计算机操作系统第5章要点word版本.ppt

《计算机操作系统第5章要点word版本.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、计算机操作系统第5章要点5.1.1常规存储管理方式的特征和局部性原理1.常规存储器管理方式的特征我们把前一章中所介绍的各种存储器管理方式统称为传统存储器管理方式，它们全都具有如下两个共同的特征：(1)一次性(2)驻留性2.局部性原理程序运行时存在的局部性现象，很早就已被人发现，但直到1968年，P.Denning才真正指出：程序在执行时将呈现出局部性规律，即在一较短的时间内，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。　　局限性又表现在下述两个方面：(1)时间局限性。程序中的某条指令被执行，不久后会再次执行；某个数据被访问，不久后将再次被访问

2、。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。(2)空间局限性。程序访问了某个存储单元，不久后，其附近的存储单元也将被访问。3.虚拟存储器的基本工作情况基于局部性原理可知，应用程序在运行之前没有必要将之全部装入内存，而仅须将那些当前要运行的少数页面或段先装入内存便可运行，其余部分暂留在盘上。5.1.2虚拟存储器的定义和特征1.虚拟存储器的定义当用户看到自己的程序能在系统中正常运行时，他会认为，该系统所具有的内存容量一定比自己的程序大，或者说，用户所感觉到的内存容量会比实际内存容量大得多。但用户所看到的大容量只是一种错觉，是虚的，故人们把这样的存储器称为虚拟存

3、储器。虚拟存储器，是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统。或是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。2.虚拟存储器的特征与传统的存储器管理方式比较，虚拟存储器具有以下三个重要特征：(1)多次性：是指一个作业被分成多次来调入内存，即作业运行时不需将其全部装入内存，只需将当前要运行的那部分程序和数据装入，以后运行到某些部分时再将其调入。(2)对换性：是指允许作业中的程序和数据，在作业运行过程中换进、换出。(3)虚拟性：是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。虚拟性以多次性和对换性为基础，多次

4、性和对换性以离散分配为基础。5.1.3虚拟存储器的实现方法1.分页请求系统：这是在分页系统的基础上增加请求调页和页面置换功能形成的页式虚拟存储系统。允许只装入若干页(非全部）的用户程序和数据，便可启动运行。以后利用请求调页和页面置换功能完成作业的运行。置换时以页为单位。对此，系统须提供必要的硬件支持和相应的软件。1)硬件支持　　主要的硬件支持有：(1)请求分页的页表机制。(2)缺页中断机构。(3)地址变换机构。2)实现请求分页的软件：实现请求调页的软件和实现页面置换的软件。2.请求分段系统：这是在分段系统的基础上增加请求调段和分段置换功能后而形成的段式虚拟存储系统。1

5、)硬件支持　　主要的硬件支持有：(1)请求分段的段表机制。(2)缺页中断机构。(3)地址变换机构。2)软件支持：实现请求调段的软件和实现段置换的软件。目前也有建立在段页式系统基础上的段页式虚拟存储系统。5.2请求分页存储管理方式5.2.1请求分页中的硬件支持为了实现请求分页，系统必须提供一定的硬件支持。计算机系统除了要求一定容量的内存和外存外，还需要有请求页表机制、缺页中断机构以及地址变换机构。1.请求页表机制在请求分页系统中需要的主要数据结构是请求页表，其基本作用仍然是将用户地址空间中的逻辑地址映射为内存空间中的物理地址。为了满足页面换进换出的需要，在请求页表中又增

6、加了四个字段。这样，在请求分页系统中的每个页表应含以下诸项：页号物理块号状态位P访问字段A修改位M外存地址又称存在位，用于指示该页是否已调入内存，供程序访问时参考。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。指示该页在调入内存后是否被修改过。若未被修改，在置换该页时就不需将该页回写到外存，否则，就要回写到外存。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。2.缺页中断机构每当所要访问的页面不在内存时，便要产生一次缺页中断，请求OS将所缺之页调入内存。缺页中断虽要经历与一般中断相同的几个步骤，但它是一

7、种特殊的中断，与一般中断的区别主要是：（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。通常CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达。有则响应，无则继续执行下一条指令。而缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令和数据不在内存时产生和处理的。（2）一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断。这时硬件机构应能保存多次中断时的状态，并保证最后能返回到中断前产生缺页中断的指令处，继续执行。B:A:CopyAToB例如：执行COPYATOB这条指令时，可能要产生6次缺页中断654321页面3.地址变换机构请求分页系统中的地址变换机构是在分页