【正文】 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 ，其中存在位為 1表示段在內(nèi)存，對(duì)于下面指令，在執(zhí)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果。 假定某時(shí)刻 .某虛擬系統(tǒng)為用戶的第 0、 3頁分配的物理塊號(hào)為 7。假定 70%被替換的頁被修改過，為保證有效存取時(shí)間不超過 2 μs ， 可接受最大的缺頁率是多少？第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 ：用 p表示缺頁率，則有效時(shí)間不超過 2 μs 可表示為： (1p)*1 μs+p*(*20ms+*8ms+1 μs)=2 μs p=1/16400=即可接受的最大缺頁率為 。第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 ，頁表保存在寄存器中，若有一個(gè)被替換的頁未被修改，則處理一個(gè)缺頁中斷需要8ms， 若被替換頁修改過，則處理一個(gè)缺頁中斷需要20ms。第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 ：對(duì)程序 1，首次缺頁中斷（訪問 A[0,0]時(shí)產(chǎn)生）將裝入數(shù)組的第 2行共 200個(gè)整數(shù)，由于程序是按行對(duì)數(shù)組進(jìn)行訪問，只有在處理完 200個(gè)整數(shù)后才會(huì)再次產(chǎn)生缺頁中斷；以后每調(diào)入一頁，也能處理 200個(gè)整數(shù)，因此處理 100*100個(gè)整數(shù)共將發(fā)生 50次缺頁。 程序 1 程序 2 FOR i:=1 TO 100 DO FOR j:=1 TO 100 DO FOR j:=1 TO 100 DO FOR i:=1 TO 100 DO A[i,j]:=0。若分配給一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存塊數(shù)為 3，其中一塊用來裝入程序和變量 i、 j， 另外兩塊專門用來存放數(shù)組（不作它用），且程序段已在內(nèi)存，但數(shù)據(jù)頁尚未裝入內(nèi)存。按先行后列的次序存儲(chǔ)。（ 2）設(shè)頁號(hào)為 P， 頁內(nèi)地址為 d， 邏輯地址為 A， 頁面大小為 L，則：P=INT[A/L] d=[A] mod L當(dāng)執(zhí)行到１０００單元的指令 “ ＬＯＡＤ１，１８００ ” 時(shí)，系統(tǒng)地址變換如下：L=1024B， A=1800，則 P=INT[1800/1024]=1， d=[1800] mod 1024=776故 A=1800→ （ 1， 776）查頁表第 1頁在第 5塊，所以物理地址為： 5896第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 (3) 當(dāng)執(zhí)行到１５００單元指令（ＬＯＡＤ １，３６００）時(shí)，系統(tǒng)地址變換如下：L=1024B， A=3600，則 P=INT[3600/1024]=3， d=[3600] mod 1024=528故 A=3600→ （ 3， 528）查頁表第 3頁未調(diào)入內(nèi)存，所以產(chǎn)生缺頁中斷，從輔存 8000位置將該頁調(diào)入。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 典型問題分析：1。1) 越界檢查 2) 存取控制檢查 ※ 只讀 ※ 只執(zhí)行 ※ 讀 /寫3) 環(huán)保護(hù)機(jī)構(gòu) ※ 一個(gè)程序可以訪問駐留在相同環(huán)或較低特權(quán)環(huán)中的數(shù)據(jù)。若結(jié)果為 0，則須由系統(tǒng)回收該共享段的物理內(nèi)存，以及取消在共享段表中該段所對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)， 表明此時(shí)已沒有進(jìn)程使用該段； 否則 (減 1結(jié)果不為 0)， 則只是取消調(diào)用者進(jìn)程在共享段表中的有關(guān)記錄。 1) 共享段的分配 ? 在為共享段分配內(nèi)存時(shí)，對(duì)第一個(gè)請(qǐng)求使用該共享段的進(jìn)程，由系統(tǒng)為該共享段分配一物理區(qū)，再把共享段調(diào)入該區(qū)，同時(shí)將該區(qū)的始址填入請(qǐng)求進(jìn)程的段表的相應(yīng)項(xiàng)中， 還須在共享段表中增加一表項(xiàng)，填寫有關(guān)數(shù)據(jù)，把 count置為 1； 之后，當(dāng)又有其它進(jìn)程需要調(diào)用該共享段時(shí)，由于該共享段已被調(diào)入內(nèi)存，故此時(shí)無須再為該段分配內(nèi)存，而只需在調(diào)用進(jìn)程的段表中，增加一表項(xiàng)，填寫該共享段的物理地址；在共享段的段表中，填上調(diào)用進(jìn)程的進(jìn)程名、存取控制等，再執(zhí)行count∶=count+ 1操作，以表明有兩個(gè)進(jìn)程共享該段。1. 共享段表 請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的中斷處理過程第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 3. 地址變換機(jī)構(gòu) 圖 (6) 外存始址。 (4) 存在位 P。 (2) 訪問字段 A。1. 段表機(jī)制 ? 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 （ 3） 增加多道程序度會(huì)進(jìn)一步增加缺頁率，使系統(tǒng)性能進(jìn)一步惡化，所以不能用增加多道程序度數(shù)來增加 CPU的利用率。第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 例：考慮一個(gè)請(qǐng)求分頁系統(tǒng)，它采用全局置換策略和平均分配內(nèi)存塊的算法（即若有 m個(gè)內(nèi)存塊和 n個(gè)進(jìn)程，則每個(gè)進(jìn)程分得m/n個(gè)內(nèi)存塊）。隨著度的上升， CPU利用率也逐漸上升，最終上升到一個(gè)最大值，若在這種情況下，進(jìn)一步增加度，則系統(tǒng)發(fā)生抖動(dòng)，且 CPU利用率將迅速惡化。CPU利用率與多道程序度的關(guān)系： 多道程序度指在內(nèi)存中并發(fā)執(zhí)行的程序數(shù)目。抖動(dòng)產(chǎn)生的原因 ： 由于分配給進(jìn)程的頁面數(shù)大小少于進(jìn)程所需要的最低頁面數(shù)，導(dǎo)致出現(xiàn)接連不斷的缺頁中斷，引起抖動(dòng)。結(jié)論：有效訪問時(shí)間直接比例與缺頁率，改善請(qǐng)求分頁系統(tǒng)的性能，需要保持非常低的缺頁率，同時(shí)提高 I/O的速度。有效訪問時(shí)間 =（ 1p） *(μs)+p*25000(μs) =+*p如果缺頁率 p=（ 即在 1000次的頁面訪問中，僅發(fā)生一次缺頁）則有效訪問時(shí)間約為 25μs ， 與無缺頁相比，速度降低至1/由于 CPU時(shí)間很快，所以（ 1）（ 3）可以不超過 1ms；（ 2） 則包括尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)時(shí)間和數(shù)據(jù)傳送時(shí)間，大體需要 24ms。 其中： p為缺頁率， t為內(nèi)存訪問時(shí)間， f為缺頁中斷時(shí)間第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 說明：v現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，內(nèi)存訪問時(shí)間在 10ns到數(shù)百 ns之間。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 請(qǐng)求分頁系統(tǒng)的性能分析請(qǐng)求分頁系統(tǒng)的性能分析 請(qǐng)求分頁系統(tǒng)是目前最常用的一種存儲(chǔ)方式，但運(yùn)行中產(chǎn)生的缺頁情況會(huì)影響速度和系統(tǒng)性能，而缺頁率的高低往往與進(jìn)程所占用的物理塊數(shù)有關(guān)。 ? (3) 如果第二步也失敗，亦即未找到第二類頁面，則將指針返回到開始的位置，并將所有的訪問位復(fù) 0。 ? (2) 如果第一步失敗，即查找一周后未遇到第一類頁面， 則開始第二輪掃描，尋找 A=0且 M=1的第二類頁面，將所遇到的第一個(gè)這類頁面作為淘汰頁。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 其執(zhí)行過程可分成以下三步： ? (1) 從指針?biāo)甘镜漠?dāng)前位置開始， 掃描循環(huán)隊(duì)列， 尋找 A=0且 M=0的第一類頁面， 將所遇到的第一個(gè)頁面作為所選中的淘汰頁。 ? 3類 (A=1, M=0)： 最近已被訪問， 但未被修改， 該頁有可能再被訪問。 由訪問位 A和修改位 M可以組合成下面四種類型的頁面： 1類 (A=0, M=0): 表示該頁最近既未被訪問， 又未被修改， 是最佳淘汰頁。1. 簡(jiǎn)單的 Clock置