操作系統(tǒng)第12講

1、操作系統(tǒng)概念第十二講 內(nèi)存管理（4）本課總體綱要分頁(yè)和分段的優(yōu)缺點(diǎn)段頁(yè)式管理局部性原理系統(tǒng)顛簸內(nèi)存管理總結(jié)與習(xí)題講解分頁(yè)和分段的優(yōu)缺點(diǎn)分頁(yè)的優(yōu)點(diǎn)：不要求作業(yè)在內(nèi)存連續(xù)存放，有效的解決了碎片問(wèn)題實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)方式，提高了主存的利用率分頁(yè)的缺點(diǎn)：需要硬件支持增加了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)頁(yè)置換算法使用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生“抖動(dòng)”每個(gè)作業(yè)或進(jìn)程可能會(huì)在最后一頁(yè)產(chǎn)生內(nèi)部碎片分頁(yè)和分段的優(yōu)缺點(diǎn)分段的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)虛存方便信息共享方便動(dòng)態(tài)鏈接分段的缺點(diǎn)：需要硬件支持增加了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)段置換算法使用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生“抖動(dòng)”每個(gè)段的大小受到內(nèi)存可用區(qū)大小的限制本課總體綱要分頁(yè)和分段的優(yōu)缺點(diǎn)段頁(yè)式管理局部性原理系統(tǒng)顛簸內(nèi)存管理總結(jié)與習(xí)題講解段頁(yè)式管

2、理（1）大多數(shù)操作系統(tǒng)采用合并分頁(yè)與分段的內(nèi)存模型段頁(yè)式管理的虛擬地址空間由三部分組成：SPdw段頁(yè)式管理（2）段表長(zhǎng)度起始地址段表地址寄存器段表內(nèi)存段頁(yè)式管理（3）段表長(zhǎng)度起始地址段表地址寄存器SP d物理地址段表頁(yè)表邏輯地址聯(lián)想存儲(chǔ)器pp+d本課總體綱要分頁(yè)和分段的優(yōu)缺點(diǎn)段頁(yè)式管理局部性原理系統(tǒng)顛簸內(nèi)存管理總結(jié)與習(xí)題講解局部性原理在幾乎所有的程序的執(zhí)行中，在一段時(shí)間內(nèi)，CPU總是集中的訪(fǎng)問(wèn)程序中的某一部分，而不是隨機(jī)的對(duì)程序所有部分具有平均訪(fǎng)問(wèn)概率，人們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為“局部性原理”（principle of locality)如果不能正確的將系統(tǒng)所需要的局部段放入內(nèi)存，系統(tǒng)的效率會(huì)大大降低

3、，甚至無(wú)法工作。工作集與臨界值變換次數(shù)進(jìn)程內(nèi)存量工作集臨界值本課總體綱要帶有分頁(yè)的分段局部性原理系統(tǒng)顛簸內(nèi)存管理總結(jié)與習(xí)題講解系統(tǒng)顛簸當(dāng)給進(jìn)程分配的內(nèi)存小于所要求的工作集時(shí)，由于內(nèi)存外存之間交換頻繁，訪(fǎng)問(wèn)外存時(shí)間和輸入/輸出處理時(shí)間大大增加，反而造成CPU因等待數(shù)據(jù)空轉(zhuǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)性能大大下降，造成“系統(tǒng)顛簸”或“系統(tǒng)抖動(dòng)”顛簸導(dǎo)致CPU利用率降低OS任務(wù)進(jìn)程數(shù)量少，因此增加多道程序?qū)е翪PU利用率進(jìn)一步降低防止抖動(dòng)在進(jìn)行淘汰或置換時(shí)，把缺頁(yè)的進(jìn)程鎖住，不讓其換出頁(yè)面，調(diào)入頁(yè)面到內(nèi)存中那些暫時(shí)得不到執(zhí)行的進(jìn)程所占的內(nèi)存區(qū)域，從而擴(kuò)大缺頁(yè)進(jìn)程的工作集。內(nèi)存管理總結(jié)功能單一連續(xù)分區(qū)固定分區(qū)動(dòng)態(tài)分區(qū)

4、靜態(tài)頁(yè)式動(dòng)態(tài)頁(yè)式段式段頁(yè)式適用環(huán)境單道系統(tǒng)多道系統(tǒng)多道系統(tǒng)多道系統(tǒng)多道系統(tǒng)多道系統(tǒng)多道系統(tǒng)虛擬空間一維一維一維一維一維二維二維重定位靜態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)分配方式靜態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)釋放方式全部釋放全部釋放分區(qū)釋放全部釋放淘汰釋放淘汰釋放淘汰釋放內(nèi)存擴(kuò)充覆蓋交換覆蓋交換覆蓋交換覆蓋交換內(nèi)外存統(tǒng)一內(nèi)外存統(tǒng)一內(nèi)存統(tǒng)一共享不能不能不能較難較難方便方便本課總體綱要帶有分頁(yè)的分段局部性原理系統(tǒng)顛簸內(nèi)存管理總結(jié)與習(xí)題講解內(nèi)存管理作業(yè)解答下表給出了某系統(tǒng)中的空閑分區(qū)表，系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)分區(qū)管理策略，現(xiàn)有以下作業(yè)序列：A(96K),B(20K),C(200K)如果采用最佳適應(yīng)算法和首次適應(yīng)算法來(lái)處理

5、這些序列，請(qǐng)問(wèn)哪種算法可以滿(mǎn)足作業(yè)序列請(qǐng)求，而不需要等待。分區(qū)大小起始地址132K100K210K150K35K200K4218K220K596K530K內(nèi)存管理作業(yè)解答分段式和分頁(yè)式內(nèi)存管理的主要差別？設(shè)有一級(jí)頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，向用戶(hù)提供的邏輯空間為16頁(yè)，每頁(yè)大小為2k,物理內(nèi)存為8個(gè)存儲(chǔ)幀塊，試問(wèn)邏輯地址至少應(yīng)為二進(jìn)制多少位，內(nèi)存空間多大？?jī)?nèi)存管理作業(yè)解答在分頁(yè)存儲(chǔ)管理中，采用FIFO頁(yè)面淘汰算法，對(duì)于以下內(nèi)存引用序列，計(jì)算出內(nèi)存為3幀空閑幀和4幀空閑幀所對(duì)應(yīng)的缺頁(yè)中斷率內(nèi)存引用序列：4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5內(nèi)存管理作業(yè)解答設(shè)有一個(gè)主程序段號(hào)為2，段內(nèi)偏移為200。段表如下，