操作系统（ppt课件）os8.ppt

* 7.4.2 页式地址变换 四、采用相应技术加快页表的查询速度  采用寄存器做页表的典型是早期的UNIX系统（PDP－11系统计算机上）中，地址映射机构中就有两套页表机构，叫做页地址映射寄存器组，一套用于核心态，另一套用于用户态。每组有8对寄存器，每对寄存器中有一个地址寄存器和一个说明寄存器，地址寄存器中存放相应页在内存的首地址，说明寄存器中存放对应页的大小，访问方式，存储保护等方面的信息。 * 7.4.3 请调策略 一、问题的提出 在页式存储管理提高了内存的利用效率，但并不为用户提供虚存，换句话说，当一个用户程序的页数大于当前总空闲内存块数时，系统就不能将该程序装入运行。即用户程序将受到物理内存大小的限制。为了解决这个问题，人们提出请求分页存储管理技术。 * 7.4.3 请调策略 二、请求分页概念 请求分页技术当一个用户程序要调入内存时，不是将该程序全部装入内存，而是只装入部分页到内存，就可启动程序运行，在运行的过程中，如果发现要运行的程序或要访问数据不在内存，则向系统发出缺页中断请求，系统在处理这个中断时，将在外存相应的页调入内存，该程序继续运行。 * 7.4.3 请调策略 三、请求分页要解决的问题 采用这种技术要解决以下问题： 1、如何发现执行的程序或访问的数据不在内存； 2、程序或数据什么时候调入内存，调入策略； 3、当一些页调入内存时，内存没有空闲内存时，将淘汰哪些页，淘汰策略。 * 7.4.3 请调策略 四、数据结构 为了实现请求分页技术，页表应增加相应的内容，反映该页是否在内存，在外存的位置，在内存的时间的长短等。 中断位：0 表示该页在内存， 1示该页不在内存 引用位：0 表示最近没有进程访问 1示最近有进程访问 修改位：0 该页调入内存后没有修改 1页调入内存后修改过 在请求分页技术中，页表中的页号是不能省略的，为什么？ * 7.4.3 请调策略四、数据结构 * 7.4.3 请调策略 五. 调入策略 1、预调 系统根据作业（进程）运行的情况，预测哪些页将要运行，在其运行之前先行调入内存，这样在程序运行的过程中就不会出现缺页中断。这样方法从表面上看起来很好，但系统无法预计系统中作业的运行情况，难以实现。 2、请调 进程在执行的过程中，发现要执行的程序或处理的数据不在内存，向系统提出调入相应程序的请求，系统响应用户的请求。 * 7.4.4 淘汰策略 一、置换算法 当要索取一页面并送入到全满的内存中时，必须把已在内存中的某一页淘汰掉。用来选择淘汰哪一页的规则叫做置算法。 二、颠簸 * 一、最佳算法 假定程序p共有n页，而系统分配给它的内存只有m块（1≤m≤n），并且以作业在执行的过程中页面置换的频率的高低来衡量算法的优劣。 访问的页在内存，称访问成功，否则为失败。 a=s+f a:访问的总次数 s：访问成功的次数 f：访问失败的次数 7.4.5 几种置换算法 * 7.4.5 几种置换算法 缺页中断率f, = f/a 则有： f’ ＝f(r,m,p） 最佳算法是指对于任何m和p，r:调度算法 有f’＝f(r,m,p）最小。 最佳算法：当要调入一新页而必须淘汰一旧页时，所淘汰的页是以后不再使用的，或者是以后相当长的时间内不会使用的。这种算法是不可能的。 原因？ * 7.4.5 几种置换算法 二、先进先出算法 先进入内存的页，先退出内存。 实质上是淘汰在内存驻留时间最长的页。 其理由是：最早调入内存的页，不再被使用的可能性比近期调入内存的大。 这种算法简单，实现容易。 具体实现的方法留给大家 * 7.4.5 几种置换算法 三、最久未使用淘汰算法（lRU算法） 这种算法的实质：当需要淘汰一页时，选择最长时间未使用的页。 依据的理论是如果某页被访问，它可能马上还要被访问；相反，如果某页长时间未被访问，它可能最近也不可能被访问。 算法的实现（软件）：设置一个活动页面栈，当访问某页时，将此页号压入栈顶，然后，考察栈内是否有与此页面相同的页号，若有则抽出。淘汰一页时，总是从栈底抽出一个页号，它就是最久未使用的。 * 7.4.6 页式系统的存储保护 页式系统的存储保护的方法类似于基址限长存储保护，当地址映射机构分离出页号和页内位移后。 若0≤页号＜用户程序的总页数，则访问合法，否则访问越界。 页式系统的存储保护还包括存取控制。 在页表中增加存取控制位，表示该页的存取控制权限，如r表示可读，w表示可读可写，e表示可执行。 当有一程序访问该页时，系统就按存取控制位设置的权限实施存取控制。 * 7.5 段式系统 一个用户程序往往由几个程序段（主程序、子程序和函数）所组成，当一个程序装入内存时，按段进行分配，每个段的大小是不相等