第3章存儲(chǔ)系統(tǒng)及存儲(chǔ)管理5存儲(chǔ)器管理概述

3.5存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理的功能地址重定位分區(qū)存儲(chǔ)管理頁(yè)式存儲(chǔ)管理虛擬存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)器管理存儲(chǔ)器的層次高速緩沖存儲(chǔ)器（cache）內(nèi)存（主存）外存（輔存）主存分為：系統(tǒng)區(qū)用戶(hù)區(qū)存儲(chǔ)器管理要管理的區(qū)域存儲(chǔ)器管理的功能思考：要運(yùn)行你編寫(xiě)的JAVA語(yǔ)言程序，首先要把你的程序裝入內(nèi)存。如何為程序分配一片存儲(chǔ)空間？?jī)?nèi)存的分配和回收地址變換內(nèi)存共享與保護(hù)虛擬存儲(chǔ)器地址重定位邏輯地址：用戶(hù)程序中以“0”開(kāi)始的地址。物理地址：內(nèi)存中的地址。地址重地位：把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址的過(guò)程。地址重地位的方式：根據(jù)定位的時(shí)機(jī)不同，分為靜態(tài)地址重定位和動(dòng)態(tài)地址重定位。靜態(tài)地址重定位在作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)，進(jìn)行的地址重定位。程序中的地址都是物理地址。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，無(wú)需增加硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)：一旦裝入，就不能在內(nèi)存中移動(dòng)位置。用戶(hù)無(wú)法共享。動(dòng)態(tài)地址重定位在程序執(zhí)行時(shí)進(jìn)行的地址重地位。硬件支持：重定位寄存器（基址寄存器）。程序中的地址是邏輯地址。物理地址=基址寄存器+邏輯地址例：基址寄存器的值為1000，LOADA，500則操作數(shù)的地址為：1500。loada,50023670500邏輯地址空間1000定位寄存器2367物理地址空間+動(dòng)態(tài)地址重定位優(yōu)點(diǎn)：程序占用的內(nèi)存空間動(dòng)態(tài)可變。容易實(shí)現(xiàn)內(nèi)存共享。缺點(diǎn)：需要硬件支持，增加成本。管理軟件比較復(fù)雜?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)中普遍采用動(dòng)態(tài)重定位的定位方式。主要的內(nèi)存管理技術(shù)單道連續(xù)存儲(chǔ)管理分區(qū)存儲(chǔ)管理固定分區(qū)存儲(chǔ)管理可變分區(qū)存儲(chǔ)管理頁(yè)式存儲(chǔ)管理虛擬存儲(chǔ)管理單道連續(xù)存儲(chǔ)管理1、基本原理：內(nèi)存分為兩部分：用戶(hù)區(qū)和系統(tǒng)區(qū)。任何時(shí)刻，內(nèi)存中最多只有一個(gè)用戶(hù)作業(yè)。2、內(nèi)存分配算法：用戶(hù)請(qǐng)求是否小于用戶(hù)區(qū)？分配Y不能運(yùn)行單道連續(xù)存儲(chǔ)管理3、存儲(chǔ)保護(hù)：保護(hù)系統(tǒng)程序不會(huì)遭用戶(hù)程序的破壞。措施：設(shè)置一個(gè)界限寄存器，存放當(dāng)前可供用戶(hù)使用的主存區(qū)域的起始地址。4、多用戶(hù)共享（分時(shí)系統(tǒng)）

對(duì)換（swapping）技術(shù)：讓多個(gè)用戶(hù)的作業(yè)輪流進(jìn)入主存儲(chǔ)器。

硬件支持：大容量高速輔助存儲(chǔ)器。5、地址重地位方式：靜態(tài)地址重地位。覆蓋技術(shù)如果作業(yè)邏輯地址空間>用戶(hù)區(qū)，怎么處理？原理：作業(yè)分段主段始終保留在內(nèi)存（駐留區(qū)）其它段保存在輔存中，輪流進(jìn)入主存誰(shuí)來(lái)分段？用戶(hù)把如何分段和覆蓋情況寫(xiě)成一個(gè)“覆蓋描述文件”分區(qū)存儲(chǔ)管理1、基本原理：將內(nèi)存劃分為若干個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域（稱(chēng)為一個(gè)分區(qū)），每一個(gè)分區(qū)中可以（也只能）裝入一個(gè)作業(yè)。2、分區(qū)的種類(lèi)：根據(jù)分區(qū)的時(shí)機(jī)不同，分為：固定分區(qū)和可變分區(qū)兩種。固定分區(qū)存儲(chǔ)管理1、基本原理：在作業(yè)加載內(nèi)存之前，將內(nèi)存劃分為若干個(gè)連續(xù)的區(qū)域。一旦劃分好后，主存儲(chǔ)器中的分區(qū)個(gè)數(shù)和大小就確定了，不能改變。各個(gè)分區(qū)的大小可以不同（長(zhǎng)作業(yè)區(qū)和短作業(yè)區(qū)）。2、內(nèi)存分配與回收

問(wèn)題：如何知道哪些分區(qū)已分配；各個(gè)分區(qū)的大小和位置？（1）分區(qū)說(shuō)明表：記錄系統(tǒng)中所有分區(qū)的情況，結(jié)構(gòu)如下：固定分區(qū)存儲(chǔ)管理區(qū)號(hào)起始地址長(zhǎng)度占用標(biāo)志

其中，“占用標(biāo)志”表示該分區(qū)是已分配還是空閑。（2）分配算法：從分區(qū)說(shuō)明表中查找一個(gè)狀態(tài)是“空閑”、大小滿(mǎn)足作業(yè)要求的分區(qū)，并將狀態(tài)改為“已分配”。（3）回收算法：只需要將分區(qū)說(shuō)明表中的“狀態(tài)”值改為“空閑”即可。用戶(hù)作業(yè)LP=0是否越界？N長(zhǎng)度L？分配（狀態(tài)改為“已分配”）YP=P+1狀態(tài)為“空？”YNN無(wú)法分配Y固定分區(qū)存儲(chǔ)管理3、地址轉(zhuǎn)換：靜態(tài)重定位的方式。4、存儲(chǔ)保護(hù)：上下界地址法。處理器設(shè)置一對(duì)寄存器：上界寄存器和下界寄存器，作業(yè)地址應(yīng)滿(mǎn)足：

下限地址絕對(duì)地址上限地址否則，發(fā)生“地址越界”中斷事件。5、存在問(wèn)題：內(nèi)存利用率很低。6、采用什么措施提高內(nèi)存利用率？提高內(nèi)存利用率的措施（1）按統(tǒng)計(jì)規(guī)律劃分分區(qū)。（2）按分區(qū)大小順序排列，低地址部分是較小的分區(qū)，在分區(qū)說(shuō)明表中按從小到大順序登記。為作業(yè)分配滿(mǎn)足條件的最小的分區(qū)。（3）按作業(yè)對(duì)主存儲(chǔ)器的需求量排成多個(gè)隊(duì)列，每個(gè)作業(yè)隊(duì)列中的作業(yè)只能依次裝入一個(gè)分區(qū)中?？勺兎謪^(qū)存儲(chǔ)管理基本原理在作業(yè)要求裝入主存時(shí)，根據(jù)作業(yè)的大小從空閑內(nèi)存區(qū)中“切出”一片連續(xù)的區(qū)域．分區(qū)的大小和個(gè)數(shù)是不確定的．初始時(shí)，系統(tǒng)中只有一個(gè)連續(xù)的用戶(hù)區(qū)域，隨著作業(yè)的到達(dá)和撤消，用戶(hù)區(qū)就被劃分為若干個(gè)大小不等的區(qū)域。內(nèi)存OS作業(yè)A作業(yè)B作業(yè)C內(nèi)存分配與回收1、空閑區(qū)的管理（1）空閑分區(qū)表序號(hào)起始地址大小狀態(tài)

注意：這里的狀態(tài)是指該表目的狀態(tài)，其值表示該表目是空閑還是已使用。（2）空閑分區(qū)鏈空閑區(qū)大??；下一空閑區(qū)起始地址……分配算法（1）1、最先適配算法：空閑分區(qū)表按地址從小到大排列，從第一個(gè)開(kāi)始，找到第一個(gè)滿(mǎn)足條件的分區(qū)，根據(jù)作業(yè)的大小切出一片連續(xù)的區(qū)域。作業(yè)請(qǐng)求LP=1是否越界？Y不能分配狀態(tài)為空閑？NP=P+1長(zhǎng)度≥LNY長(zhǎng)度=L狀態(tài)置為“空表目”YN起始地址=起始地址+L長(zhǎng)度=長(zhǎng)度-L分配算法（2）2、最優(yōu)適配算法原理：將空閑區(qū)按大小從小到大排列，將滿(mǎn)足需求的最小的空閑區(qū)分配給作業(yè)?；冢簽榱烁玫貪M(mǎn)足大作業(yè)的需求。但是：這樣切下的空閑區(qū)容易變成“碎片”。算法流程與最先適配法相同。分配算法（3）3、最壞適配算法從滿(mǎn)足需求的最大的空閑區(qū)中為作業(yè)分配空間?？臻e分區(qū)表按大小從大到小排列?；冢呵型旰蟮目臻e區(qū)仍能滿(mǎn)足某個(gè)作業(yè)的需求，減少碎片的數(shù)量。但對(duì)大作業(yè)不利。其流程為：用戶(hù)作業(yè)請(qǐng)求Ｌ取分區(qū)表的第一個(gè)表項(xiàng)長(zhǎng)度≥ＬＹ起始地址＝起始地址＋Ｌ長(zhǎng)度＝長(zhǎng)度－Ｌ長(zhǎng)度＝ＬＮＹ狀態(tài)置空表目不能分配N(xiāo)回收算法１、待回收區(qū)：其起始地址為Ａ，長(zhǎng)度為Ｌ。２、上空閑區(qū)和下空閑區(qū)３、可能的四種情況：（１）上下都不空。（２）上空，下不空。（３）下空，上不空。（４）上下都為空。待回收區(qū)作業(yè)區(qū)作業(yè)區(qū)上下都不空待回收區(qū)作業(yè)區(qū)上空下不空在空閑分區(qū)表中找一個(gè)空表目，將其內(nèi)容填入。上空閑區(qū)：大?。酱笮。檀厥諈^(qū)作業(yè)區(qū)待回收區(qū)下空上不空下空閑區(qū)：起始地址=A大小=大小+L上下都為空上空閑區(qū)：長(zhǎng)度=長(zhǎng)度+L+下空閑區(qū)起址不變。注意如何判斷待回收區(qū)是否與空閑區(qū)相連？地址+長(zhǎng)度=下一空閑區(qū)首地址空閑區(qū)的管理：為了便于空閑區(qū)的合并，采用鏈接結(jié)構(gòu)。按地址從小到大排序。第一塊和最后一塊的情況?？勺兎謪^(qū)存在的問(wèn)題及解決辦法碎片問(wèn)題：一些很小的內(nèi)存區(qū)域。移動(dòng)技術(shù)將離散的碎片集合在一起。不是任何時(shí)候都可以移動(dòng)。移動(dòng)技術(shù)需要很大的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。保護(hù)問(wèn)題界地址法：基址和長(zhǎng)度寄存器。上機(jī)題目1、編寫(xiě)可變分區(qū)存儲(chǔ)管理算法（最先適配法）2、編寫(xiě)可變分區(qū)的內(nèi)存回收算法。分區(qū)存儲(chǔ)管理的缺點(diǎn)“碎片”問(wèn)題原因：作業(yè)要求連續(xù)的存儲(chǔ)空間。解決辦法：允許作業(yè)占據(jù)不連續(xù)的空間。頁(yè)式存儲(chǔ)管理基本原理內(nèi)存分配地址變換內(nèi)存保護(hù)和內(nèi)存共享虛擬存儲(chǔ)器基本原理“等分”內(nèi)存。把內(nèi)存劃分為大小相同的“塊”。把用戶(hù)作業(yè)空間劃分為大小相同的“頁(yè)”。頁(yè)和塊的大小相同。在把作業(yè)加載到內(nèi)存時(shí)，頁(yè)和頁(yè)之間不再連續(xù)。但頁(yè)內(nèi)連續(xù)。也不必把所有的頁(yè)都一次性加載內(nèi)存，只需要加載那些馬上要用到的頁(yè)。其余的頁(yè)在需要時(shí)再加載。地址變換邏輯地址：頁(yè)號(hào)+頁(yè)內(nèi)地址如何轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存物理地址？考慮：物理地址=塊號(hào)*塊長(zhǎng)度+塊內(nèi)地址塊長(zhǎng)度一定，塊內(nèi)地地址與頁(yè)內(nèi)地址相同。問(wèn)題變?yōu)椋喝绾胃鶕?jù)頁(yè)號(hào)得到塊號(hào)？頁(yè)表：頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)地址頁(yè)表地址變換過(guò)程1、根據(jù)頁(yè)號(hào)查頁(yè)表，得到塊號(hào)。2、根據(jù)塊號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址計(jì)算物理地址。3、例題：例題：在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，用戶(hù)編程空間共32個(gè)頁(yè)，每頁(yè)大小為1024B，內(nèi)存為16KB。假定某一時(shí)刻用戶(hù)頁(yè)表如下，若邏輯地址為035E（H），求其所對(duì)應(yīng)的物理地址。頁(yè)號(hào)物理塊號(hào) 0 5 1 10 2 3 3 7分析：（1）根據(jù)題意，頁(yè)內(nèi)地址為10位，頁(yè)號(hào)為5位。210=1024，25=32（2）根據(jù)給定的邏輯地址得到頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址。035E（H）=（0000001101011110）2從左邊數(shù)10位為頁(yè)內(nèi)地址，剩余為頁(yè)號(hào)。頁(yè)號(hào)為0。（3）根據(jù)頁(yè)號(hào)查頁(yè)表，得到塊號(hào)為5。（4）將塊號(hào)與塊內(nèi)地址組合為物理地址：01011101011110=175E（H） 頁(yè)表的實(shí)現(xiàn)—快表從上述地址變換過(guò)程可以看出：CPU每取一條指令或數(shù)據(jù)，都必須經(jīng)過(guò)頁(yè)表。因此，頁(yè)表的每一個(gè)表項(xiàng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)重定位機(jī)構(gòu)。如何實(shí)現(xiàn)頁(yè)表，將影響系統(tǒng)的效率。方式：硬件實(shí)現(xiàn)：用寄存器組。但代價(jià)太高，特別是內(nèi)存很大時(shí)，是不可能的。軟件實(shí)現(xiàn)：將頁(yè)表放在內(nèi)存中。每取一條指令，要兩次訪問(wèn)內(nèi)存?？毂碥浻布Y(jié)合：將頁(yè)表中使用最頻繁的表項(xiàng)（頁(yè)表的的一個(gè)子集）放在cache中。稱(chēng)為“快表”。cache也稱(chēng)為“聯(lián)想寄存器”，它不是根據(jù)地址而是根據(jù)所存信息的全部特征或部分特征進(jìn)行存取。在這里為頁(yè)號(hào)。若要訪問(wèn)的頁(yè)在cache中，則只需一次訪問(wèn)內(nèi)存。若不在，則到內(nèi)存中去找，同時(shí)把新的頁(yè)表表項(xiàng)寫(xiě)入cache。例題：對(duì)于利用快表且頁(yè)表存于內(nèi)存的分頁(yè)系統(tǒng)，假定CPU的一次訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)間為1μs，訪問(wèn)快表時(shí)間忽略不計(jì)。如果85%的地址映射可直接通過(guò)快表完成，那么進(jìn)程完成一次內(nèi)存讀寫(xiě)的平均有效時(shí)間是多少？分析：（1）若直接通過(guò)快表完成，則只需一次訪問(wèn)內(nèi)存。（2）若不能，則需要兩次訪問(wèn)內(nèi)存。（3）平均時(shí)間=1*85%+2*15%內(nèi)存分配用戶(hù)需求：需要多少塊？?jī)?nèi)存空閑塊的管理：位示圖。位示圖：在內(nèi)存中劃出一片區(qū)域，用一位代表一個(gè)塊，該位的值表示所代表的塊的狀態(tài)：0：空閑；1：已分配。內(nèi)存分配塊號(hào)與字號(hào)、字長(zhǎng)的關(guān)系：系統(tǒng)的字長(zhǎng)一定，內(nèi)存塊從0開(kāi)始編號(hào)，則有：塊號(hào)=字號(hào)*字長(zhǎng)+位號(hào)字號(hào)=[塊號(hào)/字長(zhǎng)]（取整的意思）位號(hào)=塊號(hào)MOD字長(zhǎng)用戶(hù)作業(yè)請(qǐng)求：塊數(shù)B掃描位示圖，查找為0的位空閑塊數(shù)BN無(wú)法分配計(jì)算塊號(hào)建立頁(yè)表例題（1）一個(gè)32位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有主存128M和輔助存儲(chǔ)器10G，這個(gè)系統(tǒng)的虛擬空間是多少？（2）頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理采用位示圖技術(shù)，設(shè)主存有16384塊，采用32位的512個(gè)字作為位示圖。若塊號(hào)、字號(hào)和位號(hào)（從高位到低位）分別從1、0、0開(kāi)始。試計(jì)算：5998塊對(duì)應(yīng)的字號(hào)和位號(hào)；198字的20位對(duì)應(yīng)于哪一塊？頁(yè)式系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)和共享保護(hù)：在頁(yè)表上添加一個(gè)保護(hù)位。在做地址變換時(shí)，檢查對(duì)頁(yè)面的訪問(wèn)是否合法。共享：根據(jù)地址轉(zhuǎn)換過(guò)程可知：如果在不同用戶(hù)的頁(yè)表中填上相同的頁(yè)表表項(xiàng)（塊號(hào)），就能夠訪問(wèn)相同的內(nèi)存空間。塊號(hào)保護(hù)位5R12WR555用戶(hù)1用戶(hù)2用戶(hù)355虛擬存儲(chǔ)技術(shù)基本原理實(shí)現(xiàn)過(guò)程頁(yè)面替換頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)技術(shù)虛擬存儲(chǔ)器：內(nèi)存擴(kuò)充技術(shù)，為用戶(hù)提供一個(gè)比實(shí)際內(nèi)存大得多的內(nèi)存空間。虛擬存儲(chǔ)的理論依據(jù):局部性原理。頁(yè)式虛擬的基本原理：加載作業(yè)時(shí)，只加載那些最活躍的頁(yè)，其余的頁(yè)需要時(shí)再加載?！罢?qǐng)求調(diào)頁(yè)技術(shù)”和“預(yù)調(diào)頁(yè)技術(shù)”。實(shí)現(xiàn)虛擬的三個(gè)三個(gè)條件程序中的哪些頁(yè)已經(jīng)加載內(nèi)存。當(dāng)要訪問(wèn)的頁(yè)不在內(nèi)存時(shí)，如何將其調(diào)入內(nèi)存？若此時(shí)內(nèi)存空間已滿(mǎn)，如何選擇換出的頁(yè)？一、如何知道哪些已在內(nèi)存在頁(yè)表中添加一個(gè)標(biāo)志位（中斷位），標(biāo)志該頁(yè)是否已在內(nèi)存：0：不在1：在內(nèi)存塊號(hào)保護(hù)位標(biāo)志位二、當(dāng)要訪問(wèn)的頁(yè)不在內(nèi)存時(shí)發(fā)生“缺頁(yè)中斷”。缺頁(yè)中斷的處理過(guò)程：保存現(xiàn)場(chǎng)在內(nèi)存中找到一個(gè)空閑塊。從磁盤(pán)上找到要調(diào)入的頁(yè)。讀磁盤(pán)到內(nèi)存?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)。重新調(diào)度運(yùn)行。三、在調(diào)入內(nèi)存時(shí)，若內(nèi)存已滿(mǎn)進(jìn)行“頁(yè)面替換”：從內(nèi)存中選擇一個(gè)頁(yè)調(diào)出內(nèi)存，為新調(diào)入的頁(yè)讓出空間。問(wèn)題：選擇哪一個(gè)頁(yè)換出？如果替換的不合適，則發(fā)生“抖動(dòng)”或“顛簸”現(xiàn)象：頁(yè)在內(nèi)外存之間頻繁地調(diào)入調(diào)出，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)很大。換出換入頁(yè)面替換算法先進(jìn)先出法（FIFO）：將最先調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)調(diào)出內(nèi)存。最近最少使用算法（LRU：leastrecentlyused）。將最近一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有用過(guò)的頁(yè)調(diào)出內(nèi)存。頁(yè)面替換算法最近最少使用算法（LFU）：最近一段時(shí)間內(nèi)使用次數(shù)最少的頁(yè)調(diào)出內(nèi)存。為每一個(gè)在內(nèi)存的頁(yè)設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，選擇計(jì)數(shù)器中的值最小的調(diào)出。最優(yōu)算法（OPT）：把將來(lái)一段時(shí)間內(nèi)被使用的可能性最小的頁(yè)調(diào)出內(nèi)存。利用預(yù)測(cè)方法先來(lái)預(yù)測(cè)將來(lái)的使用情況。注意：LRU、LFU之間的區(qū)別。例題：有一個(gè)分頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，每個(gè)進(jìn)程在內(nèi)存有3頁(yè)數(shù)據(jù)區(qū)、1頁(yè)程序區(qū)，剛開(kāi)始時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)為空?，F(xiàn)有一個(gè)進(jìn)程有以下訪問(wèn)序列：1，5，4，1，2，3，2，1，5，4，2，4，3，5，1若系統(tǒng)采用：（1）最近最少使用（LRU）淘汰算法（2）先進(jìn)先出（FIFO）淘汰算法請(qǐng)計(jì)算缺頁(yè)次數(shù)和發(fā)生缺頁(yè)中斷后的淘汰頁(yè)號(hào)。分析：（1）采用FIFO方法：將內(nèi)存中的頁(yè)按進(jìn)入的先后次序排隊(duì)，后來(lái)的加入隊(duì)尾，先來(lái)的先出去。（1）FIFO算法訪問(wèn)隊(duì)列：154123215424351

154423315422351內(nèi)存155422315442351154423155423缺頁(yè)中斷頁(yè)面替換154231543答案：缺頁(yè)中斷的次數(shù)為12次，頁(yè)面替換的次序是：154231543。（2）LRU算法：訪問(wèn)隊(duì)列：154123215424351

154423335422351內(nèi)存155122215442351141112155443缺頁(yè)中斷頁(yè)面替換54321524答案：缺頁(yè)中斷的次數(shù)為11次，頁(yè)面替換的次序是：5432152441.某系統(tǒng)采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理，運(yùn)行一個(gè)共有九頁(yè)的作業(yè)，依次訪問(wèn)的頁(yè)面的次序?yàn)?23782141231526393526，若前五頁(yè)已裝入主存且維持五個(gè)頁(yè)在主存工作，試問(wèn)分別用FIFO和LRU調(diào)度算法時(shí)，完成該作業(yè)會(huì)產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷次數(shù)和淘汰頁(yè)面的次序?答案：（1）FIFO：中斷次數(shù)為7次，淘汰頁(yè)面的次序?yàn)?237851（2）LRU：中斷次數(shù)為5次，淘汰頁(yè)面的次序?yàn)?7841綜合應(yīng)用題

FIFO算法12378214

1231526393526缺頁(yè)替換888888412335566999997777777841223355666663333333784112233555552222222378441122333331111111237884511222221237851

√√√√√√√LRU算法123782141231526393526缺頁(yè)替換8888884443355669999977777771112211223333333333332221133556666622222228884422112222211111117778844335555537841

√√√√√工作集模型虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的理論基礎(chǔ)。局部性原理：進(jìn)程往往會(huì)不均勻地高度局部化地訪問(wèn)內(nèi)存。

時(shí)間局部性：剛剛被訪問(wèn)的頁(yè)，很可能在不久的將來(lái)還要訪問(wèn)。例如：循環(huán)；子程序；棧；用戶(hù)記數(shù)和總計(jì)的變量等。

空間局部性：某個(gè)頁(yè)面被訪問(wèn)，很可能它相臨的頁(yè)也要被訪問(wèn)。例如：數(shù)組遍歷；代碼程序的執(zhí)行；等等。工作集：進(jìn)程活躍地訪問(wèn)的頁(yè)面的集合。工作集模型（續(xù)）工作集存儲(chǔ)管理策略力求把活躍程序的工作集保存在內(nèi)存中。從上圖可以看出：僅當(dāng)一個(gè)進(jìn)程的全部工作集都在內(nèi)存時(shí)才能運(yùn)行該作業(yè)。hW(h)h0頁(yè)式存儲(chǔ)管理的缺陷從理論上講，不同用戶(hù)共享程序段或數(shù)據(jù)很簡(jiǎn)單，只需在不同用戶(hù)的頁(yè)表中填上相同的塊號(hào)，經(jīng)地址變換后，一定能訪問(wèn)相同的內(nèi)存空間。但是，由于頁(yè)的劃分是由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行的，很可能用戶(hù)要共享的頁(yè)分布在不同的頁(yè)中，給共享和保護(hù)造成了麻煩。多級(jí)頁(yè)表原理：程序執(zhí)行的局部性。沒(méi)有必要把整個(gè)頁(yè)表都存放在內(nèi)存中。頁(yè)內(nèi)地址頁(yè)號(hào)II頁(yè)號(hào)IWindows2000采用的二級(jí)頁(yè)表見(jiàn)教材P109圖4-244.8UNIX系統(tǒng)的虛擬存儲(chǔ)管理UNIX的虛擬地址三個(gè)區(qū)段：系統(tǒng)區(qū)段、程序區(qū)段、控制區(qū)段系統(tǒng)區(qū)段：常駐內(nèi)存控制區(qū)段：用戶(hù)棧、核心棧、user區(qū)P110圖4-25UNIX虛擬地址結(jié)構(gòu)UNIX的頁(yè)表結(jié)