第八章 虚拟内存.pdf

 虚拟内存(virtual memory) 允许进程执行时只将 部分程序放入内存  进程中的所有内存访问都是逻辑地址，运行时转换 成物理地址  进程可以换入换出内存，不同时刻占据内存中的不同区 域  一个进程可以划分成许多块（页和段），执行过程 不需要连续地位于内存。  虚拟内存支持的程序的执行  OS仅读取包含程序开始的一个或几个块  进程中任何时候都在内存的部分常驻集 1. 需要访问一个不在内存的地址，产生中断 2. OS将进程放置在阻塞态 3. OS将引发访问故障的进程块读入内存  OS产生一个磁盘I/O读请求  执行另一个进程  需要的块被读入内存时，产生I/O 中断  OS将阻塞的进程置为就绪态  提高系统利用率  在内存中保留多个进程，系统并发度提高  任何特定的进程都仅仅装入它的某些块  任何时刻都至少有一个处于就绪态  进程可以比内存的全部空间还大  将程序分块，实施覆盖策略分别加载  引入虚拟内存，由OS和硬件完成  内存管理单元 （MMU ，Memory Management Unit ）  集成于CPU，或作为一个协处理器  功能：  分解逻辑地址  地址转换  发出缺页中断  设置和检查页表等  存储器分类  实存储器：执行进程的内存  虚拟内存：用户感觉的是更大的内存，实际分 配在硬盘上  支持更有效的多道程序设计  解除了用户与内存之间的紧密约束  系统抖动：一块正好在将要被用到之前换出，OS 不得不很快把它取回。处理器的大部分时间都用于 交换块，而不是执行指令。  避免抖动  局部性原理：一个进程中程序和数据引用的集簇倾向  短时间仅需要进程的一部分块  智能猜测将会访问哪一块  虚拟内存所需因素  必须有对所采用的分页或分段方案的硬件支持  OS必须有管理页或段在内存和辅助存储器之间移动的软件  虚拟内存特征  离散地分配内存  进程分多次调入内存，每次只调入一部分  从逻辑上扩充内存容量  速度接近内存，成本接近外存  简单分页  每个进程都有自己的页表  页表项包含与内存中页框相对应的页框号  虚拟内存分页  页表项需驻留位 （P ）来表示它所对应的页当前是否在内存中， 如在，还包括页框号  页表项中还需另一个控制位 （M ）  相应页的内容从上一次装入内存中到现在是否已改变  如未变，该页换出时，不需要用页框中的内容更新该页  实现保护和共享所需的其它控制位 页号 页帧 P M 页号 页帧 引用字段磁盘地址 驻留位 修改位 记录访问次 =0 不在内存 =0 未修改 数、时间间 =1 在内存 =1 已修改过 隔等信息  地址转换 页表起始地址 nm  页表存在虚存中，至少一部分必须在内存中  1页=4KB=212B ；4GB=232B=220页；1页表=220页表项=220*4B=210页； 一个根页表=210页表项=210*4B=212B，占据一页 内存