第4章内存管理详解.ppt

存 储 器 管 理 第 4 章 本章目标 熟悉三级存储器结构：CPU寄存器、内存、外存。 记住用户程序的主要处理阶段：编辑、编译、链接、装入、运行。 理解存储器管理的功能（内存分配与回收、地址映射、内存保护与共享、虚拟存储）和虚拟存储器的基本特征（离散分配、多次性、对换性、虚拟性）。 牢固掌握概念：逻辑地址、物理地址、重定位、碎片、虚拟存储器、抖动、程序局部性原理等。 掌握分区、分页、分段存储管理技术的实现思想，如何实现从逻辑地址到物理地址的转换。 掌握虚拟页式存储中的页面置换算法：先进先出法（FIFO）、最佳置换法（OPT）、最近最少使用法（LRU） 回顾： 4.7.4 调页策略 1. 何时调入页面 预调页策略 2) 请求调页策略 4.7 请求分页存储管理 2. 从何处调入页面 在请求分页系统中的外存分为两部分：用于存放文件的文件区和用于存放对换页面的对换区。通常，由于对换区是采用连续分配方式，而事件是采用离散分配方式，故对换区的磁盘I/O速度比文件区的高。 每当程序所要访问的页面未在内存时，便向CPU发出一缺页中断，中断处理程序首先保留CPU环境，分析中断原因后， 转入缺页中断处理程序。该程序通过查找页表，得到该页在外存的物理块后， 如果此时内存能容纳新页，则启动磁盘I/O将所缺之页调入内存，然后修改页表。如果内存已满，则须先按照某种置换算法从内存中选出一页准备换出；如果该页未被修改过，可不必将该页写回磁盘；但如果此页已被修改， 则必须将它写回磁盘，然后再把所缺的页调入内存， 并修改页表中的相应表项，置其存在位为“1”，并将此页表项写入快表中。在缺页调入内存后，利用修改后的页表， 去形成所要访问数据的物理地址，再去访问内存数据。 4.7.4 调页策略 3. 页面调入过程 4.8 页面置换算法 一. 先进先出置换算法－FIFO 原则：选择在内存中驻留时间最长的页并淘汰之。 go “看过去” 二 .最佳置换算法－OPT 原则：最佳置换算法是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法。其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的， 或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。 go “看将来” 三.最近最久未使用置换算法－LRU 原则：选择最后一次访问时间距离当前时间最长的一页并淘汰之。 即淘汰没有使用的时间最长的页。 go 例1：请求分页系统中一进程P共有10页， 系统为其在内存中分配三个物理块，初始均为空，页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。当采用FIFO置换算法时，计算访问过程中发生的缺页中断率。 内存 缺页？ 4， 3， 2， 1， 4， 3， 5， 4， 3， 2， 1， 5 4 4 3 4 3 2 1 3 2 2 1 4 1 4 3 3 2 1 是 是 是 是 是 是 是 4 3 5 否 4 3 5 4 3 5 否 是 3 5 2 是 5 2 1 否 5 2 1 共缺页中断9次，缺页中断率为：9／12＝75％ 为了方便找出先进来的那个页，采用模拟队列的写法更方便 例2：请求分页系统中一进程P共有10页， 系统为其在内存中分配三个物理块，初始均为空，页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。当采用OPT置换算法时，计算访问过程中发生的缺页中断率。 内存 缺页？ 4， 3， 2， 1， 4， 3， 5， 4， 3， 2， 1， 5 4 4 3 4 3 2 4 3 1 4 3 1 4 3 1 是 是 是 是 否 否 是 4 3 5 否 4 3 5 4 3 5 否 是 2 3 5 是 2 1 5 否 2 1 5 共缺页中断7次，缺页中断率为：7／12＝58.3％ 例3：请求分页系统中一进程P共有10页， 系统为其在内存中分配三个物理块，初始均为空，页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。当采用LRU置换算法时，计算访问过程中发生的缺页中断率。 内存 缺页？ 4， 3， 2， 1， 4， 3， 5， 4， 3， 2， 1， 5 4 4 3 4 3 2 1 3 2 1 4 2 1 4 3 是 是 是 是 是 是 是 5 4 3 否 5 4 3 5 4 3 否 是 2 4 3 是 2 1 3 是 2 1 5 共缺页中断10次，缺页中断率为：10／12＝83.3％ 例4：请求分页系统中一进程P的页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。当采用FIF