【正文】 Operating System Page 134 2022/8/16 3. 分段保護 3）環(huán)保護機構(gòu) 它是一種功能較完善的保護機構(gòu)。 ?掛起的進程可以在以后重啟。 … 2 6 1 5 7 7 7 7 5 1 6 2 3 4 1 2 3 4 4 4 3 4 3 4 4 4 1 3 2 3 4 4 4 3 4 4 … 對于給定的頁面走向，如果 ?＝ 10次存儲訪問，在 t1時刻的工作集是 WS(t1)=(1,2,5,6,7)，在 t2時刻，工作集是 WS(t2)=(3,4) t1 ? t2 ? Operating System Page 125 2022/8/16 系統(tǒng)顛簸（抖動） － 工作集頁面置換法 ?工作集精確度與 ?的選擇有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為顛簸或抖動 ?原因 ? 頁面淘汰算法不合理 ? 分配給進程的物理頁面數(shù)太少 ? 陳向群 《 現(xiàn)代操作系統(tǒng) 》 Operating System Page 122 2022/8/16 系統(tǒng)顛簸（抖動） Thrashing ?系統(tǒng)顛簸： 剛剛被淘汰出去的頁很快又被訪問，需要重新調(diào)入；但是，調(diào)入不久又再次被淘汰出去。 表示該頁在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過。 用于指出該頁在外存上的地址，通常是物理塊號，供調(diào)入該頁時使用。 Operating System Page 113 2022/8/16 頁面置換算法 ?最佳置換算法和先進先出置換算法 ?最近最久未使用（ LRU）置換算法 ?CLOCK置換算法 ?其它置換算法 Operating System Page 114 2022/8/16 頁號 物理塊號 狀態(tài)位 P 訪問字段 A 修改位 M 外存地址 現(xiàn)對其中各字段說明如下： （ 1）狀態(tài)位 (存在位 )P。 這樣 ， 每當發(fā)生缺頁請求時 ， 系統(tǒng)應(yīng)從何處將缺頁調(diào)入內(nèi)存 ，可分成如下三種情況 。 基于局部性原理 ， 一個作業(yè)在運行之前 ， 沒有必要全部裝入內(nèi)存 ， 而僅將那些當前要運行的那部分頁面或段 ，先裝入內(nèi)存便可啟動運行 ， 其余部分暫時留在磁盤上 。 Operating System Page 67 2022/8/16 分段系統(tǒng)的基本原理 分塊方式 使用 碎片 長度 目的 分頁存儲管理 物理分塊系統(tǒng)需要 對程序員是不可見，使用簡單 每個進程只有一個內(nèi)部碎片 ，大小不超過 1頁 固定 提高內(nèi)存的利用率 分段存儲管理 邏輯分塊 ，大小與信息塊有關(guān)，滿足用戶需要 對程序員可見，使方便，但難度大 每個進程會產(chǎn)生多個外部碎片 不確定 便于信息保護與共享，方便用戶 ?分頁和分段的主要區(qū)別 Operating System Page 68 2022/8/16 基本分段存儲管理 ?分段存儲管理方式的引入 ?分段系統(tǒng)的基本原理 ?信息共享 ?段頁式存儲管理方式 Operating System Page 69 2022/8/16 信息共享 ed 1 ed 2 … ed 40 data 1 … data 10 進程 1 21 22 … 60 61 … 70 頁表 ed 1 ed 2 … ed 40 data 1 … data 10 進程 2 21 22 … 60 71 … 80 … ed 1 ed 2 … ed 40 data 1 … data 10 data 1 … data 10 主存 0 21 22 60 61 70 71 80 頁表 分頁系統(tǒng)中共享 editor的示意圖 Operating System Page 70 2022/8/16 信息共享 分段系統(tǒng)中共享 editor的示意圖 editor 進程 1 data 1 進程 2 editor data 2 段表 段長 基址 160 80 40 240 160 80 40 380 editor data 1 … data 2 80 240 280 380 420 Operating System Page 71 2022/8/16 基本分段存儲管理 ?分段存儲管理方式的引入 ?分段系統(tǒng)的基本原理 ?信息共享 ?段頁式存儲管理方式 Operating System Page 72 2022/8/16 段頁式存儲管理方式 ?基本原理 ?是 分段 和 分頁 原理的結(jié)合 ?將用戶程序分成若干個 段 ，再把每一段分成若干個 頁 ，并為每一段賦予一個段名 ?段頁式管理中，地址機構(gòu)由 段號 、 段內(nèi)頁號及 頁內(nèi)地址 三部分所組成 Operating System Page 73 2022/8/16 段頁式存儲管理方式 作業(yè)地址空間和地址結(jié)構(gòu) 0 4K 8K 12K 15K 16K 子程序段 0 4K 8K 數(shù)據(jù)段 0 4K 8K 10K 12K ( a ) 段號 (S) 段內(nèi)頁號 (P) 頁內(nèi)地址 (W) ( b ) 主程序段 例 地址結(jié)構(gòu) Operating System Page 74 2022/8/16 段頁式存儲管理方式 利用段表和頁表實現(xiàn)地址映射 段號 狀態(tài) 頁表大小 頁表始址 0 1 1 1 2 1 3 0 4 1 頁號 狀態(tài) 存儲塊 0 1 1 1 2 1 3 0 4 1 操作系統(tǒng) 主存 頁表 段表 段表大小 段表始址 段表寄存器 Operating System Page 75 2022/8/16 2. 地址變換過程 在段頁式系統(tǒng)中，需 三次 訪問內(nèi)存。 Operating System Page 53 2022/8/16 地址變換機構(gòu) ?具有快表的地址變換機構(gòu) ?由于頁表是存放在內(nèi)存中，因此每次 CPU存取一個數(shù)據(jù)要 兩次訪問內(nèi)存 ?為提高地址變換速度，在地址變換機構(gòu)中增設(shè)一個具有 并行查詢能力 的高速緩沖寄存器，又稱為 “ 聯(lián)想寄存器 ” （ Associative Memory）或 “ 快表 ” ，用以存放當前訪問的那些頁表項 ?快表通?？纱娣?16512個表項，如果設(shè)計得當，命中率可達 90％以上 Operating System Page 54 2022/8/16 地址變換機構(gòu) 頁表寄存器 頁表始址 頁表長度 ＞ 頁號 頁 內(nèi)地址 ＋ 邏輯地址 L 越界中斷 塊號 b 頁表 頁號 頁號 輸 入 寄 存 器 塊號 b b 快表 d 物理地址 具有快表的地址變換機構(gòu) Operating System Page 55 2022/8/16 第四章 存儲器管理 ?程序的裝入和鏈接 ?連續(xù)分配方式 ?基本分頁存儲管理 ?基本分段存儲管理 ?虛擬存儲器的基本概念 ?請求分頁存儲管理方式 ?頁面置換算法 ?請求分段存儲管理方式 Operating System Page 56 2022/8/16 基本分段存儲管理 ?分段存儲管理方式的引入 ?分段系統(tǒng)的基本原理 ?信息共享 ?段頁式存儲管理方式 Operating System Page 57 2022/8/16 分段存儲管理方式的引入 ?分頁 存儲管理的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率 ?分段 存儲管理的主要目的是為了 滿足用戶在編程和使用上的要求 ?分段管理的主要目的 ?方便編程 ? 用戶作業(yè)通常按邏輯關(guān)系分若干個段 ? LOAD 1, [A]|D。由于進程的最后一頁經(jīng)常裝不滿一塊而形成了不可利用的碎片，稱之為“ 頁內(nèi)碎片 ” Operating System Page 47 2022/8/16 對某特定機器 ， 其地址結(jié)構(gòu)是一定的 。 ?需要硬件支持（多對界地址寄存器， 重定位寄存器 ） ?管理復(fù)雜 Operating System Page 34 2022/8/16 可重定位分區(qū)分配 ?多重分區(qū) Operating System Page 35 2022/8/16 ?分區(qū)的保護 為 了防止一道作業(yè)有意或無意地破壞操作系統(tǒng)或其它作業(yè) 。 ? 4. 頁面分配策略 ? 5. 抖動 ? 抖動現(xiàn)象 。邏輯地址與物理地址空間 。先進先出置換算法 (FIFO)。它們每一個都很小，不足以滿足分配要求；但其總和滿足分配要求。 根據(jù)離散分配時所用基本單位的不同，又可把離散分配方式分以下三種： 分頁存儲管理 分段存儲管理 段頁式存儲管理 Operating System Page 42 2022/8/16 存儲器管理 連續(xù)分配方式 離散分配方式 分頁存儲管理 分段存儲管理 基本分頁存儲管理 請求分頁存儲管理 基本分段存儲管理 請求分 段存儲管理 基本分頁存儲管理 基本分段存儲管理 請求分頁存儲管理 請求分 段存儲管理 段頁式存儲管理 虛擬存儲器 頁面置換算法 Operating System Page 43 2022/8/16 第四章 存儲器管理 ?程序的裝入和鏈接 ?連續(xù)分配方式 ?基本分頁存儲管理 ?基本分段存儲管理 ?虛擬存儲器的基本概念 ?請求分頁存儲管理方式 ?頁面置換算法 ?請求分段存儲管理方式 Operating System Page 44 2022/8/16 基本分頁存儲管理方式 在分頁存儲管理的方式中 ， 如果不具備頁面 對換 功能 ， 則稱為 基本的 （ 純 ） 分頁管理方式 ， 它不具有支持實現(xiàn)虛擬存儲器的功能 ， 它要求把每個作業(yè)全部裝入內(nèi)存后方能運行 。 內(nèi)存012345678910?作用：實現(xiàn) 頁號到物理塊號的映射 Operating System Page 49 2022/8/16 頁面與頁表 進程 A頁表 0 0 頁號 塊號 1 1 2 4 3 5 4 8 5 9 …… …… 程序 A 0 0 程序 A 1 1 程序 B 0 2 程序 B 1 3 程序 A 2 4 程序 A 3 5 程序 B 2 6 程序 B 3 7 程序 A 4 8 內(nèi)存 程序 A 5 9 程序 A 0頁 1頁 2頁 3頁 4頁 5頁 n頁 程序 B 0頁 1頁 2頁 3頁 4頁 5頁 m頁 進程 B頁表 0 2 頁號 塊號 1 3 2 6 3 7 …… …… Operating System Page 50 2022/8/16 基本分頁存儲管理 ?頁面與頁表 ?地址變換機構(gòu) ?兩級和多級頁表 Operating System Page 51 2022/8/16 地址變換機構(gòu) 頁表寄存器頁表始址 頁表長度 ＞ 頁號 (3) 頁 內(nèi) 地 址＋邏輯地址L越界中斷1塊號b頁表頁號01