中科大操作系统原理与实现课件9_VirtualMemory1.pdf

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1、操作系统原理与设计第9章VM1（虚存1）陈香兰中国科学技术大学计算机学院2009年09月01日......提纲BackgroundDemandPagingBasicConcepts(HWsupport)PerformanceofDemandPagingCopy-on-Write小结和作业......BackgroundII指令必须被装载到内存中运行I前面的解决方案IToplacetheentirelogicaladdressinphysicalmemoryIOverlays（覆盖）IDynamicloadingIDynamiclinkingI然而I有时

2、候作业很大；有时候作业个数很多I若从物理上扩展内存，代价太高I思路：从逻辑上扩展内存......BackgroundIII虚存技术的引入I程序的有些部分根本得不到或者只有很少的运行的机会，例如某些错误处理程序I有些数据根本得不到访问的机会I程序的局部性原理(localityofreference)，1968，DenningI时间局部性、空间局部性I思路：部分装入、按需装入、置换I虚拟存储器：是指具有请求调度功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统I逻辑容量：从系统角度看：内存容量＋外存容量从进程角度看：地址总线宽度范围内；内存容量＋

3、外存容量I运行速度：接近内存I每位成本：接近外存......BackgroundIIIIVirtualmemory:separationofuserlogicalmemoryfromphysicalmemory.IOnlypartoftheprogramneedstobeinmemoryforexecutionILogicaladdressspacecanthereforebemuchlargerthanphysicaladdressspaceIAllowsaddressspacestobesharedbyseveralprocessesIAllows

4、formoreefficientprocesscreationIVirtualmemorycanbeimplementedvia:IDemandpagingI以分页技术为基础，加上I请求调页（pager）功能和页面置换功能I与对换相比，页面置换中换入换出的基本单位是页，而不是整个进程IDemandsegmentation......VirtualMemoryThatisLargerThanPhysicalMemory......虚拟存储器的特征I多次性：最重要的特征I一个作业被分成多次装入内存运行I对换性I允许在进程运行的过程中，（部分）换入换出I虚拟性

5、I逻辑上的扩充I虚拟性是以多次性和对换性为基础的。I多次性和对换性是建立在离散分配的基础上的......Virtual-addressSpaceIthevirtualaddressspaceofaprocessreferstothelogical(orvirtual)viewofhowaprocessisstoredinmemory.ITypically:0˜xxx&existsincontiguousmemoryIInfact,thephysicalmemoryareorganized(partitioned)inpageframes&thepage

6、framesassignedtoaprocessmaynotbecontiguous)MMU......Somebenifits1.SharedLibraryUsingVirtualMemory2.Sharedmemory3.speedingupprocesscreation......DemandPagingIDonotloadtheentireprograminphysicalmemoryatprogramexecutiontime.NONEED!IBringapageintomemoryonlywhenitisneededILessI/Oneede

7、dILessmemoryneededIFasterresponseIMoreusersIPageisneeded)referencetoitIinvalidreference)abortInot-in-memory)bringtomemoryISwapperVS.pagerIAswappermanipulatestheentireprocessesILazyswapperneverswapsapageintomemoryunlesspagewillbeneededISwapperthatdealswithindividualpagesisapager.

8、.....TransferofaPagedMemorytoContiguousDiskSpac