第五章 虚拟存储器
传统存储器管理特征:(1) 一次性,(2) 驻留性 。
虚拟存储器具有以下三个重要特征:(1) 多次性。(2) 对换性。(3) 虚拟性。
5.1虚拟存储器的实现方法
分页请求系统
1.硬件支持。主要的硬件支持有:
(1) 请求分页的页表机制。:是将用户地址空间中的逻辑地址映射为内存空间中的物理地址。
(2) 缺页中断机构:在指令执行期间产生和处理中断信号。条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。
(3) 地址变换机构:地址变换机构是在分页系统地址变换机构的基础上,为实现虚拟存储器,再增加了某些功能所形成的,如产生和处理缺页中断,以及从内存中换出一页的功能等等。
内存分配策略: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.
页面调入策略:语调页策略,请求调页策略。
2.实现请求分页的软件.
请求分段系统
1.硬件支持.主要的硬件支持有:(1) 请求分段的段表机制。(2) 缺页中断机构。(3) 地址变换机构。
2.软件支持.
分段的共享:1. 共享段表 (1) 共享进程计数count。(2) 存取控制字段。(3) 段号。
分段保护:1) 越界检查 2) 存取控制检查 3) 环保护机构。
5.2分页请求系统的页面置换算法
1.最佳(Optimal)置换算法:其所选择的被淘汰页面将是以后永不使用的,或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。采用最佳置换算法通常可保证获得最低的缺页率。
2.先进先出(FIFO)页面置换算法。
3.最近最久未使用和最少使用置换算法。利用栈来实现最方便。
4.最少使用(Least Frequently Used,LFU)置换算法:应为在内存中的每个页面设置一个移位寄存器,用来记录该页面被访问的频率。
5.**Clock置换算法:**只需为每页设置一位访问位,再将内存中的所有页面都通过链接指针链接成一个循环队列。 改进的Clock算法,添加了一个访问位,一个修改位。
6.页面缓冲算法:
影响页面换进换出效率的若干因素(1) 页面置换算法。(2) 写回磁盘的频率。(3) 读入内存的频率。
页面缓冲算法PBA算法的主要特点是:① 显著地降低了页面换进、换出的频率,使磁盘I/O的操作次数大为减少,因而减少了页面换进、换出的开销;② 正是由于换入换出的开销大幅度减小,才能使其采用一种较简单的置换策略,如先进先出(FIFO)算法,它不需要特殊硬件的支持,实现起来非常简单。1) 空闲页面链表 2) 修改页面链表
5.3抖动与工作集
**抖动:**发生“抖动”的根本原因是,同时在系统中运行的进程太多,由此分配给每一个进程的物理块太少,不能满足进程正常运行的基本要求,因此需要频繁的进行页面的换进换出,导致再等待时间时的CPU利用率急剧下降,这种现象称为抖动。
工作集:某段时间间隔Δ里,进程实际所要访问页面的集合。
“抖动”的预防方法
1.采取局部置换策略。
2.把工作集算法融入到处理机调度中。
3.利用“L=S”准则调节缺页率:其中L是缺页之间的平均时间,S是平均缺页服务时间,即用于置换一个页面所需的时间。
4.选择暂停的进程。
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