置换算法
⑵改进型Clock置换算法
5.最少使用(LFU)置换算法
淘汰最近使用次数最少的页
6.页面缓冲置换算法
6.4 请求分页系统的性能分析
1.缺页中断率对有效访问时间的影响
影响缺页中断率的因素:
分配给程序的主存块数;
页面的大小;
程序本身的编制方法;
页面置换算法。
2.工作集
3.抖动产生的原因和预防方法
⑴抖动产生的原因
⑵抖动的预防
①采取局部置换策略
②在CPU调度程序中引入工作集算法
③L=S准则
④挂起若干进程
6.5 请求分段存储管理方式
1.请求分段中的硬件支持
⑴段表机制
⑵缺段中断机构
⑶地址变换机构
2.分段共享与保护
⑴共享段
共享进程计数、存取控制字段、段号
⑵共享段的分配与回收
⑶分段保护
越界检查、存取控制检查、环保护机构