15存儲管理4虛擬存儲請求頁式管理1-wenkub
2023-03-17 02:15:52 本頁面
【正文】 。作業(yè)運行過程中隨時把需要但又不在內(nèi)存的信息裝入內(nèi)存，把暫時不用的信息淘汰出去，以確保作業(yè)的正確運行。 支持這種現(xiàn)象的是： a、數(shù)組遍歷； b、代碼的順序執(zhí)行； c、程序員傾向于將相關(guān)的變量定義相互靠近存放。（ 4）程序中還包括許多對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理，它們往往都局限于很小的范圍內(nèi)。但在大多數(shù)情況下，過程調(diào)用的深度都不超過 5。 6局部性原理、局部性原理 程序的局部性規(guī)律，程序往往會 不均勻地高度局部化地 訪問內(nèi)存。l 程序地址空間 （邏輯地址空間、虛地址空間） :用戶的程序地址的集合稱為邏輯地址空間，它的編址總是從 0開始的，可以是一維線性空間，也可以是多維空間。1內(nèi)存的物理組織內(nèi)存的物理組織l 物理地址： 把內(nèi)存分成若干個大小相等的存儲單元，每個單元給一個編號，這個編號稱為 內(nèi)存地址（物理地址 ,絕對地址 ,實地址） ,存儲單元占 8位，稱作字節(jié)（ byte）。3 虛擬存儲器的引入 虛擬存儲器的實現(xiàn)方法 虛擬存儲器的特征l l l 5有特長，但有一些共同的特點 : 首先是 “一次性分配 ”。 7 （ 1）程序在執(zhí)行時，在大多數(shù)情況下仍是順序執(zhí)行的。 在一段時間內(nèi)，程序?qū)痪窒抻谶@些過程的范圍內(nèi)運行。9局限性的表現(xiàn)：時間，空間（ 1） 時間局限性 時間局限性 是指最近被訪問的存儲位置，很可能不久的將來還要被訪問。 11 基于局部性原理，作業(yè)沒有必要全部裝基于局部性原理，作業(yè)沒有必要全部裝入內(nèi)存。 好象這個計算機系統(tǒng)向他們提供了一個容量很大的主存12 虛擬存儲器的定義 所謂虛擬存儲器是指具有 請求調(diào)入功能和 置換功能 ，能從邏輯上對內(nèi)存容量進(jìn)行擴充的一種存儲器系統(tǒng)。 15硬件支持： (1) 請求分頁 的頁表機制。 (2) 實現(xiàn) 頁面置換 的軟件。 (3) 地址變換機構(gòu)。多次性 作業(yè)分多次裝入內(nèi)存 對換性 → 運行時換進(jìn)換出 虛擬性 → 邏輯上擴充內(nèi)存容量 最基本特性20 請求分頁存儲管理方式請求分頁存儲管理方式 請求分頁存儲管理方式是建立在純分頁基礎(chǔ)上的 . 其基本思想 :在進(jìn)程開始運行之前， 不是裝入全部頁面 ，而是裝入一個或零個頁面，之后根據(jù)進(jìn)程運行的需要， 動態(tài)裝入其它頁面 ；當(dāng)內(nèi)存空間已滿，而又需要裝入新的頁面時，則 根據(jù)某種算法淘汰某個頁面，以便裝入新的頁面21 請求分頁中的硬件支持請求分頁中的硬件支持 一、頁表機制 二、缺頁中斷機構(gòu)三、地址變換機構(gòu) 頁表的作用是實現(xiàn)從用戶地址空間中的 邏輯地址 到內(nèi)存空間的 物理地址 的轉(zhuǎn)換。25請求分頁系統(tǒng)中，頁表項如下：請求分頁系統(tǒng)中，頁表項如下： 頁號 物理塊號 狀態(tài)位 P訪問字段 A 修改位 M外存地址(1)狀態(tài)位 （駐留位） P:該頁是在內(nèi)存還是在外存(2)訪問字段位 A：記錄本頁在一段時間內(nèi)被訪問的次數(shù) 。28(1)在指令 執(zhí)行期間 產(chǎn)生和處理中斷信號。216。如果內(nèi)存中有空閑塊，則分配一頁，將新調(diào)入頁裝入內(nèi)存，并修改頁表中相應(yīng)頁表項目的駐留位及相應(yīng)的內(nèi)存塊號216。此時，由系統(tǒng)調(diào)度另一作業(yè)運行。 最少物理塊數(shù)與指令的格式、功能和尋址方式有關(guān)，也就是說與計算機的硬件結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果進(jìn)程在運行其間頻繁發(fā)生缺頁中斷 ,則系統(tǒng) 再為該進(jìn)程分配若干個附加物理塊 ,直至進(jìn)程的缺頁率減少到合適為止 。 當(dāng)缺頁時，全部從對換區(qū)把所需的頁面調(diào)入內(nèi)存，使調(diào)頁速度提高。文件區(qū)對換區(qū)第一次 內(nèi)存外存44外存物理塊號內(nèi)存有空：調(diào)入內(nèi)存不空：換出一頁修改位為 1，重新寫入外存修改位為 0，不必寫入外存將缺頁調(diào)入內(nèi)存修改頁表，寫入快表 物理地址 訪問數(shù)據(jù)頁面調(diào)入過程 45 頁面置換算法頁面置換算法 算法算法 置換算法置換算法46 頁面置換算法頁面置換算法 假定作業(yè) p共計 n頁 ，而系統(tǒng)分配給它的主存塊只有 m塊 （ m,n均為正整數(shù)，１ ≤ m≤ n），即最多只能容納 m頁。初始時第一頁在內(nèi)存；程序編制方法 1： For j:=1 to 128 For i:=1 to 128 A[i][j]:=0。（ OPT算法 ）。它是一個理論上的算法。55 我們來看看采用 FIFO算法進(jìn)行頁面置換時的情況。P[i](i=0,1,2,…,m1) 指示在一個內(nèi)存中的頁面的頁號。 0 1 2 4 6 3 4 2 ^ 5 6 5 7 7 1 4塊號 頁號 指針2替換指針 0 1 2 6 ^ 3 4 2 2 5 6 5 7 7 1 4塊號 頁號 指針6替換指針(a) 替換之前 (b) 替換之后58 FIFO是根據(jù)各個頁面調(diào)入內(nèi)存的時間來選擇被淘汰頁面，但 頁面調(diào)入的先后并不能反映頁面的使用情況 。59先進(jìn)先出置換算法的一個異?，F(xiàn)象：對于一些特定的頁面訪問序列，先進(jìn)先出置換算法有隨著分給的頁架數(shù)增加，缺頁頻率也增加的異?，F(xiàn)象。 63寄存器 為每個在內(nèi)存中的頁面配置一個 移位寄存器，表示為： R=Rn1Rn2Rn3…R 1R2R0 當(dāng)進(jìn)程訪問某物理塊時，要將相應(yīng)的寄存器的Rn1位置為 1。 棧中存放當(dāng)前內(nèi)存中的頁面號，每當(dāng)訪問一頁時就調(diào)整一次堆棧，總是 使最近訪問的那頁的頁面號保持在棧頂 ，然后根據(jù)當(dāng)前被訪問時間的近遠(yuǎn)，依次排列， 棧底 總是最近最久未使用的那頁的頁面號。 68簡單的、簡單的 CLock置換算法置換算法 這種算法的實質(zhì)是：當(dāng)需要置換一頁時，選擇在最近一段時間內(nèi) 最久未用 的頁予以淘汰，因此稱為 最近未用
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