第6章 虚拟存储管理课件.ppt

缺页率与物理块数（窗口大小）的关系●当进程获得的物理块数达到临界值，继续增加块数，缺页率不能显著降低●进程获得的块数达到临界值，缺页率稳定在上下限之间临界值(窗口大小)块数过少，频繁缺页，降低了系统吞吐率块数太多，必然有些页面属于浪费。内存不能充分利用，失去了虚拟存储器的意义拐点●物理块越多越好！——虚拟？●随着为进程分配的物理块数目的减少，将使进程执行中的缺页率提高，从而降低进程的执行速度。●能保证进程正常运行所需的最小物理块数是多少？●这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。最少物理块数进程正常运行需要多少物理块?能保证进程正常运行所需的最小物理块数是多少？这与计算机硬件结构有关，取决于指令格式、功能和寻址方式。例如：①对于某些简单机器，若是单地址指令且采用直接寻址方式，最小物理块数应为2。即，指令所在页和数据页。 incbyteptr[30H]②若该机器允许间接寻址，则至少要3个物理块 MOVA,[B]③现代计算机，指令长度可能是两个或两个以上字节，至少要为进程分配6个物理块。因为指令本身可能跨越2个页，源地址和目标地址所涉及的区域也都可能跨两个页面最小物理块数 …… jelabel ……label: incax ……if(序列号!=x){…}else{…}0000:…… ……2A00: 745A2A02: ………… ……2A5A: 1C…… ……5A…………74驻留集管理●固定分配、局部置换●为每个进程分配固定页数的内存空间、且运行过程中不变。●当进程缺页时，只能从该进程在内存的几个页面中选出一页换出，然后再调入一页，保证进程的页数不变。●可变分配、全局置换●系统开始先为每个进程分配一定数目的物理块。整个系统有一空闲物理块链，当某进程缺页时，系统从空闲链中选出一块分配给进程。●空闲链为空时，OS从所有进程的页面中权衡选择一页换出。●可变分配、局部置换●分配同上，但进程缺页时，只能从该进程在内存的页面中选出一页换出。请求页式存储管理的调入策略●何时调入页面●预调：预计进程要访问的页，提前调入内存。一次调入多页比调入一页更高效但预调页的成功率仅约50％。●请调：进程发生缺页中断时将所缺页面调入内存。实现简单每次仅调入一页，故须花费较大的系统开销，增加了磁盘I／O的启动频率第6章虚拟存储管理第6章虚拟存储管理第6章虚拟存储管理第6章虚拟存储管理*07/16/96*##第6章虚拟存储管理本章要点●虚拟存储器的引入●请求页式存储管理●请求段式存储管理●6.1虚拟存储器的引入前面介绍的存储管理方案要求作业全部装入内存才可运行。但这会出现两种情况：●有的作业因太大，内存装不下而无法运行。●系统中作业数太多，因系统容量有限只能让少数作业先运行。问题：能否不把作业的全部信息同时装入主存储器，而让作业开始执行？如果这个问题能够解决的话，当主存空间小于作业需求量时，作业也能执行，这就使得主存空间能被充分地利用，进而用户编制程序时可以不必考虑主存储器的实际容量，允许用户的逻辑地址空间大于主存储器的绝对地址空间，对用户来说，好像计算机系统具有一个容量很大的主存储器，称为虚拟存储器。虚拟存储器的容量由计算机的地址结构和辅助存储器（如磁盘）的容量决定，与实际主存储器的容量无关。所以，虚拟存储器实际上是为扩大主存容量而采用的一种管理技巧。工作原理：以大容量的辅助存储器（如磁盘）做后盾。把作业信息保留在磁盘上，当要求装入时，只将其中一部分先装入主存储器，另一部分暂时存放在磁盘上，作业执行过程中要用到那些不在主存储器中的信息时，再把它们装到主存储器中。问题：在作业信息不全部装入主存的情况下能否保证作业的正确执行?局部性原理（理论基础）1968年P.Denning提出●程序执行时，大多数情况下是顺序执行的。●过程调用会使程序的执行轨迹从一部分内存区域转至另一部分区域，但过程调用的深度不会超过5。●程序中有许多循环语句，这些语句会重复多次执行。●程序中对数据结构的操作，往往局限在很小的范围内。局部性原理局限性的表现●时间局限性程序中的的某条指令一旦执行，不久后会再次执行。●空间局限性程序一旦访问某存储单元，不久后会访问其附近的存储单元。虚拟存储器的定义所谓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进行扩充的一种存储器系统。●离散性作业不装入连续的存储空间，内存分配采用离散分配方式。●多次性一个作业被分割，被