第六章虚拟存储器﹝5﹞.ppt

第六章虚拟存储器 以CPU时间和外存空间换取昂贵内存空间，这是操作系统中的资源转换技术 6.1虚拟存储器的基本概念 6.2 请求分页存储管理方式 6.3 页面置换算法 6.1虚拟存储器的基本概念 一、程序局部性原理 时间局部性 一条指令被执行了，则在不久的将来它可能再被执行 空间局部性 若某一存储单元被使用，则在一定时间内，与该存储单元相邻的单元可能被使用 6.2 请求分页存储管理方式 1、基本思想 在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入几个或零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其它页面；当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，则根据某种算法淘汰某个页面，以便装入新的页面 2、页表表项 页号、内存块号、驻留位、外存地址、访问位、修改位 驻留位（中断位）：表示该页是在内存还是在外存 访问位：根据访问位来决定淘汰哪页（由不同的算法决定） 修改位：查看此页是否在内存中被修改过 3、缺页中断（Page Fault）处理 在地址映射过程中，在页表中发现所要访问的页不在内存，则产生缺页中断。操作系统接到此中断信号后，就调出缺页中断处理程序，根据页表中给出的外存地址，准备将该页调入内存 此时应将缺页的进程挂起（调页完成唤醒） 如果内存中有空闲块，则分配一个块，将要调入的页装入该块，并修改页表中相应页表项目的驻留位及相应的内存块号 若此时内存中没有空闲块，则要淘汰某页（若被淘汰页在内存期间被修改过，则要将其写回外存） 思考 缺页中断同一般中断的区别？ 缺页中断同一般中断都是中断，相同点是： 保护现场 中断处理 恢复现场 不同点： 一般中断是一条指令完成后中断，缺页中断是一条指令执行时中断 一条指令执行时可能产生多个缺页中断。如指令可能访问多个内存地址，这些地址在不同的页中。 6.3 页面置换算法 先进先出页面淘汰算法（FIFO） 选择在内存中驻留时间最长的页并淘汰之 理想淘汰算法—最佳页面算法（OPT） 淘汰以后不再需要的或最远的将来才会用到的页面 最近最久未使用页面淘汰算法（LRU） 选择最后一次访问时间距离当前时间最长的一页并淘汰之 即淘汰没有使用的时间最长的页 实现代价很高 软件方法或硬件方法 例1 某程序在内存中分配三个块，访问页的走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，按FIFO、 LRU、OPT算法分别计算缺页次数 假设开始时所有页均不在内存 练习 某程序在内存中分配四个块，访问页的走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，按LRU、OPT算法分别计算缺页次数 假设开始时所有页均不在内存 LRU 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 页1 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 页2 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 页3 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 页4 4 3 2 1 1 1 5 4 3 x x x x ? ? x ? ? x x x 共缺页中断8次 OPT 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 页1 4 3 2 1 1 1 5 5 5 5 1 1 页2 4 3 2 2 2 2 2 2 2 5 5 页3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 页4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 x x x x ? ? x ? ? ? x ? 共缺页中断6次 练习 程序编制方法1： for j:=1 to 128 for i:=1 to 128 A[i,j]:=0; 程序编制方法2： for i:=1 to 128 for j:=1 to 128 A[i,j]:=0; 解 习题解答 5-15 分页存储管理中，信息的共享和保护有以下缺点： 共享和保护的单位要对应多个页表表目 可能共享不该共享的内容 6-9： 作业 1、某程序在内存中分配3块内存，初始为空，访问页的走向为2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2，用FIFO和LRU算法分别计算缺页次数 FIFO 2 3 2 1 5 2 4 5