[管理學(xué)]第四章 存儲(chǔ)器管理-預(yù)覽頁
【正文】 中無滿足要求的空閑區(qū)，分配失??；否則，將從該空閑區(qū)中分配給申請(qǐng)者，然后修改空閑區(qū)的大小，并將它插入到空閑區(qū)表的適當(dāng)位置。 ? 在采用分區(qū)存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，會(huì)形成一些非常小的分區(qū)，最終這些非常小的分區(qū)不能被系統(tǒng)中的任何用戶（程序）利用而浪費(fèi)。 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 在為進(jìn)程分配內(nèi)存時(shí) ， 以塊為單位將進(jìn)程中的若干個(gè)頁分別裝入到多個(gè)可以不相鄰接的物理塊中 。 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 然而 ， 如果選擇的頁面較大 ， 雖然可以減少頁表的長(zhǎng)度 ， 提高頁面換進(jìn)換出的速度 ，但卻又會(huì)使頁內(nèi)碎片增大 ?？偞鎯?chǔ)空間： N＋ k*N/m。 若給定一個(gè)邏輯地址空間中的地址為 A， 頁面的大小為 L， 則頁號(hào)P和頁內(nèi)地址 d可按下式求得： M OD LAdLAIN TP][????????3. 頁表 用戶程序0 頁1 頁2 頁3 頁4 頁5 頁…n 頁頁表頁號(hào) 塊號(hào)0 21 32 63 84 95… …內(nèi)存012345678910 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 ? 頁表是頁式存儲(chǔ)管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 它包括用戶程序空間的頁面與內(nèi)存塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系 、 頁面的存儲(chǔ)保護(hù)和存取控制方面的信息 。 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 ? 虛地址 3412 ? P＝ 3412 ％ 2048 ＝ 1 ? W＝ 3412 mod 2048 ? ＝ 1364 ? MR=9*2048+1364=19796 ? 虛地址 3412的內(nèi)存地址 ? 是： 19796 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 ? 虛地址 7145 ? P＝ 7145 ％ 2048 ＝ 3 ? W＝ 7145 mod 2048 ? ＝ 1001 ? MR=5*2048+1001=11241 ? 虛地址 7145的內(nèi)存地址是：11241 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 ? 在頁式存儲(chǔ)技術(shù)中 ， 我們可看到每訪問一次內(nèi)存 ， 就要做兩次訪問內(nèi)存的工作 ， 即 ， 查頁表時(shí)要作一次訪問內(nèi)存的工作 ， 然后是訪問程序要求訪問的內(nèi)存 ， 這樣 ， 存取速度降低一倍 ， 將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的使用效率 。 例如 ， 對(duì)于一個(gè)具有 32位邏輯地址空間的分頁系統(tǒng) ， 規(guī)定頁面大小為 4 KB即 212 B，則在每個(gè)進(jìn)程頁表中的頁表項(xiàng)可達(dá) 1兆個(gè)之多 。 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 基本分頁存儲(chǔ)管理方式 此時(shí)在外層頁表中可能有 4096 G個(gè)頁表項(xiàng) ， 要占用 16384 GB的連續(xù)內(nèi)存空間 。 ? 程序地址的組成： S： W ? 例 : ? S1： XXXX ? S2： XXXX ? S3； XXXX 基本分段存儲(chǔ)管理方式 作業(yè)空間( M A I N ) ＝ 0030K( X ) ＝ 1020K(D) ＝ 2015K( S ) ＝ 3010K30K20K15K10K40K80K120K150K段長(zhǎng) 基址段號(hào)( M A I N ) ＝ 030K( X ) ＝ 120K(D) ＝ 215K( S ) ＝ 310K040K80K120K150K段表內(nèi)存空間0123 基本分段存儲(chǔ)管理方式 控制寄存器段表始址 段表長(zhǎng)度 ＞ 2 100＋段號(hào) S越界1 K段長(zhǎng)600段號(hào)01236 K4 K5002008 K9200基址位移量 W＋82928K82928692主存物理地址有效地址3. 地址變換機(jī)構(gòu) 基本分段存儲(chǔ)管理方式 4. (1) 頁是信息的物理單位 ， 分頁是為實(shí)現(xiàn)離散分配方式 ， 以消減內(nèi)存的碎片 ， 提高內(nèi)存的利用率 。 基本分段存儲(chǔ)管理方式 (2) 頁的大小固定且由系統(tǒng)決定 ， 由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號(hào)和頁內(nèi)地址兩部分 ， 是由機(jī)器硬件實(shí)現(xiàn)的 ， 因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的頁面；而段的長(zhǎng)度卻不固定 ， 決定于用戶所編寫的程序 ， 通常由編譯程序在對(duì)源程序進(jìn)行編譯時(shí) ， 根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分 。 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 問題的提出 ?程序大于內(nèi)存 ?程序暫時(shí)不執(zhí)行或運(yùn)行完是否還要占用內(nèi)存 虛擬存儲(chǔ)器的基本思想是：程序、數(shù)據(jù)、堆棧的大小可以超過內(nèi)存的大小，操作系統(tǒng)把程序當(dāng)前使用的部分保留在內(nèi)存，而把其它部分保存在磁盤上，并在需要時(shí)在內(nèi)存和磁盤之間動(dòng)態(tài)交換 虛擬存儲(chǔ)器支持多道程序設(shè)計(jì)技術(shù) 連續(xù)性 ； 離散性 駐留性 ； 交換性 一次性； 多次性 以 CPU時(shí)間和外存空間換取昂貴內(nèi)存空間，這是操作系統(tǒng)中的 資源轉(zhuǎn)換技術(shù) 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 CPU MMU 內(nèi)存 磁盤 控制器 總線 虛擬地址 物理地址 MMU：內(nèi)存管理單元 X X X X 7 X 5 X X X 3 4 0 6 1 2 60K64K 56K60K 52K56K 48K52K 44K48K 40K44K 36K40K 32K36K 28K32K 24K28K 20K24K 16K20K 12K16K 8K12K 4K8K 0K4K 28K32K 24K28K 20K24K 16K20K 12K16K 8K12K 4K8K 0K4K 虛地址空間 物理地址空間 } 虛頁 頁框 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 000 0 000 0 000 0 000 0 111 1 000 0 101 1 000 0 000 0 000 0 011 1 100 1 000 1 110 1 001 1 010 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 110 在 /不在內(nèi)存 頁表 虛地址 8196 物理地址 24580（ 16384＋8192＋ 4） 邏輯地址 16位， 物理地址 15位 程序局部性原理 在一段時(shí)間內(nèi)一個(gè)程序的執(zhí)行往往呈現(xiàn)出高度的局部性，表現(xiàn)在時(shí)間與空間兩方面 時(shí)間局部性 ： 一條指令被執(zhí)行了，則在不久的將來它可能再被執(zhí)行 空間局部性 ： 若某一存儲(chǔ)單元被使用，則在一定時(shí)間內(nèi)，該單元以及與該存儲(chǔ)單元相鄰的單元可能被使用 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 虛擬存儲(chǔ)技術(shù) 虛存 ：把內(nèi)存與外存有機(jī)的結(jié)合起來使用，從而得到一個(gè)容量很大的“內(nèi)存”，這就是虛存 實(shí)現(xiàn)思想 ：當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，先將一部分程序裝入內(nèi)存，另一部分暫時(shí)留在外存，當(dāng)要執(zhí)行的指令不在內(nèi)存時(shí)，由系統(tǒng)自動(dòng)完成將它們從外存調(diào)入內(nèi)存工作 目的 ： 提高內(nèi)存利用率 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 虛擬頁式存儲(chǔ)管理 基本工作原理 在進(jìn)程開始運(yùn)行之前，不是裝入全部頁面，而是裝入一個(gè)或零個(gè)頁面，之后根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行的需要，動(dòng)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(shí)，則根據(jù)某種算法淘汰某個(gè)頁面，以便裝入新的頁面 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 頁表表項(xiàng) 中斷位（駐留位）： 表示該頁是在內(nèi)存還是在外存 訪問位： 根據(jù)訪問位來決定淘汰哪頁（由不同的算法決定） 修改位： 查看此頁是否在內(nèi)存中被修改過 頁號(hào) 中斷位 內(nèi)存塊號(hào) 外存地址 訪問位 修改位 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 ?缺頁中斷（ Page Fault） ?在地址映射過程中，在頁表中發(fā)現(xiàn)所要訪問的頁不在內(nèi)存，則產(chǎn)生缺頁中斷。 如果采用 FIFO算法，初始頁面數(shù)為工作集長(zhǎng)度，計(jì)算缺頁中斷次數(shù)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1