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第七章 虚拟存储器 三、虚存的2种实现方式 请求分页系统和请求分段系统。 1、硬件支持：页/段表扩充，缺页/段中断，地址变换 2、操作系统必须有管理页或段在主存和辅存之间移动的软件。 7.4 操作系统软件一、读取策略 二、放置策略 决定进程块驻留在主存什么位置。 分段：最佳适配，首次适配。 分页：如何放置没有关系。 非一致存储访问多处理器：机器中分布的共享内存可以被机器的任何处理器访问。 访问特定物理单元所需要的时间随着处理器和内存之间的距离而变化。 依赖于驻留集的位置与使用数据处理器间的距离。 因此，希望把页分配到能够提供最佳性能的内存。 三、替换策略 “抖动”(Thrashing)：刚刚被换出的页很快又被访问，需再次调入。使进程花费大部分时间进行页面的置换，称进程发生了“抖动”。 1、帧锁定 2、基本算法 （1）最佳算法OPT 选择替换下次访问距当前时间最长的那些页。 最少的页错误 不可能实现，作为一种标准来衡量其他算法。 （2）最近最少使用LRU 替换主存中上次使用距当前最远的页。 （3）先进先出FIFO 替换主存中时间最长的页。 三种算法比较： LRU效果好，但需要大量的开销（时间标签，维护访问页的栈） FIFO实现简单但性能差。 OPT只能作为衡量依据。 （4）时钟策略 a、某一页首次装入主存中的某一帧时，使用位为1，指针下移。 b、该页随后被访问到时，它的使用位为1。指针不移动。 c、替换时，查找使用位为0的帧，若找到，发生页面替换后，指针下移，每遇到使用位为1的帧重新置0，指针后移。 d、若所有位为1，把所有位置0，并且指针停留下最初位置，替换该帧的页，替换后，指针后移。 四、驻留集管理 驻留集：进程执行中的任何时候在主存中那部分集合。 固定分配：为一个进程分配固定数目的帧。 可变分配：分配给一个进程的页帧在进程的生命周期中不断发生变化。 七、清除策略 用于确定何时将一个被修改过的页写回辅存 1、请求式清除 只有当一页被选择用于替换时才别写回辅存 2、预约式清除 将这些被修改的多个页在需要用到它们所占据的页帧之前成批地写回辅存。 八 加载控制 确定驻留在主存中的进程数目，称为多道程序设计级。 * 7.4 请求式段页式管理Combined Paging and Segmentation 1、基本概念 分页对程序员是透明的，消除外部碎片，有效使用主存 Paging is transparent to the programmer 分段对程序员是可见的。处理不断增长的数据结构能力，支持共享和保护。 Segmentation is visible to the programmer 用户地址空间被程序员划分为多个段，每个段划分为多个固定大小的页。 Each segment is broken into fixed-size pages * 1、Combined Segmentation and Paging * 2、段页式系统中的地址转换 * 3、保护与共享 1、读策略确定一页合适取入主存 请求式分页：只有当访问到某一页的一个单元时才将该页取入主存。 预约式分页：读取的页并不是页错误请求的页。 适应于：进程第一次启动和发生页错误时。 与交换的区别：交换以作业为单位。 * 计算机操作系统 为避免抖动的发生，应选择合适的置换算法。 一、最佳置换算法 二、先进先出置换算法（FIFO）（例） 三、最近最久未使用置换算法(Least Recently Used) 思想：记录页面上次被访问的时间，选择最近最久未使用的页面淘汰。（例） 比较FIFO与LRU得出何结论？ 页面置换算法（续1） * * * * 4、Comparison of Placement Algorithms * 计算机操作系统 分配算法 分配：固定/可变； 置换：局部/全局。 1、固定分配，局部置换； 2、可变分配，全局置换； 先分配一定数额，OS保留一个空闲页框队列。进程缺页时，申请新页框：有，追加分配； 无，全局置换。 3、可变分配，局部置换； 先分配一定数额，OS保留一个空闲页框队列。进程缺页时，申请新页框：有，追加分配；