左万历全套配套课件计算机操作系统教程第3版 06第六章 存储管理21.ppt

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1、6.4外存资源管理外存空间划分静态等长，2i,称为一块(block)，块是外存分配的基本单位，也是IO传输的基本单位。外存空间分配空闲块链(慢)空闲块表(UNIX)字位映像图Swap空间File空间输入井输出井进程与外存对应关系界地址每进程占一组外存连续块；每进程占二组外存连续块（双对界）。页式内存一页，外存一块。段式每段占外存若干连续块。段页式内存一页，外存一块。6.5虚拟存储系统无虚拟问题不能运行比内存大的程序；进程全部装入内存，浪费空间（进程活动具有局部性)。单控制流的进程需要较少部分在内存；多控制流的进程需要较多部分在内存。虚拟存储进程部分装入内存，部分（或全部

2、）装入外存，运行时访问在外存部分动态调入，内存不够淘汰。6.5.1虚拟页式存储系统基本原理进程运行前：全部装入外存，部分装入内存。进程运行时：访问页不在内存，发生缺页中断，中断处理程序：找到访问页在外存的地址；在内存找一空闲页面；如没有，按淘汰算法淘汰一个；如需要，将淘汰页面写回外存，修改页表和总页表；读入所需页面（切换进程）；重新启动中断指令。对页表的改进：对快表的改进：逻辑页号…p.........…......页框号外存块号内外标识访问权限修改标志fb’(0,1){r,w,e}(0,1)......…............…...逻辑页号页框号访问权限修改标志p

3、f{r,w,e}(0,1)......…...6.5.1.2内存页框分配策略（静态策略）1.平均分配如内存128页，进程25个，每个进程5个页架2.按进程长度比例分配pi共si个页面；S=si；内存共m个页架ai=(si/S)m3.按进程优先级比例分配4.按进程长度和优先级别比例分配静态策略没有反映：(1)程序结构；(2)程序在不同时刻的行为特性。6.5.1.3外存块的分配策略1.静态分配外存保持进程的全部页面：优点：速度快--淘汰时不必写回(未修改情况)缺点：外存浪费2.动态分配外存仅保持进程不在内存的页面：优点：节省外存缺点：速度慢--淘汰时必须写回6.5.1.

4、4页面调入时机1.请调(demandpaging)uponpagefault,发生缺页中断时调入。2.预调(prepaging)beforepagefault,将要访问时调入(根据程序顺序行为，不一定准）预调必须辅以请调。用于：页淘汰、段淘汰、快表淘汰。Objective:lowestpage-faultrate.1.最佳淘汰算法(OPT--optimal)淘汰将来最长时间以后才用到的。效率最高，notfeasible。601203042303212016016662222260000400011333116.5.1.5淘汰算法(replacement

5、algorithm)2.先进先出(FIFO)淘汰最先调入的。依据:先进入的可能已经使用完毕。实现：队列negativecase:有些代码和数据可能整个程序运行中用到。Belady异常:例子：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5内存3个物理页面：页故障率=9/12内存4个物理页面：页故障率=10/12FIFO淘汰算法(belady异常)1234125123451114445552221113333322241234125123451111555544222211115333322224444333页故障率=10/12页故障率=9/12访问序列:访问序列:内存页面

6、:内存页面:3.使用过最久的先淘汰（LRU）淘汰最近一次访问距当前时间最长的。Replacepagethathasn’tbeenusedforthelongestperiodoftime.实现：stack当一页面被访问时,从栈中取出压到栈顶,栈底是:LRUpage.例子：referencestring:4,7,0,7,1,0,1,2,1,2,7,1,22107472104StackbeforeaStackbeforebabLRU算法601203042303212016016662244401110000003330011332222264.最近不

7、用的先淘汰(notusedrecently)淘汰最近一段时间未用到的。实现：每页增加一个访问标志，访问置1，定时清0，淘汰时取标志为0的。LRU算法的近似：Referencestring:2,3,5,6,4,2,5,6,7,5,6,8,标志清0选择淘汰LRU：3NUR：2，3，4任意5.最不经常使用的先淘汰(LFU)淘汰使用次数最少的。依据:活跃访问页面应有较大的访问次数.Suffer:(1)前期使用多，但以后不用，难换出；(2)刚调入的页面，引用少，被换出可能大。实现：记数器，调入清0，访问增1，淘汰选取最小者。6.最经常使用的先淘汰(