计算机操作系统课件1

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1、第七章虚拟存储器计算机系统中的另一个虚拟技术——虚存,通过交换技术将外存作为内存的扩充使用，解决内存容量过小的问题。7.1虚存管理的基本概念让程序的一部分装入主存是否可行？一、局部性原理程序执行过程中的一个较短时期，指令地址和操作数地址分别局限于一定区域。7.1虚存管理的基本概念1.局部性可表现为A）时间局部性B）空间局部性时间局部性空间局部性步长为1步长为K的引用模式，空间局部性随步长增加而下降7.1虚存管理的基本概念intsummatrix(inta[M][N]){inti,j,sum=0;for(j=0;j

2、++)for(i=0;i

3、存储的基本原理程序运行前，不必全部装入内存。程序运行时，缺页或缺段，由OS调入相应页和段OS将暂时不用的段和页调出到外存上三、虚存的定义虚存具有请求调入功能和置换功能用户感觉有一个大容量的主存（虚拟性）7.1虚存管理的基本概念四、引入虚存技术的好处1.在小内存中执行较大的程序2.提供大于内存空间的用户空间3.内存可容纳更多程序并发执行4.编程时，时空开销不再成为问题五、虚存技术的特征1.离散性2.对换性3.多次性4.虚拟性六、虚存技术的种类虚拟页式虚拟段式虚拟段页式7.2请求分页一、请求分页原理1.等分主存为“块”2.作

4、业先存于外存文件区3.作业运行前至少装入执行所需的最少页面4.作业运行时，缺页，OS将其调入7.2请求分页二、请求分页中的硬件支持请求分页系统比纯分页系统复杂，需要提供更多硬件支持1.页表机制：需增设几项2.缺页中断机构：与普通中断不同3.地址变换机构:增加产生和处理中断功能、页面置换功能7.2请求分页三、请求分页中的地址变换过程逻辑地址（未越界）查快表有记录形成物理地址无记录查页表在主存在辅存登记入快表发缺页中断保护现场有空块？无选择调出页面有装入所需页面调整页表并恢复现场硬件地址变换过程OS处理缺页中断过程7.2请求

5、分页四、调度、分配和清除策略1.调页策略（1）何时调入页面:请求调页、预调页（2）何处调入页面：交换区、文件区（3）页面调入过程7.2请求分页2.物理块的分配策略（1）固定分配，局部置换（2）可变分配，全局置换（3）可变分配，局部置换3.清除策略（1）请求清除（2）预清除7.2请求分页五、缺页率和抖动1.缺页率缺页率：缺页中断发生的概率缺页率＝缺页次数/内存访问次数（1）影响缺页率的因素：a）页面大小b）分配给进程的块数7.2请求分页2.抖动页面在内外存间频繁调度的现象原因：1）分配给进程的物理块数太少2）页面淘汰算法不

6、合理7.3页面置换算法一、最佳置换算法（OPT）每次置换不再访问或最久才会访问的页面具有理论价值二、先进先出置换算法（FIFO）淘汰最先调入主存的页面可能出现Belady现象7.3页面置换算法三、最近最久未使用置换算法（LRU）淘汰最近一段时间最久未访问的页四、轮转置换算法（Clock）最近未使用置换算法（NRU）简单Clock算法改进的Clock算法（1）页面分为4类（2）算法：a.找第一类页面b.找第二类页面,并将访问位置0c.重复查找第一、第二类页面7.3页面置换算法五、最少使用算法（LFU）选择到当前为止被访问次

7、数最少的页面淘汰六、页面缓冲算法（PBA）是FIFO算法的发展，采用预清除策略。（1）按FIFO次序，预选一个被淘汰的本进程页面，将页面放入两个链表之一：空闲页面链表、已修改页面链表。（2）调入页面时，使用空闲页面链表的页。（3）已修改页面链表中的页达到一定数量时，一起调出到外存。7.4请求分段一、请求分段原理1.程序运行前，调入一个或若干个程序段2.运行时，缺段，则请求OS调入段二、地址变换1.段表：增加表项2.缺段中断3.地址变换过程7.4请求分段逻辑地址（未越界）查快表有记录形成物理地址无记录查段表在主存在辅存登记

8、入快表发缺段中断保护现场无选择调出若干段有装入所需段调整段表并恢复现场硬件地址变换过程OS处理缺段中断过程有空闲区？7.4请求分段三、段的保护与共享1.段的保护目的:a)保护系统程序区不被用户侵犯（有意或无意）b)不允许用户读写不属于自己地址空间的数据。7.4请求分段措施：a）越界检查：段表寄存器段表中段长字段b）存