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计算机操作系统 中央广播电视大学开放教育试点课程 4.3 分页存储管理技术  4.4 分段存储管理技术 4.5 段页式存储管理技术存储管理技术 *4.6 虚存中的置换算法 * * 辅导教师 孙文柱 计算机操作系统 第一章 操作系统引论 第二章 进程管理 第三章 处理机管理 第四章 存储管理 第五章 文件系统 第六章 设备管理 第七章 中断和信号机构 第八章 死锁 第九章 现代操作系统和系统管理 一、虚拟存储器的概念 1、引入虚拟存储器的目的 完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作 2、理论依据 （1）程序中往往含有不会被执行的代码 （2）为数组、队列、表格等数据结构分配的内存空间  要大于他们的实际需要 （3）一个程序的某些任选和特殊性能很少被用到 （4）局部性原理 3、虚拟存储器的概念 拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。 4、虚拟存储器的特征 （1）虚拟扩充：不是物理上、而是逻辑上扩充了内存容量；（2）部分装入：每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分；（3）离散分配：不必占用连续的内存空间，而是见缝插针；（4）多次对换：所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。 二、分页的概念 1、分页 基本方法： （1）逻辑空间分页 （2）内存空间分块 （3）逻辑地址表示 页内地址 的d 页号p 31 12 11 0 p=INT[A/L] d=[A] MOD L 如：A=3456 页面大小 L=1KB,则p=3,d=384 （4）内存分配原则 示意图：图4-16 2、分页系统中的地址映射 如图 4-17 三、请求分页的基本思想 基本思想 请求式分页，不一次装入内存 数据结构 页表（每个作业一个） 存储分块表（整个系统一个） 如图：4-18 四、硬件支持及缺页处理 1、页表机制 外存地址 引用位 状态位 改变位 内存块号 页号 2、缺页中断机构 如图4-19 3、具有快表的地址转换机构 如图4-20 五、页的共享和保护 1、页的共享 如图4-21 2、页的保护 （1）基址、限长寄存器 （2）存取控制字段 R,RW,RX 一、分段存储管理的基本概念 1、分段 完成用小的内存实现在大的虚空间中程序的运行工作 2、程序的地址结构 段内地址d 段号S 31 16 15 0 3、内存分配 段内连续，段间离散 4、段表和段表地址寄存器 段表： 段表地址寄存器 段基址+段表长度 外存始址 修改位 访问位 状态位 存取方式 段基址 段长 段号 * 5、分页和分段的主要区别 （1）页是信息的物理单位 段是信息的逻辑单位 （2）页的大小是由系统固定的 段的长度由用户决定 （3）分页的地址空间是一维的 分段的地址空间是二维的 1、段表机制 二、分段存储管理的基本原理 外存始址 修改位 访问位 状态位 存取方式 段基址 段长 段号 2、地址转换 如图：4-23 3、缺段中断 1、存取控制 2、段表本身 3、保护环 环可访问同环内或环号更大的环中的数据段 环可调用同环内或环号更小的环中的服务 三、段的共享和保护 一、基本原理 1、物理空间等分内存（分块） 2、地址空间分段 3、段内分页 4、逻辑地址结构 页内地（d） 段内页号（p） 段号（s） 5、段表、页表和段表地址寄存器 二、地址转换过程 如图4-25 一、几个概念 抖动： 刚被换出的页，很快又被访问，又需将它调入而将另一页换出，如此频繁更换页面，系统好象很忙，但实际效率却很低，这种现象称为“抖动” 页面算法优劣： 通过在一个特定存储序列上运行它，并计算缺页数量来 实现 页面走向： 存储访问序列 ***一、几个页面置换算法 1、FIFO(先进先出) 如图：4-26 2、OPT（最佳置换法） 只具有理论意义 3、LRU（最近最少使用置换法） 如图：4-28 4、NRU（最近未使用置换法）