文档介绍：第6章虚拟存储管理
本章要点
●虚拟存储器的引入
●请求页式存储管理
●请求段式存储管理
2017/12/1
●
前面介绍的存储管理方案要求进程全部装入内存才可运行。但这会出现两种情况:
●有的进程因太大,内存装不下而无法运行。
●系统中进程数太多,因系统容量有限只能让少数进程先运行。
2017/12/1
提出局部性原理(理论基础):
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;相应的,它所访问的存储空间也局限于某个区域。
●程序执行时,大多数情况下是顺序执行的。
●过程调用会使程序的执行轨迹从一部分内存区域转至另一部分区域, 但过程调用的深度不会超过5。
●程序中有许多循环语句,这些语句会重复多次执行。
●程序中对数据结构的操作,往往局限在很小的范围内。
局部性原理
局部性的表现
●空间局部性
程序一旦访问某存储单元,不久后会访问其附近的存储单元。
●时间局部性
程序中的某条指令一旦执行,不久后会再次执行。
程序中的某个数据结构一旦被访问,不久后会再次被访问。
虚拟存储器
●进程运行时,不全部装入内存,仅将当前要运行的那部分装入内存。
●当进程访问不在内存的那部分程序和数据时,再将其装入内存。
●若此时内存已满,将暂时不用的部分程序和数据换出,腾出空间。
从用户的角度看,系统具有的内存容量比实际大得多,
所以称为虚拟存储器。
虚拟存储器的定义
虚拟存储器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。
●离散性(实现虚拟存储器的基础)
进程不装入连续的存储空间,内存分配采用离散分配方式。
●多次性
一个进程被分割,多次调入内存。
●对换性
进程在运行过程中允许将部分程序和数据换进、换出内存。
●虚拟性(实现虚拟存储器的重要目标)
从逻辑上扩充了内存的容量。
虚拟存储器的特征
●状态位P:记录该页是否在内存。P=1该页在内存;
P=0该页不在内存。
●访问字段A:记录该页多长时间没有被访问。
●修改位M:记录该页在内存期间是否被修改过。
M=1该页调入内存后被修改过;
M=0该页调入内存后未被修改过。
●外存地址: 该页在外存的地址。
页表的扩充
●
●在页式存储管理的基础上,进程的页根据需要请求调入内存,称为请求页式存储管理。
缺页中断机构
缺页中断是一种特殊的中断。主要表现在:
●在指令执行期间产生和处理中断信号。
●一条指令执行期间,可能产生多次缺页中断。
缺页中断:
当要访问的页不在内存,产生一个缺页中断,请求操作系统将所缺的页调入内存。
地址变换机构
在页式存储管理基础上增加的功能:
●产生和处理缺页中断
●从内存换出一页
从外存调入一页
请求页式存储管理驻留集管理
驻留集管理包括以下内容:
●分配给进程的物理块数
●分配策略——固定的?还是可变的?
●置换策略——局部置换?还是全局置换?
驻留集:在某段时间间隔内,进程要访问的页面集合。