操作系统_虚拟内存_CCH10.pptxVIP

Module10:VirtualMemory;Background;（1）虚拟存储器的基本概念;局限性表现为：

时间局限性：如果程序中的某条指令一旦执行，则不久的将来该指令可能再次被执行；如果某个存储单元被访问，则不久以后该存储单元可能再次被访问。产生时间局限性的典型原因是在程序中存在着大量的循环操作。

空间局限性：一旦程序访问了某个存储单元，则在不久的将来，其附近的存储单元也最有可能被访问。即程序在一段时间内所访问的地址，可能集中在一定的范围内，其典型原因是程序是顺序执行的。;Background;Background;Background;Background;虚拟存储器实现方式;DemandPaging;请求分页存储管理方式;其中各字段说明如下：

状态位（存在位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，或最近已有多长时间未被访问，提供给置换算法选择换出页面时参考。

修改位M：表示该页在调入内存后是否被修改过。由于内存中的每一页都在外存上保留一份副本，因此，若未被修改，在置换该页时就不需将该页写回到外存上，以减少系统的开销和启动磁盘的次数；若已被修改，则必须将该页重写到外存上，以保证外存中所保留的始终是必威体育精装版副本。

外存地址：用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时使用。;请求分页中的硬件支持;请求分页中的硬件支持;;Valid-InvalidBit;PageFault;Stepsinhandlingapagefault;Whathappensifthereisnofreeframe?;Whathappensifthereisnofreeframe?;调入策略、分配策略和清除策略;页面调入策略;页面调入策略;页面调入策略;PerformanceofDemandPaging;缺页率

假定作业Ji共有m页，系统分配给它的主存块为n块，这里mn。开始时，主存没有装入任何一页的信息。如果作业Ji在运行中成功访问的次数为S，不成功的访问次数为F(产生缺页中断的次数)，则作业执行过程中总的访问次数为A.

A=S（成功访问的次数）+F（不成功的访问次数）

作业Ji执行过程中的缺页率f=F/A。;PerformanceofDemandPaging;DemandPagingExample;PageReplacement;ReplacementAlgorithms;ReplacementAlgorithms;先进先出（FIFO）置换算法;先进先出（FIFO）置换算法;First-In-First-Out(FIFO)Algorithm;页面置换算法;页面置换算法;最佳（Optimal）置换算法;OptimalAlgorithm;最近最久未使用置换算法;LeastRecentlyUsed(LRU)Algorithm;LRUAlgorithm(Cont.);LRU近似算法;LRU近似算法;LRU近似算法举例;LRUApproximationAlgorithms;CountingAlgorithms;AllocationofFrames;页面分配;页面分配;页面分配;页面分配;页面分配;页面分配;FixedAllocation;PriorityAllocation;Globalvs.LocalAllocation;Thrashing;ThrashingDiagram;Working-SetModel;FaultFrequencyScheme;OtherConsiderations;OtherConsideration(Cont.);DemandSegmentation;请求分段存储管理方式;1.请求分段中的硬件支持;1.请求分段中的硬件支持;

2)缺段中断机构;3)地址变换机构;;分段共享与保护;2.分段共享与保护;存储共享;存储共享;共享段的分配与回收;存储保护;存储保护类型

界限保护（上界寄存器/下界寄存器或基址寄存器/限长寄存器）：所有访问地址必须在上下界之间；每个进程都有自己独立的进程空间，如果一个进程在运行时所产生的地址在其地址空间之外，则发生地址越界。当程序要访问某个内存单元时，由硬件检查是否允许，如果允许则执行，否则产生地址越界中断，由操作系统进行相应处理。;访问方式保护（保护键）：通过保护键匹配来判断存储访问方式是否合法。对于允许多个进程共享的存储区域，每个进程都有自己的访问权限。如果一个进程对共享区域的访问违反了权限规定，则发生操作越权(即读写保护)。对每个内存区域