[教育]第6章 虚拟存储器.ppt

全局范围技术 全局范围技术采用时钟置换算法，用一个计数器C记录有哪些信誉好的足球投注网站指针扫描页面缓冲的速度。 若C的值大于给定的上限值，说明缺页率太高（可能抖动）或找不到可供置换的页面，这时应减少程序道数。 若C小于给定的下限值，表明缺页率小或存在较多可供置换的页面，这时应增加程序的道数。 L=S准则 实际证明，产生缺页的平均时间L等于系统处理缺页的平均时间S时，CPU的利用率达到最大。 当LS时，表明系统频繁缺页，CPU利用率低，会导致系统抖动。 利用缺页率发现抖动 下图是缺页率与进程分得物理块数之间的关系。当缺页率超过上限时会引起抖动，因此应增加分配给进程的物理块；此时每增加一个物理块，其缺页率明显降低；当进程缺页率达到下限值时，物理块的进一步增加对进程缺页率的影响不大。 缺页率 物理块 上限 下限 缺页率算法 缺页率算法是一种直接的控制抖动方法。该方法要求为每页设一个使用位，当该页被访问时，相应位置1。同时设计一个计数器，记录自上次进程产生缺页以来进程执行的时间。 方法1：设置一个阈值F，如最近两次缺页时间间隔小于F，则分配一个物理块给该进程；否则淘汰使用位为0的页，并减少该进程的物理块数，同时将该进程的剩余页使用位重置为0。 缺页率算法（续） 方法2：设置两个阈值，当缺页率达到上限值时为进程增加物理块，当缺页率达到下限值时减少进程的物理块。 缺页率算法的缺点：当进程由一个局部转移到另一个局部时，在原局部中的页面未移出内存之前，连续的缺页会导致该进程在内存的页面迅速增加，产生对内存请求的高峰。 平均缺页频率 设ti为两次缺页之间的间隔时间，fi为其缺页频率，则有： fi= 1/ti 设F为平均缺页频率，则有： F=（ f1+f2+…+fn）/n 当F大于系统中规定的允许缺页频率时，则说明系统中缺页率过高，有可能引起抖动。 抖动的预防及解除 采用局部置换策略可以防止抖动传播 利用工作计模型防止抖动：给进程分配工作集所需的物理块。 挂起进程来解决抖动。 选择挂起进程的条件 优先级最低：符合进程调度原则 发生缺页中断的进程：内存不含工作集，缺页时应阻塞 最后被激活的进程：工作集可能不在内存 最大的进程：可释放较多空间 程序结构对缺页率影响例 设页面大小为128字节，二维数组为128×128，初始时未装入数据，需将数组初始化为0。若数组按行存放，问下述两个程序段的缺页率各为多少？ 程序1 程序2 short int a[128][128]； for (j=0;j=127;j++) for (i=0;i=127;i++) for (i=0;i=127;i++) for (j=0;j=127;j++) a[i][j]=0; a[i][j]=0; 程序1的缺页次数 因数组以行为主存放，页面大小为128字节，故每行占一个页面。 程序1的内层循环将每行中的指定列置为0，故产生128次中断。 外层循环128次，总缺页次数为128×128。 程序1 short int a[128][128]； for (j=0;j=127;j++) for (i=0;i=127;i++) a[i][j]=0; 程序2的缺页次数 因数组以行为主存放，页面大小为128字节，故每行占一个页面。 程序2的内层循环将每行的所有列置为0，故产生1次中断。 外层循环128次，总缺页次数为128。 程序2 short int a[128][128]； for (i=0;i=127;i++) for (j=0;j=127;j++) a[i][j]=0; 缺页率对有效访问时间的影响 有效访问时间是指访问存储器所需时间的平均值。 假设使用了快表，则CPU访问内存时有以下三种情况： 页面在内存且页表项在快表中：只需一次访问内存 页面在内存但页表项不在快表中：需两次访问内存 页面不在内存：缺页中断时间 缺页中断处理时间 缺页中断处理时间由三部分组成： 缺页中断服务时间 页面传送时间：包括读缺页和写置换页的时间 进程重新执行时间 由于缺页中断服务时间及进程重新执行时间较短，这里仅考虑页面传送时间。 有效访问时间 设内存读写周期为m，缺页中断服务时间为t，快表命中率为p，缺页中断率为f，则有效访问时间为： EAT=p×m+（1-p-f）×2m+f×t 设p=0.8，m=100ns，t=10ms，则： EAT=0.8×0.1+（1-0.8-f）×2×0.1+f×10×1000 =0.12+9999.8f（μs） 若f为0.001，则EAT为10.1198微秒，是没有缺页时间（0