15存儲(chǔ)管理4虛擬存儲(chǔ)請求頁式管理1(參考版)
2025-02-28 02:15本頁面
【正文】 程序尺寸工作集86第一個(gè)工作集工作集之間的轉(zhuǎn)換第二個(gè)工作集第三個(gè)工作集第四個(gè)工作集工作集之間的轉(zhuǎn)換工作集之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間分配給這個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存實(shí)頁數(shù)目工作集存儲(chǔ)管理之下的內(nèi)存分配 87 從第一個(gè)工作集轉(zhuǎn)換到第二個(gè)工作集，最初曲線是在第一個(gè)工作集的頁面數(shù)上升高，因?yàn)檫M(jìn)程迅速地請求調(diào)進(jìn)它的新工作集的頁面，一旦進(jìn)程穩(wěn)定在它的后續(xù)工作集中，系統(tǒng)在窗口中觀察到較少頁面被訪問，就將分配給進(jìn)程內(nèi)存量減少到它的第二個(gè)工作集的頁面數(shù)。通過工作集來管理主存的分配和使用，從理論上來說是一件非常好的事情，但工作集算法的實(shí)現(xiàn)有很多困難，目前仍然在研究和試驗(yàn)中。用 Nw(t, △ ) 表示工作集中所包含的頁面數(shù)。所謂工作集，就是指在某一段時(shí)間內(nèi)作業(yè)運(yùn)行所要訪問的那些活躍頁面的集合 84可以想象，隨著作業(yè)的執(zhí)行，工作集不斷變化，所包含的頁面數(shù)時(shí)而增多，時(shí)而減少。83基本思想：根據(jù)程序的局部性原理，一般情況下，進(jìn)程在一段時(shí)間內(nèi)總是集中訪問一些頁面，這些頁面稱為活躍頁面，如果分配給一個(gè)進(jìn)程的物理頁面數(shù)太少了，使該進(jìn)程所需的活躍頁面不能全部裝入內(nèi)存，則進(jìn)程在運(yùn)行過程中將頻繁發(fā)生中斷 . 如果能為進(jìn)程提供與活躍頁面數(shù)相等的物理頁面數(shù)，則可減少缺頁中斷次數(shù)。但是從保證作業(yè)順利執(zhí)行、使 CPU能夠有效地得到利用的角度出發(fā)，就應(yīng)該限制主存中的作業(yè)數(shù)，以避免頻繁地進(jìn)行頁面調(diào)入 /調(diào)出，導(dǎo)致系統(tǒng)的抖動(dòng)。頁面淘汰算法不合理216。調(diào)整 多道程序度。81抖動(dòng)的預(yù)防 核心問題 :選擇合適的頁面置換算法 。 80CPU利用率多道程序度從圖中可看出 CPU的利用率和多道程序度 之間的關(guān)系。79 那么為了提高 CPU的利用率，調(diào)度程序又去引入新的進(jìn)程，這就產(chǎn)生了惡性循環(huán)，使缺頁率急劇地上升。性能問題分析性能問題分析78抖動(dòng)產(chǎn)生的原因 調(diào)度程序一旦發(fā)現(xiàn) CPU的利用率降低，就立即提高多道程序度，引入新的進(jìn)程參加運(yùn)行，以提高 CPU的利用率。 當(dāng)被修改的頁面數(shù)目達(dá)到一定值時(shí) ,一起寫回磁盤上 ,從而顯著減少磁盤 I/O的操作次數(shù) 。76頁面緩沖算法（ Page Buffering Algorithm） PBA 淘汰頁面未修改修改過空閑頁面鏈表末尾已修改頁面的鏈表中末尾采用可變分配和局部置換方式，采用 FIFO置換算法 實(shí)際上 ,頁面在內(nèi)存中并不做物理上的移動(dòng) ,只是將頁表中的表項(xiàng)移到上述鏈表 。75 其它置換算法其它置換算法最少使用（ Least Frequently Used）置換算法（ LFU ）既可實(shí)現(xiàn)LRU，也可實(shí)現(xiàn) LFU 為內(nèi)存中的每個(gè)頁面設(shè)置一個(gè)移位寄存器，用來記錄頁面被訪問的頻率，淘汰頁是最少使用或是訪問次數(shù)最少的頁面。（ 3）第二步也失敗，把指針返回到開始的位置， 把所有的訪問位 A置為 0，然后 重復(fù)第一步 ，如還是失敗，重復(fù)第二步，就一定能找到被淘汰的頁。 73（ 2）第一步失敗，開始第二輪掃描，尋找 A=0且 M=1的第二類頁面，將符合條件的第一個(gè)頁面作為淘汰頁。 既要考慮到頁面的使用情況，還要考慮置換代價(jià) 4類 （ A=1， M=1），最近已被訪問且被修改，可能再被訪問。 2類 （ A=0， M=1），最近未被訪問，但已被修改，不是很好的淘汰頁。70塊號(hào) 頁號(hào) 訪問位 指針012 4 034 2 156 5 07 1 1替換指針總是指向最近被替換的頁所在的存儲(chǔ)塊，缺頁時(shí)從其后一塊開始。如果是 “0”，就選擇該頁換出；若為 1，則重新將它置為 0，再按照 FIFO算法檢查下一個(gè)頁面。 當(dāng)某頁被訪問時(shí)，訪問位由硬件自動(dòng)置 “1”。 68簡單的、簡單的 CLock置換算法置換算法 這種算法的實(shí)質(zhì)是：當(dāng)需要置換一頁時(shí)，選擇在最近一段時(shí)間內(nèi) 最久未用 的頁予以淘汰，因此稱為 最近未用 的算法 NRU（Not Recently Used）。請分別用 FIFO,LRU和 OPT算法計(jì)算缺頁中斷次數(shù)。 棧中存放當(dāng)前內(nèi)存中的頁面號(hào)，每當(dāng)訪問一頁時(shí)就調(diào)整一次堆棧，總是 使最近訪問的那頁的頁面號(hào)保持在棧頂 ，然后根據(jù)當(dāng)前被訪問時(shí)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(hào)。用于記錄某進(jìn)程在內(nèi)存中各頁的使用情況。 63寄存器 為每個(gè)在內(nèi)存中的頁面配置一個(gè) 移位寄存器，表示為： R=Rn1Rn2Rn3…R 1R2R0 當(dāng)進(jìn)程訪問某物理塊時(shí)，要將相應(yīng)的寄存器的Rn1位置為 1。 770700711 21200 3 002340432024324300322 132132012011 7 01017發(fā)生了 9次頁面置換。59先進(jìn)先出置換算法的一個(gè)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。 未考慮到程序的 動(dòng)態(tài)特性 。 0 1 2 4 6 3 4 2 ^ 5 6 5 7 7 1 4塊號(hào) 頁號(hào) 指針2替換指針 0 1 2 6 ^ 3 4 2 2 5 6 5 7 7 1 4塊號(hào) 頁號(hào) 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(gè)頁面調(diào)入內(nèi)存的時(shí)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 。每當(dāng)一頁新頁調(diào)
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