CH4 存储器管理2.pptVIP

习题： 对于如下的页面访问序列： 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 1 ， 2 ， 5 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 当内存块数量分别为 3 和 4 时，试问：使用 FIFO 、 LRU 置换算法产生的缺页中断是多少？（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断） 解答： 拼接后形成合适 大小的空闲区 淘汰一个或几个段 以形成合适大小的空闲区 需段不在内存中 阻塞请求的进程 内存中有合适的空闲区？ 从外存读入段 修改段表和内存空闲链 唤醒请求进程 返回 空闲区大小总和能否满足？ N N 请求分段中的硬件支持-2 3.地址变换机构 请求分段系统中的地址变换机构，是在分段系统地址变换机构的基础上形成的。由于被访问的段并非全在内存，所以在地址变换时，若发现所要访问的段不在内存时，必须先将所缺的段调入内存，并修改了段表之后，才能再利用段表进行地址变换。为此，在地址变换机制中又增加了某些功能，如缺段中断的请求及其处理等。 4.8.2 分段共享与保护 分段存储管理方式实现分段的共享和保护只须在每个进程的段表中，用相应的表项来指向共享段在内存中的起始地址。为了实现分段共享，应配置相应的共享段表，用来对共享段进行操作。 在系统中，用共享段表来记录了每一个共享段的段号和段长、内存始址、存在位等信息，并记录共享此分段的每个进程的情况。共享段表如下图所示。 分段共享与保护-1 其中： 共享进程计数器COUNT：记录有多少个进程需要共享该分段。 存取控制字段：说明不同的进程对该分段不同的存取权限。 段号：对于同一个共享段，不同的进程可以使用不同的段号去共享该段。 段名 段长 内存起址 状态 外存起址 共享进程计数器 COUNT 状态 进程名 进程号 段号 存取控制 FIFO 淘汰算法： 内存块为 3 时，缺页中断（或称缺页次数、页面故障）为 9 ；内存块为 4 时，缺页中断为 10 。（这似乎是一个奇怪的现象，同时也告诉我们，操作系统是一个复杂的机构，直观是靠不住的！） LRU 淘汰算法： 内存块为 3 时，缺页中断为 10 ；内存块为 4 时，缺页中断为 8 。 2.从何处调入页面 每当发生缺页请求时，系统应从何处将缺页调入内存，对于不同的系统，其所采用的方法也各不相同，可分成三种情况： （1）从文件区调入 因为进程的程序和数据原来都是作为文件而存放在文件区的，因此，对于凡是从未运行过的页面，都应从文件区调入。 * 计算机操作系统 * （2）从对换区调入 系统拥有足够的对换区空间，这时可以全部从对换区调入所需页面，以提高调页速度。为此，在进程运行前，便须将与该进程有关的文件，从文件区拷贝到对换区。 （3）向内存的页面缓冲池索取 由于共享，则进程所请求调入的页有可能已经被调入内存，显然这时可直接从页面缓冲池中找出该页并取出，这样，不仅提高了调页的速度，也可避免为该页启动磁盘。 4.7 页面置换算法 在进程运行过程中，如果发生缺页，此时内存中又无空闲块时，为了保证进程能正常运行，就必须从内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区。但将哪个页面调出，则须根据一定的页面置换算法来确定。置换算法的好坏将直接影响系统的性能，不适当的算法可能会导致进程发生“抖动”（Thrashing)。即刚被换出的页很快又被访问，需重新调入，导致系统频繁地更换页面，以致一个进程在运行中把大部分时间花费在完成页面置换的工作上，我们称该进程发生了“抖动”（颠簸）。 从理论上讲，应将那些以后不再被访问的页面换出，或把那些在较长时间内不会再被访问的页面换出。下面介绍几种常用的置换算法。 一个理论算法(最佳替换算法) 调入一页而必须淘汰一个旧页时，所淘汰的页应该是以后不再访问的页或距现在最长时间后再访问的页。 Belady算法（Optimal） ，可用来作为衡量各种具体算法的标准。 * 计算机操作系统 * 例：假定系统为某进程分配了三个物理块，并考虑有以下的页面号引用串：7，0，l，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，l，2，0，l，7，0，1。如下图所示，进程运行时先将7，0，1三个页面装入内存。当进程访问页面2时，产生缺页中断，此时OS根据最佳置换算法，页面7将在第18次才被访问，是三页中将最久不被访问的页面，所以被淘汰。接着访问页面0时，发现已在内存中，而不会产生缺页中断，以此类推。从图可以看出，采用最佳置换算法，只发生了6次页面置换。 最佳（Optimal）置换算法