蒲晓蓉-操作系统原理第3章全-存储管理详解.ppt

时钟置换算法（续） 当需要进行页面置换时，系统将移动扫描指针，搜索置换范围内的各个页面，以便找到一个U位为0的页面： 如果当前扫描指针所指向的页面的U位为1，那么系统将把该页面的U位设置为0，同时把扫描指针移到下一个位置，继续搜索； 如果当前扫描指针所指向的页面的U位为0，那么系统将把该页面作为被置换页面，同时把扫描指针移到下一个位置，停止搜索。 页6 U = 1 页123 U = 1 页30 U = 0 页616 U = 0 页77 U = 1 页24 U = 1 页110 U = 1 页16 U = 0 页76 U = 0 . . . 0 1 2 3 4 5 6 7 n-1 (b) 用77号页面替换23号页面以后的情况 页6 U = 1 页123 U = 1 页30 U = 1 页616 U = 1 页23 U = 0 页24 U = 1 页110 U = 1 页16 U = 0 页76 U = 0 . . . 0 1 2 3 4 5 6 7 n-1 (a) 当前页面循环队列情况 2* 2* 3* 2* 3* 2* 3* 1* 5* 3 1 5* 2* 1 5* 2* 4* 5* 2* 4* 3* 2 4 3* 2* 4 3* 2 5* 3* 2* 5* 页面引用序列 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 F F F F F F F F 12次页面引用 8次缺页中断（F和F） 5次页面置换（F） 图3.37 采用Clock置换算法的缺页中断与页面置换过程 时钟置换算法的改进 系统把一个页面移出内存时，如果该页面驻留内存期间没有被修改过，那么不必把它写回辅存，否则系统必须把它写回辅存。这表明，换出未修改过的页面比换出被修改过的页面开销小。 显然，我们可以依据上述结论改进CLOCK算法。改进后的CLOCK算法将在置换范围内首选在最近没有被使用过、在驻留内存期间没有被修改过的页面作为被置换页面。 时钟置换算法的改进(续1) 为了改进CLOCK算法，系统将为内存的每个页面配置一个修改位（简称为M位）。 改进后的CLOCK算法在置换范围内选择被置换页面时将同时考虑U位和M位。 一个页面的U位与M位共有四种组合： U=0，M=0：最近没有被使用过，驻留内存期间也没有被修改过； U=1，M=0：最近被使用过，但驻留内存期间没有被修改过； U=0，M=1：最近没有被使用过，但驻留内存期间被修改过； U=1，M=1：最近被使用过，驻留内存期间也被修改过； 时钟置换算法的改进(续2) 改进后的 CLOCK 算法将按下列步骤选择被置换页面： 1、从扫描指针的当前位置开始，搜索 U=0且 M=0 的页面。此次搜索不会修改置换范围内的任何一个页面的U位。若找到第一个U=0且M=0的页面，则把该页面选作被置换页面，终止算法。 2、如果第一步没有成功， 那么扫描指针将回到原位。 再次搜索U=0但M=1的页面。如果遇到U位为1的页面，将其U位修改为0。倘若找到第一个U=0但M=1的页面，将该页面选作被置换页面，终止算法。 3、如果第二步也没有成功， 那么扫描指针将再次回到原位，且置换范围内的所有页面的U位均为0。此时，算法将返回第一步继续执行。 页10 U=1 M=0 页565 U=1 M=1 页20 U=1 M=0 页16 U=1 M=1 页19 U=0 M=0 页566 U=1 M=0 页110 U=1 M=1 页111 U=0 M=1 页112 U=0 M=1 . . . 0 1 2 3 4 5 6 7 n-1 图3.38 改进型clock算法：页面置换之前的情形 页面清除策略 页面清除是指，将由页面置换算法选择的被修改的置换页面保存到外存。 页面清除策略需要决定系统何时把一个被置换页面写回外存。 最直接的页面清除时机是，只有当一个页被选中作为置换页时，才被写回外存，称之为请求清除策略。 若被选中的置换页面自进入内存以来被修改过，则需要首先将该页面内容写回外存保存起来，然后，装入进程需要的新页内容。 可见，采用请求清除策略时，写出一个被修改过的页面与读入一个新页的操作是成对出现的，而且，写出操作先于读入操作。 所以，当正在执行的进程发生缺页中断时，需要阻塞等待一个页面的写出和另一个页面的读入，这可能降低处理机的使用效率。 图3.31 虚拟存储分段系统中的缺段中断的处理过程 换出一个或几个段 形成一个