專升本操作系統(tǒng)第四章存儲管理(編輯修改稿)
2025-02-06 04:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 度為 1kb，作業(yè) A中有一條 load 1， 5000取數(shù)指令 頁的分配與回收 ?最簡單的管理內(nèi)存的方法是：位示圖 ?位示圖中的每一位與一個主存塊對應，其值為 0時，表示對應的主存塊空閑；其值為 1時，表示對應的主存塊已分配 ?位示圖的優(yōu)點是占用主存空間少，可常駐內(nèi)存，加快分配進程； ?不足之處：不太直觀，要進行圖中每個位元素的下標值到其所對應的主存塊的塊號的轉(zhuǎn)換 示例 ?設主存儲器的可分配區(qū)域被分為 256塊，則只需要 33B的位示圖來作為主存分配表。其中 8個字長 32位的字可以描述全部 256個塊的分配使用情況，另有一個字節(jié)記錄剩余的空閑塊數(shù)。 頁的分配與回收 ?還有可以采用順序分配算法 先查看空閑塊數(shù)是否能滿足作業(yè)要求。若不能滿足，則不進行分配，作業(yè)不能裝入主存：若能滿足，則根據(jù)需求從位示圖中找出一些為 0的位，把這些位置成 1，從空閑塊中減去本次占用的塊數(shù)，按公式 “ 塊號 =字號 *字長 +位號 ” 計算出這些位所對應的主存塊號，把作業(yè)裝入到這些塊，并為作業(yè)建一張頁表 動態(tài)分配存儲管理 ?靜態(tài)分頁管理要求每個作業(yè)在分配到所申請的全部幀后才能裝入運行。 ?靜態(tài)缺點：當前可用幀數(shù)小于作業(yè)的需求量時，作業(yè)不能運行；作業(yè)的大小也受到了幀總數(shù)的限制 ?而動態(tài)分頁的思想是：每次只裝入一部分，其他部分在執(zhí)行過程中動態(tài)裝入 動態(tài)分頁管理的任務 ?調(diào)入策略： 當作業(yè)需要的信息不在內(nèi)存中時，系統(tǒng)才把所需的頁調(diào)入內(nèi)存 ?替換策略： 解決當前內(nèi)存中沒有空閑幀時，如何淘汰內(nèi)存中已占據(jù)的幀 ?地址變換： 完成將虛地址變換為對應的物理地址 主存頁面分配策略 ?平均分配： 將內(nèi)存中所以物理塊等分給進入系統(tǒng)中的進程的做法，簡單易行，但會導致 “ 內(nèi)碎片 ” 增加和缺頁率提高 ?按進程長度比例分配 設 Si 為進程 Pi邏輯空間頁面數(shù)，定義S=∑Si ； m為內(nèi)存空間物理塊總數(shù)，則分配給進程 Pi的內(nèi)存物理塊數(shù) Ai為： Ai=Si/S*m ?按進程優(yōu)先級分配 ?按長度和優(yōu)先級分配 頁面調(diào)度算法 ?調(diào)度算法的好壞，直接影響系統(tǒng)的效率 ?抖動： 剛被調(diào)出的幀馬上要訪問，調(diào)入內(nèi)存后不久又要被調(diào)出，如此反復的調(diào)入調(diào)出 頁面調(diào)度算法 ?最佳淘汰算法 —— OPT淘汰算法 Belady于 1966提出的一種理論上的算法。每次都淘汰以后永不使用的，或者最長時間后才會被訪問的頁面 雖然可以保證最低的缺頁率，但無法實現(xiàn)，因為它必須知道頁面 “ 將來 ” 的訪問情況 頁面調(diào)度算法 ?先進先出淘汰算法 —— FIFO 總是淘汰最先進入內(nèi)存的頁面。 實現(xiàn)簡單，只需把進程已調(diào)入內(nèi)存的頁面，按先后次序鏈成一個隊列，并設置一個所謂的替換指針，使它總是指向內(nèi)存最老的頁面 效率不高，而且會造成 Belady現(xiàn)象 Belady現(xiàn)象 ?一般而言，內(nèi)存幀數(shù)越多，一個作業(yè)發(fā)生缺頁的次數(shù)越少 ?但 Belady提出反例 一個作業(yè)有 5個頁，編號從 0到 4，頁的引用順序為 012301401234，采用 FIFO替換算法，當存儲幀數(shù)為 3的，缺頁次數(shù)為9，內(nèi)存幀數(shù)為 4的缺頁反而為 10 頁面調(diào)度算法 ?最近最久未用淘汰算法 —— LRU 總是淘汰內(nèi)存中最長時間沒有被訪問的幀，即淘汰最后一次訪問時間距當前時間間隔最長的頁面 LRU的開銷很大，必須要有硬件的支持，完全由軟件實現(xiàn)其速度至少會減少10倍，所以用 LRU的近似算法更實用 頁面調(diào)度算法 ?二次機會淘汰算法 —— SC 通過對 FIFO進行簡單的改造，結(jié)合頁表中的訪問位而得來一種淘汰算法。 該算法首先檢查位于 FIFO鏈鏈首的頁，如果它的訪問位為 0，則選擇該頁淘汰；如果它的訪問位為 1，則清除其訪問位，將它移至 FIFO鏈鏈尾。如此重復。 頁面調(diào)度算法 ?時鐘淘汰算法 ?最近未用淘汰算法 例題 ?已知某作業(yè)執(zhí)行時頁面訪問次序為：70120304230321202201，該作業(yè)得到 3個空閑內(nèi)存塊，開始時，前三頁已裝入內(nèi)存。要求： （ 1）試計算采用 FIFO淘汰算法和 LRU算法進行頁面調(diào)度時產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù) （ 2）求出各自的缺頁中斷率 例題 解：（ 1） FIFO 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1 7 7 7 0 0 1 例題 解：（ 1） FIFO 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 7 0 1 7 7 7 2 2 2 2 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 7 7 7 0 0 0 0 3 3 3 2 2 2 2 2 1
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