操作系統(tǒng)存儲(chǔ)管理ppt課件.ppt

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1、進(jìn)程與外存對(duì)應(yīng)關(guān)系界地址每進(jìn)程占一組外存連續(xù)塊；每進(jìn)程占二組外存連續(xù)塊（雙對(duì)界）。頁式內(nèi)存一頁，外存一塊。段式每段占外存若干連續(xù)塊。段頁式內(nèi)存一頁，外存一塊。6.5虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)無虛擬問題不能運(yùn)行比內(nèi)存大的程序；進(jìn)程全部裝入內(nèi)存，浪費(fèi)空間（進(jìn)程活動(dòng)具有局部性)。單控制流的進(jìn)程需要較少部分在內(nèi)存；多控制流的進(jìn)程需要較多部分在內(nèi)存。虛擬存儲(chǔ)進(jìn)程部分裝入內(nèi)存，部分（或全部）裝入外存，運(yùn)行時(shí)訪問在外存部分動(dòng)態(tài)調(diào)入，內(nèi)存不夠淘汰。6.5.1虛擬頁式存儲(chǔ)系統(tǒng)基本原理進(jìn)程運(yùn)行前：全部裝入外存，部分裝入內(nèi)存。進(jìn)程運(yùn)行時(shí)：訪問頁不在內(nèi)存，發(fā)

2、生缺頁中斷，中斷處理程序：找到訪問頁在外存的地址；在內(nèi)存找一空閑頁面；如沒有，按淘汰算法淘汰一個(gè)；如需要，將淘汰頁面寫回外存，修改頁表和總頁表；讀入所需頁面（切換進(jìn)程）；重新啟動(dòng)中斷指令。6.5.1虛擬頁式存儲(chǔ)管理(Cont.)虛擬頁式存儲(chǔ)管理地址映射指令給出邏輯地址(p,d)由p查快表得到f查到f、d合并得物理地址0≤p≤l-1越界中斷由b、p查找頁表得f該頁在內(nèi)存缺頁中斷保存現(xiàn)場有空閑頁框選一頁面淘汰該頁面修改過寫回外存讀入所需頁面更新頁表和快表恢復(fù)現(xiàn)場FFFTTT(f,d)?快表如快表滿，淘汰一表項(xiàng)硬件完成軟件完成

3、Tf、d合并得物理地址對(duì)頁表的改進(jìn)：對(duì)快表的改進(jìn)：邏輯頁號(hào)…p.........…......頁框號(hào)外存塊號(hào)內(nèi)外標(biāo)識(shí)訪問權(quán)限修改標(biāo)志fb’(0,1){r,w,e}(0,1)......…............…...邏輯頁號(hào)頁框號(hào)訪問權(quán)限修改標(biāo)志pf{r,w,e}(0,1)......…...6.5.1.2內(nèi)存頁框分配策略（靜態(tài)策略）1.平均分配如內(nèi)存128頁，進(jìn)程25個(gè)，每個(gè)進(jìn)程5個(gè)頁架2.按進(jìn)程長度比例分配pi共si個(gè)頁面；S=?si；內(nèi)存共m個(gè)頁架ai=(si/S)?m3.按進(jìn)程優(yōu)先級(jí)比例分配4.按進(jìn)程長度和優(yōu)先

4、級(jí)別比例分配靜態(tài)策略沒有反映：(1)程序結(jié)構(gòu)；(2)程序在不同時(shí)刻的行為特性。6.5.1.3外存塊的分配策略1.靜態(tài)分配外存保持進(jìn)程的全部頁面：優(yōu)點(diǎn)：速度快--淘汰時(shí)不必寫回(未修改情況)缺點(diǎn)：外存浪費(fèi)2.動(dòng)態(tài)分配外存僅保持進(jìn)程不在內(nèi)存的頁面：優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省外存缺點(diǎn)：速度慢--淘汰時(shí)必須寫回6.5.1.4頁面調(diào)入時(shí)機(jī)1.請調(diào)(demandpaging)uponpagefault,發(fā)生缺頁中斷時(shí)調(diào)入。2.預(yù)調(diào)(prepaging)beforepagefault,將要訪問時(shí)調(diào)入(根據(jù)程序順序行為，不一定準(zhǔn)）預(yù)調(diào)必須輔以請調(diào)。用于

5、：頁淘汰、段淘汰、快表淘汰。Objective:lowestpage-faultrate.1.最佳淘汰算法(OPT--optimal)淘汰將來最長時(shí)間以后才用到的。效率最高，notfeasible。60120304230321201601666222226000040001133311?????????6.5.1.5置換算法(replacementalgorithm)2.先進(jìn)先出(FIFO)淘汰最先調(diào)入的。依據(jù):先進(jìn)入的可能已經(jīng)使用完畢。實(shí)現(xiàn)：隊(duì)列negativecase:有些代碼和數(shù)據(jù)可能整個(gè)程序運(yùn)行中用到。Belad

6、y異常:例子：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5內(nèi)存3個(gè)物理頁面：頁故障率=9/12內(nèi)存4個(gè)物理頁面：頁故障率=10/12FIFO淘汰算法(belady異常)1234125123451114445552221113333322241234125123451111555544222211115333322224444333頁故障率=10/12頁故障率=9/12訪問序列:訪問序列:內(nèi)存頁面:內(nèi)存頁面:3.使用過最久的先淘汰（LRU）淘汰最近一次訪問距當(dāng)前時(shí)間最長的。Replacepagethathasn’tbee

7、nusedforthelongestperiodoftime.實(shí)現(xiàn)：stack當(dāng)一頁面被訪問時(shí),從棧中取出壓到棧頂,棧底是:LRUpage.例子：referencestring:4,7,0,7,1,0,1,2,1,2,7,1,22107472104StackbeforeaStackbeforebabLRU算法60120304230321201601666224440111000000333001133222226????????????4.最近不用的先淘汰(notusedrecently)淘汰最近一段時(shí)間未用到的。實(shí)現(xiàn)：

8、每頁增加一個(gè)訪問標(biāo)志，訪問置1，定時(shí)清0，淘汰時(shí)取標(biāo)志為0的。LRU算法的近似：Referencestring:2,3,5,6,4,2,5,6,7,5,6,8,標(biāo)志清0選擇淘汰LRU：3NUR：2，3，4任意5.最不經(jīng)常使用的先淘汰(LFU)淘汰使用次數(shù)最少的。依據(jù):活躍訪問頁面應(yīng)有較大的訪問次數(shù).Suffer:(1