操作系统_虚拟内存_CCH10.ppt

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1、Module10:VirtualMemoryBackground（背景）DemandPaging（请求页式）PerformanceofDemandPaging（请求页式的性能）PageReplacement（页置换）Page-ReplacementAlgorithms（页置换算法）AllocationofFrames（页框的分配）Thrashing（颠簸）OtherConsiderations（其他考虑）DemandSegmenation（请求段式）AppliedOperatingSystemConceptsBackgroundVirtualmemory–separationofuser

2、logicalmemoryfromphysicalmemory.（虚拟内存—物理内存和用户逻辑内存的区分）局部性原理(principleoflocality)时间局部性，空间局部性Onlypartoftheprogramneedstobeinmemoryforexecution（只有部分运行的程序需要在内存中）.Logicaladdressspacecanthereforebemuchlargerthanphysicaladdressspace（因此，逻辑地址空间能够比物理地址空间大）.Needtoallowpagestobeswappedinandout（必须允许页面能够被换入和换出）

3、.Virtualmemorycanbeimplementedvia（虚拟内存能够通过以下手段来执行）:Demandpaging（请求页式）Demandsegmentation（请求段式）AppliedOperatingSystemConcepts（1）虚拟存储器的基本概念1.虚拟存储器的引入1)局部性原理在一段时间内，程序的执行仅局限于某个部分；相应地，它所访问的存储空间也局限于某个区域内。那么程序为什么会出现局部性规律呢？原因可以归结为以下几点：程序在执行时，除了少部分的转移和过程调用指令外，大多数仍是顺序执行的。子程序调用将会使程序的执行由一部分内存区域转至另一部分区域。但在大多数情

4、况下，过程调用的深度都不超过5。程序中存在许多循环结构，循环体中的指令被多次执行。程序中还包括许多对数据结构的处理，如对连续的存储空间——数组的访问，往往局限于很小的范围内。AppliedOperatingSystemConcepts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

5、因是程序是顺序执行的。AppliedOperatingSystemConceptsBackground虚拟存储的基本原理根据局部性原理，一个作业在运行之前，没有必要把全部作业装入内存，而仅将那些当前要运行的那部分页面或段，先装入内存便可启动运行，其余部分暂时留在磁盘上程序在运行时如果它所要访问的页（段）已调入内存，便可继续执行下去；但如果程序所要访问的页（段）尚未调入内存（称为缺页或缺段），此时程序应利用OS所提供的请求调页（段）功能，将它们调入内存，以使进程能继续执行下去。如果内存已满，无法再装入新的页（段），则还须再利用页（段）的置换功能，将内存中暂时不用的页（段）调出至磁盘上，腾出

6、足够的内存空间后，再将所要访问的页（段）调入内存，使程序继续执行下去。这样，便可使一个大的用户程序在较小的内存空间中运行；也可使内存中同时装入更多的进程并发执行。从用户角度看，该系统所具有的内存容量，将比实际内存容量大得多，人们把这样的存储器称为虚拟存储器。AppliedOperatingSystemConceptsBackground引入虚拟存储技术的好处可在较小的可用内存中执行较大的用户程序可在内存中容纳更多程序并发执行不必影响编程时的程序结构（与覆盖技术比较）提供给用户可用的虚拟内存空间通常大于物理内存(realmemory)AppliedOperatingSystemConcep

7、tsBackground虚拟存储技术的特征离散性：指在内存分配时采用离散的分配方式，它是虚拟存储器的最基本的特征。多次性：指一个作业被分成多次调入内存运行，即在作业运行时没有必要将其全部装入，只须将当前要运行的那部分程序和数据装入内存即可。多次性是虚拟存储器最重要的特征。对换性：指允许在作业的运行过程中在内存和外存的对换区之间换进、换出。虚拟性：指能够从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远大于实际内存容量。AppliedOp