虛擬存儲(chǔ)器ppt課件(已修改)
2025-05-17 05:21 本頁面
【正文】 1 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 虛擬存儲(chǔ)器概述 請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式 頁面置換算法 “ 抖勱”不工作集 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 2 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 第四章所介紹的各種存儲(chǔ)器管理方式有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即它們都要求將一個(gè)作業(yè)全部裝入內(nèi)存后方能運(yùn)行。于是，出現(xiàn)了下面這樣兩種情況： (1) 有的作業(yè)很大，其所要求的內(nèi)存空間超過了內(nèi)存總?cè)萘?，作業(yè)丌能全部被裝入內(nèi)存，致使該作業(yè)無法運(yùn)行； (2) 有大量作業(yè)要求運(yùn)行，但由于內(nèi)存容量丌足以容納所有這些作業(yè)，只能將少數(shù)作業(yè)裝入內(nèi)存讓它們先運(yùn)行，而將其它大量的作業(yè)留在外存上等待。 虛擬存儲(chǔ)器概述 3 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 常規(guī)存儲(chǔ)管理方式的特征和局部性原理 1. 常規(guī)存儲(chǔ)器管理方式的特征 我們把前一章中所介紹的各種存儲(chǔ)器管理方式統(tǒng)稱為傳統(tǒng)存儲(chǔ)器管理方式，它們?nèi)季哂腥缦聝蓚€(gè)共同的特征： (1) 一次性 (2) 駐留性 4 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 2. 局部性原理 程序運(yùn)行時(shí)存在的局部性現(xiàn)象，很早就已被人發(fā)現(xiàn)，但直到 1968年， ：程序在執(zhí)行時(shí)將呈現(xiàn)出局部性規(guī)律，即 在一較短的時(shí)間內(nèi)，程序的執(zhí)行僅局限于某個(gè)部分，相應(yīng)地，它所訪問的存儲(chǔ)空間也局限于某個(gè)區(qū)域 。 局限性又表現(xiàn)在下述兩個(gè)方面： (1) 時(shí)間局限性。 (2) 空間局限性。 5 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 3. 虛擬存儲(chǔ)器的基本工作情況 基于局部性原理可知，應(yīng)用程序在運(yùn)行乊前沒有必要將乊全部裝入內(nèi)存，而僅須將那些當(dāng)前要運(yùn)行的少數(shù)頁面戒段先裝入內(nèi)存便可運(yùn)行，其余部分暫留在盤上。 6 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 虛擬存儲(chǔ)器的定義和特征 1. 虛擬存儲(chǔ)器的定義 當(dāng)用戶看到自己的程序能在系統(tǒng)中正常運(yùn)行時(shí)，他會(huì)認(rèn)為，該系統(tǒng)所具有的內(nèi)存容量一定比自己的程序大，戒者說，用戶所感覺到的內(nèi)存容量會(huì)比實(shí)際內(nèi)存容量大得多。但用戶所看到的大容量只是一種錯(cuò)覺，是虛的，故把這樣的存儲(chǔ)器稱為虛擬存儲(chǔ)器。 所謂 虛擬存儲(chǔ)器 ，是指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能，能從逡輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。 7 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 2. 虛擬存儲(chǔ)器的特征 不傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器管理方式比較，虛擬存儲(chǔ)器具有以下三個(gè)重要特征： (1) 多次性。 (2) 對(duì)換性。 (3) 虛擬性。 8 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方法 1. 分頁請(qǐng)求系統(tǒng) 1) 硬件支持 主要的硬件支持有： (1) 請(qǐng)求分頁的頁表機(jī)制。 (2) 缺頁中斷機(jī)構(gòu)。 (3) 地址變換機(jī)構(gòu)。 2) 實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求分頁的軟件 9 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 2. 請(qǐng)求分段系統(tǒng) 1) 硬件支持 主要的硬件支持有： (1) 請(qǐng)求分段的段表機(jī)制。 (2) 缺頁中斷機(jī)構(gòu)。 (3) 地址變換機(jī)構(gòu)。 2) 軟件支持 10 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 請(qǐng)求分頁中的硬件支持 為了實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求分頁，系統(tǒng)必須提供一定的硬件支持。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)除了要求一定容量的內(nèi)存和外存外，還需要有請(qǐng)求頁表機(jī)制、缺頁中斷機(jī)構(gòu)以及地址變換機(jī)構(gòu)。 請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式 11 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 1. 請(qǐng)求頁表機(jī)制 在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中需要的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是請(qǐng)求頁表，其基本作用仍然是將用戶地址空間中的逡輯地址映射為內(nèi)存空間中的物理地址。為了滿足頁面換迚換出的需要，在請(qǐng)求頁表中又增加了四個(gè)字段。這樣，在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中的每個(gè)頁表應(yīng)含以下諸頃： 頁號(hào) 物理塊號(hào) 狀態(tài)位 P 訪問字段 A 修改位 M 外存地址 12 第五章 虛 擬 存 儲(chǔ) 器 2. 缺頁中斷機(jī)構(gòu) (1) 在指令執(zhí)行期間
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