第六章虚拟存储器-1.pptx

第六章 虚拟存储器内存容量不够带来的问题（1）大作业要求的内存空间超过了内存容量不能全部被装入致使该作业无法运行。（2）有大量作业要求运行，但只能将少数作业装入内存让它们先运行，而将其它大量的作业留在外存上等待。5.1.1常规存储管理方式的特征和局部性原理1、常规存储器管理方式特征（1）一次性。即作业在运行前需一次性全部装入内存。（2）驻留性。作业装入内存后，便一直驻留在内存中，直至作业运行结束。 2、局部性原理 程序在执行时将呈现出局部性规律，即在一较短时间内，程序的执行仅限于某个部分且所访问的存储空间也局限于某个区域。局部性原理几个论点（1）程序多数情况是顺序执行的。（2）过程调用会使程序的执行由一部分区域转至另一部分区域，但过程调用的深度大多不超过5。程序将会在一段时间内都局限在这些过程的范围内运行。（3）循环结构虽只由少数指令构成，但是它们将多次执行。（4）程序包括许多对数据结构的处理。局限性表现 （1）时间局限性。某指令一旦执行，则不久后该指令可能再次执行；某数据被访问过，则不久后该数据可能再次被访问。（2）空间局限性。程序在一段时间内所访问的地址，可能集中在一定的范围之内，其典型的情况便是程序的顺序执行。5.1.2虚拟存储器定义1、定义虚拟存储器，是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。其逻辑容量由内存和外存之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却又接近于外存。2、虚拟存储器特征 1．多次性 2．对换性 3．虚拟性 5.1.3虚拟存储器的实现方法基于离散分配方式： 分页请求系统 请求分段系统 1、分页请求系统 在分页系统的基础上、增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。它允许只装入若干页(而非全部程序)的用户程序和数据，便可启动运行。再通过调页功能及页面置换功能，陆续地把即将要运行的页面调入内存，同时把暂不运行的页面换出到外存上、置换时以页面为单位。分页请求系统硬件支持[1] 请求分页的页表机制[2] 缺页中断机构 [3]地址变换机构 某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下： 页号 物理块号 0 3 1 7 2 11 3 8 则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址是什么？ 0A5C(H)： 0000 1010 0101 1100 2 查表得：11 0010 11 拼接得：0010 1110 0101 1100 2E5C(H)2、请求分段系统在分段系统的基础上，增加了请求调段及分段置换功能后，所形成的段式虚拟存储系统。它允许只装入若干段(而非所有的段)的用户程序和数据，即可启动运行。再通过调段功能和段的置换功能，将暂不运行的段调出，同时调入即将运行的段，置换是以段为单位进行的。请求分段的硬件支持（1）请求分段的段表机制。（2）缺段中断机制。（3）地址变换机制。5.2请求分页存储管理方式请求分页中的硬件支持内存分配策略和分配算法调页策略 1、页表机制 基本作用是将逻辑地址变换为物理地址，在页表中再增加若干项，供换进换出时参考。状态位P：用于指示该页是否已调入内存， 供程序访问时参考。访问字段A：用于记录本页在一段时间内 被访问的次数，或记录本页最近 已有多长时间未被访问，供选择 换出页面时参考。修改位M：该页调入内存后是否被修改过外存地址：用于指出该页在外存上的地址， 通常是物理块号，供调入该页时参考 2、缺页中断机构 请求分页系统中每当所要访问的页面不在内存时，便要产生缺页中断、请求将所缺之页调入内存。与一般中断的区别：（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。（2）一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断。 5.2.2内存分配的三个问题1、最小物理块数2、内存分配策略3、物理块的分配算法 1、最小物理块数能保证进程正常运行所需的最少物理块数。若系统为进程所分配的物理块数少于此值时进程将无法运行。最少物理块数与计算机的硬件结构有关．取决于指令的格式、功能和寻址方式。/asm/03-4.htmlDS(Data Segment):数据段寄存器DI（Destination Index）：目的/view/420644.htm变址/view/6159.htm寄存器，2、内存分配策略1）固定分配局部置换2）可变分配全局置换3）可变分配局部置换1、固定分配局部置换为每个进程分配一固定页数的内存空间，在整个运行期间都不改变。如果缺页，则只能从该进程的页面中选出 一页换出，再调入一页。困难：应为每个进程分配多少个面的内存难以确定，若太少会频繁地出现缺页中断