精华内容
下载资源
问答
  • 请求分页存储管理的优缺点 请求分页存储管理中的页表机制 系统需要解决的问题 系统如何获知进程当前所需页面不主存 当发现缺页时,如何把所缺页面调入主存 当主存没有空闲的页框时,为了要接受一个新页,需要...

    目录

    • 请求分页存储管理中的页表机制
    • 缺页中断机构
    • 地址转换
    • 页置换算法
    • 页分配和页置换策略
    • 工作集及抖动现象的消除
    • 请求分页存储管理的优缺点

    请求分页存储管理中的页表机制

    系统需要解决的问题

    • 系统如何获知进程当前所需页面不在主存
      当发现缺页时,如何把所缺页面调入主存
      当主存中没有空闲的页框时,为了要接受一个新页,需要把老的一页淘汰出去,根据什么策略选择欲淘汰的页面

    页表机制

    页描述子的扩充(页表机制 )

    • 状态位P(中断位)指示该页是在内存还是在外存
    • 访问位A 用于记录本页在一段时间内被访问的次数或记录本页在最近多长时间未被访问
    • 修改位M 表示该页在内存中是否被修改过
    • 外存地址 该页在外存上的地址,通常是物理块号

    在这里插入图片描述

    缺页中断机构

    • 在请求分页系统中,每当所要访问的页面不在内存时,便产生一缺页中断。相应的中断处理程序把控制转向缺页中断子程序,执行此子程序,即把所缺页面装入主存,然后处理机重新执行缺页时打断的指令。这时,就将顺利形成物理地址。
    • 缺页中断与一般中断的区别
      • 在指令执行期间产生和处理中断信号
      • 一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断,例如:在请求分页存储管理中,当中断位反映出进程当前欲访问的页不在内存时(1表示该页在内存,0表示该页不在内存),就产生一次缺页中断。系统收到缺页中断信号后就立即执行相应的缺页中断处理程序。
      • 特点:
        (1)缺页中断的产生和处
        理(中断的响应)出现在一条指令的
        执行期内。
        (2)程序运行过程中,一条指令的执行
        期间内可能会产生多次缺页中断。
        在这里插入图片描述

    地址变换机构

    • 如果在快表中未找到该页的页表项,则应再到内存中去查找页表,再从找到的页表项中的状态位P,该页是否调入内存。其结果可能是:
      (1)该页已经调入内存,这是应将此页的页表项写入快表,当快表已满时,应先调出按某种算法所确定的页的页表项,然后再写入该页的页表项。
      (2)该页尚未调入内存,这时便应产生缺页中断,请求OS从外存中把该页调入内存。

    请求分页中的地址变换过程
    在这里插入图片描述
    页面调入过程

    在这里插入图片描述

    页置换算法

    缺页率

    • 假设一个进程的逻辑空间为n页,系统为其分配的内存物理块数为m(m≤n)
    • 如果在进程的运行过程中,访问页面成功(即所访问页面在内存中)的次数为S,访问页面失败(即所访问页面不在内存中,需要从外存调入)的次数为F,则该进程总的页面访问次数为A=S+F,那么该进程在其运行过程中的缺页率即为
      在这里插入图片描述

    影响缺页率的因素

    • 分配给进程的物理页面数
    • 页面本身的大小
    • 程序的编制方法
    • 页面淘汰算法

    最佳(Optimal)置换算法

    • 最佳置换算法是由Belady于1966年提出的一种理论上的算法
    • 其所选择的被淘汰页面,将是以后永不使用的,或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面
    • 采用最佳置换算法,通常可保证获得最低的缺页率
    • 采用最佳置换算法可保证获得最低的缺页率。
    • 由于人们目前还无法预知一个进程在内存的若干个页面中,哪一个页面是未来最长时间内不再被访问的,因而该算法也是无法实现的,但是可利用该算法去评价其它算法。

    利用最佳页面置换算法时的置换图

    在这里插入图片描述

    先进先出(FIFO)页面置换算法

    • 该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中的驻留时间最久的页面予以淘汰。
    • 该算法实现简单,只需把一个进程已调入内存的页面,按先后次序链接成一个队列,并设置一个指针,称为替换指针,使它总是指向最老页面。
    • 但该算法与进程实际运行的规律不相适应,因为在进程中,有些页面经常被访问,含有全局变量、常用函数、例程等的页面,FIFO置换算法并不能保证这些页面不被淘汰。

    利用FIFO置换算法时的置换图

    在这里插入图片描述

    最近最久未使用(LRU)置换算法

    • 最近最久未使用(LRU)的页面置换算法,是根据页面调入内存后的使用情况。
    • 由于无法预测各页面将来的使用情况,只能利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似。
    • LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。

    LRU页面置换算法
    在这里插入图片描述

    LRU置换算法的硬件支持
    • 把LRU算法作为页面置换算法是比较好的,它对于各种类型的程序都能适用,但实现起来有相当大的难度,因为它要求系统具有较多的支持硬件。所要解决的问题有:

      • 一个进程在内存中的各个页面各有多久时间未被进程访问;
        如何快速地知道哪一页最近最久未使用的页面。
        为此,须利用以下两类支持硬件:
      1. 移位寄存器:
        定时右移
      2. 栈:
        当进程访问某页时,将其移出压入“栈顶”,“栈底”换出。
    • 寄存器

      • 为了记录某进程在内存中各页的使用情况,须为每个在内存中的页面配置一个移位寄存器,可表示为
        在这里插入图片描述

      • 访问时将Rn-1位置成1,定时信号每隔一时间间隔右移一位,则具有最小数值的寄存器所对应的页面,就是最近最久未使用的页面
        在这里插入图片描述
        某进程具有8个页面时的LRU访问情况
        在这里插入图片描述

      • 进程访问某页时,将该页面的页号从栈中移出,再压入栈顶
      • 用栈保存当前使用页面时栈的变化情况
        在这里插入图片描述

    最少使用(LFU: Least Frequently Used)置换算法

    • 为内存中的每个页面设置一个移位寄存器,用来记录该页面被访问的频率

    • 该算法选择在最近使用最少的页面作为淘汰页
      在这里插入图片描述

    • 与最近最少用算法LRU的区别

      • 只考虑一段时间内使用的次数,而不管其使用的

    注意:这种算法并不能真正反映出页面的使用情况,因在每一时间间隔内只是用寄存器的一位来记录页的使用情况,因此访问1次和10000次是等效的

    简单的Clock置换算法

    • 利用Clock算法时,只须为每页设置一位访问位,在将内存中的所有页面都通过链接指针链成一个循环队列。当某页被访问时,其访问位被置1。置换算法在选择一页淘汰时,只须检查其访问位。
      在这里插入图片描述
    • 各字段说明如下
      (1)状态位(存在位)P。用于指示该页是否调入内存,供程序访问时参考。
      (2)访问字段A。用于记录本页在一段时间内被访问的次数,或最近已有多长时间未被访问,提供给置换算法选择换出页面时参考
      (3)修改位M。表示该页在调入内存后是否被修改过。由于内存中的每一页都在外存上保留一份副本,因此,若未被修改,在置换该页时就不须将该写回到外存上,以减少系统的开销和启动磁盘的次数;若已被修改,则必须将该页重写到外存上,以保证外存中所保留的始终是最新副本。
      (4)外存地址。用于指出该页在外存上的地址,通常是物理块号,供调入该页时使用。

    简单的CLOCK置换算法(近似的LRU算法)

    • 当采用简单的CLOCK算法时,只需为每页设置一位访问位,再将内存中的所有页面都通过链接指针链接成一个循环队列
    • 当某页被访问时,其访问位被置1
    • 置换算法在选择一页淘汰时,只需检查页的访问位,是0换出,是1重新置0且暂不换出,再按FIFO检查下一个页面。检查到最后一个页面,若其访问位仍为1,则再返到队首检查
    • 由于该算法是循环地检查各页面的访问情况,故称为CLOCK算法,置换的是未使用过的页,又称为最近未用算法NRU(Not Recently Used)

    简单Clock置换算法的流程和示例
    在这里插入图片描述

    改进型Clock置换算法

    • 在将一个页面换出时,如果该页已被修改过,便须将它重新写到磁盘上;但如果该页未被修改过,则不必将它拷回磁盘。同时满足两条件的页面作为首选淘汰的页。

    在这里插入图片描述

    • 各字段说明如下:
      (1)状态位(存在位)P。用于指示该页是否调入内存,供程序访问时参考。
      (2)访问字段A。用于记录本页在一段时间内被访问的次数,或最近已有多长时间未被访问,提供给置换算法选择换出页面时参考。
      (3)修改位M。表示该页在调入内存后是否被修改过。由于内存中的每一页都在外存上保留一份副本,因此,若未被修改,在置换该页时就不须将该写回到外存上,以减少系统的开销和启动磁盘的次数;若已被修改,则必须将该页重写到外存上,以保证外存中所保留的始终是最新副本。

      (4)外存地址。用于指出该页在外存上的地址,通常是物理块号,供调入该页时使用。

    改进型Clock置换算法说明

    • 考虑使用情况和置换代价,换出的最好是未使用且未被修改过的
    • 由访问位A和修改位M组合:
      • 1类**(A=0, M=0)**:表示该页最近既未被访问,又未被修改,是最佳淘汰页
      • 2类**(A=0, M=1)**:表示该页最近未被访问,但已被修改,并不是很好的淘汰页
      • 3类**(A=1, M=0)**:最近已被访问,但未被修改, 该页有可能再被访问
      • 4类**(A=1, M=1)**:最近已被访问且被修改,该页可能再被访问
        在这里插入图片描述
    • 其执行过程可分成以下三步
    1. 从指针所指示的当前位置开始, 扫描循环队列, 寻找A=0且M=0的第一类页面, 将所遇到的第一个页面作为所选中的淘汰页。 在第一次扫描期间不改变访问位A
    2. 如果第一步失败,即查找一周后未遇到第一类页面, 则开始第二轮扫描,寻找A=0且M=1的第二类页面,将所遇到的第一个这类页面作为淘汰页。在第二轮扫描期间,将所有扫描过的页面的访问位A都置0
    3. 如果第二步也失败,亦即未找到第二类页面,则将指针返回到开始的位置,并将所有的访问位A复0。 然后重复第一步,如果仍失败,必要时再重复第二步,此时就一定能找到被淘汰的页

    改进型Clock置换算法-示例

    在这里插入图片描述

    未完待续。。。

    展开全文
  • 【单选题】分页式虚拟存储管理系统,一般来说页面大小与可能产生缺页中断次数_____。【单选题】对页式管理中页表的描述,正确是____。【单选题】可变式分区存储管理中,某作业完成后要收回其主存空间,该空间...

    【单选题】一个分段存储管理系统中,逻辑地址长度为32位,其中段号占11位,则段长最大____字节。

    【单选题】分页式虚拟存储管理系统中,一般来说页面的大小与可能产生缺页中断的次数_____。

    【单选题】对页式管理中页表的描述,正确的是____。

    【单选题】在可变式分区存储管理中,某作业完成后要收回其主存空间,该空间可能与相邻空闲区合并,修改空闲区表,使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的情况是 。

    【单选题】在页式存储管理系统中,若内存地址占32位,页大小为4KB,则进程最大可有__个页。

    【单选题】在一个可变式分区管理中,最坏适应分配算法宜将空闲区表中的空闲区按___________的次序排列。

    【单选题】在段页式管理中,每取一次数据,要访问( )次内存。

    【单选题】在请求分页系统中,页面分配策略与页面置换策略不能组合使用的是__________。

    【单选题】某基于动态分区存储管理的计算机,其主存容量为 55MB(初始为空闲),采用最坏适应分配算法,分配和释放的顺序为:分配15MB,分配30MB,释放15MB,分配8MB,此时主存中最大空闲分区的大小是____。

    【单选题】在分段存储管理系统中,从逻辑段号到物理段号的地址映射通过 实现。

    【单选题】在分页管理中,_______________。

    【单选题】某分页存储管理系统中,逻辑地址的长度为24位,其中页号占14位,则主存的分块大小应该是____字节。

    【单选题】某段表的内容如表所示。 段表 段号 段首址/KB 段长度/KB 0 120 40 1 760 30 2 480 20 3 370 20 现执行某条指令Load1,2/154,其中逻辑地址2/154(其中段号为2,段内地址为154)对应的物理地址为()。

    【单选题】在某分页存储管理系统中,页面大小为4KB,给定逻辑地址0X12008,其对应的物理块号为3,则它的物理地址为___________。

    【单选题】页的逻辑地址形式是:页号24位,页内地址10位,内存128M,辅存10G,那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。

    【单选题】最近最少使用(LRU)的缺页率会随着缓存增加而___。

    【单选题】在请求分页存储管理系统中,调出距当前最长时间内没有被访问的页面的页面置换算法是____。

    【单选题】分页存储管理系统中,逻辑页号到物理块号的地址映射通过________实现

    【单选题】采用段式存储管理时,一个程序如何分段是在( )决定的。

    【单选题】位示图方法可用于_____。

    【单选题】支持虚拟存储器的硬件是___________。

    【单选题】在某分段存储管理系统中,某逻辑段的大小为4KB,给定该段内的逻辑地址0X10008,其对应的段号为6,则它的物理地址为___________。

    【单选题】页的逻辑地址形式:页号24位,页内地址10位。内存128M,辅存10G,那么虚拟存储器最大实际容量为_________。

    【单选题】以下不属于连续内存分配的内存管理方式为__________。

    【单选题】在可变分区存储管理中,最优适应分配算法要求对空闲区表项按_______排列。

    【单选题】操作系统把每个作业的地址空间分为大小相等的片,称之为页(Page),页式存储结构中,系统将逻辑地址分为页号和( )。

    【单选题】在可变分区存储管理中,采用移动技术可以( )。

    【单选题】在可变分区分配中,首次适应分配算法要求对空闲区表项按_______排列。

    【单选题】有20位地址的页式存储管理中,如页面长度为2048字节,则作业可使用的最大页面数为( )。

    【单选题】操作系统使用__技术,能较好支持内存的紧凑。

    【单选题】采用动态分区存储管理方式管理主存时,某作业的释放不仅不会在空闲分区表中增加项,反而减少一项,则说明因该作业运行完毕而释放的内存回收区____。

    【单选题】在虚拟页式内存管理系统中,页表项中的‘访问位’给___________提供参考价值。

    【单选题】关于死锁,下列说法错误的是____。

    【单选题】程序访问的局部性原理使得____成为可能。

    【单选题】在虚拟段式存储管理中,若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长,则发生________。

    【单选题】在页式存储管理中,CPU形成一个有效地址时,要查找页表,这一工作是由____________实现的。

    【单选题】早期UNIX操作系统的存储管理采用_______方案。

    【单选题】在以下存储管理方案中,不适用于多道程序设计系统的是

    【单选题】解决“碎片”问题最好的存储管理方法是___________。

    【单选题】在动态分区存储管理方法中,采用最佳适应算法进行分区分配时,要求将所有的空闲分区按____登记到空闲区表中。

    【单选题】段页式管理中,地址转换表是( )。

    【单选题】在段式分配中,若段内逻辑地址大于段表中该段的段长,则发生________。

    【单选题】若页式存储管理中的地址格式为 23 16 15 0 则它的最大页号和最大页内地址是( )。

    【单选题】分页式虚拟存储管理系统中,一般来说页面大小越大,则可能产生缺页中断的次数__________。

    【单选题】有一作业申请50KB内存,系统把第2个空闲分区分配给了该作业,则该系统采用的分区分配算法是( )

    【单选题】某基于动态分区存储管理的计算机系统,其主存容量为20 MB(初始为空闲),采用最佳适配算法分配内存,分配和释放的顺序为:分配8MB、分配5 MB、分配3 MB、释放8MB,分配3MB,此时主存中最大空闲分区的大小是 。

    【单选题】动态分区存储管理方法采用最坏适应分配算法时,将空闲区按______顺序登记到空闲区表中。

    【单选题】页式存储管理中,如果不采用Cache,则每次从主存中取指令或取操作数,要( )次访问主存。

    【单选题】采用段式存储管理的系统中,若地址用24位表示,其中8位表示段号,则允许每段的最大长度是___________。

    【单选题】某进程访问页面的序列如下所示。 若工作集的窗口大小为6,则在t时刻的工作集为

    展开全文
  • 在请求分页存储管理方案,若某用户空间为16个页面,页长1KB,现有页表如下,则逻辑地址0A1F(H)所对应物理地址为( )。 两种方式: 逻辑地址 % 1024 (即1k页面大小) = 地址偏移量 逻辑地址 / 1024 (即1k...

    在请求分页存储管理方案中,若某用户空间为16个页面,页长1KB,现有页表如下,则逻辑地址0A1F(H)所对应的物理地址为( )。

    两种方式:

    1. 逻辑地址 % 1024 (即1k的页面大小) = 地址偏移量
    2. 逻辑地址 / 1024 (即1k的页面大小) = 页号
    3. 根据页号,查页表,可以得到块号
    4. 物理地址 = 块号 X 页大小 + 地址偏移量

    页长1KB 2^10=1k 页面长度为10位,
    故 逻辑地址0A1F(H)转化为二进制位 0000 1010 0001 1111(划线为页面)
    前面的2(二进制10)为页号,查表找块号为3,故物理地址为 0000 1110 0001 1111 (0E1F)
    因为是 分页存储管理,所以隐藏了页面大小等于页框大小这个条件。

    展开全文
  • 将虚拟技术和分页存储结合起来,那么当一个程序内存无法装下时,就先装入部分程序执行,分页存储管理方式是将程序分成一个个页,那么内存也就是先存放部分页。 步骤: 虚拟技术管理下,页表的属性不页号和...

    基本思想:
    将虚拟技术和分页存储结合起来,那么当一个程序内存无法装下时,就先装入部分程序执行,分页存储管理方式是将程序分成一个个页,那么内存中也就是先存放部分页。
    步骤:
    在这里插入图片描述
    在虚拟技术的管理下,页表的属性不在页号和物理块号两部分。
    在这里插入图片描述
    一个页面不管是不是装入内存中,在外存都会有一个备份,外存地址也就是页面在外存的物理块号。
    将页面装入内存实际上就是将外存上的页面复制一份到内存。
    修改位,一个文件被装入内存运行是可能会被修改的,那么如果页面置换的话,肯定先置换没有修改过的页面,被修改的如果被置换,为了保证外存的一致性,就需要写入外存,要付出代价。
    修改位也是页面置换算法的一个依据。
    在这里插入图片描述

    展开全文
  • 详述设有快表的请求分页存储管理系统,一个虚地址转换成物理内存地址过程。 first() {//检索快表 if(找到) { 修改页表项访问位 if(是写指令) { 修改位置为"1"; } use(物理地址&&页...
  • 详述设有快表的请求分页存储管理系统,一个虚地址转换成物理内存地址过程。 first() {//检索快表 if(找到) { 修改页表项访问位 if(是写指令) { 修改位置为"1"; } use(物理地址&...
  • 【操作系统】请求分页存储管理方式

    万次阅读 多人点赞 2016-12-19 17:45:35
    请求页表机制 状态位 P:指示该页是否已调入内存。 供程序访问时参考 访问字段 A:记录本页在一段时间内被访问次数或最近未...缺页中断机构在请求分页系统,当访问页不在内存,便产生一个缺页中断。缺页中断与一
  • 实验请求分页存储管理算法设计与实现 1.实验内容:模拟请求页式存储管理硬件地址转换和缺页中断,并用先进先出调度算法(FIFO)处理缺页中断; 2.要求: ① 指令序列设定可以执行拟定,格式如表3; ② ...
  • 1. 一个请求分页虚拟存储管理系统,一个程序运行页面走向是:1 、2 、3 、4 、2 、1 、5 、6 、2 、1 、2 、3 、7 、6 、3 、2 、1 、2 、6 分别用FIFO 、OPT 、LRU算法,对分配给程序3个页框、5个页框、7个页...
  • 请求分页存储管理与基本分页存储管理的主要区别: 当所访问的信息不内存时,由操作系统负责将所需信息从外存调入内存,然后继续执行程序。 若内存空间不够,由操作系统负责将内存暂时用不到的信息换出到外存。 ...
  • 虚拟存储管理页面调度

    千次阅读 2017-03-25 16:25:11
    请求分页存储管理:每访问一个地址时,首先要计算该地址所在页号,然后查页表,判断该页是否主存;如果该页不主存且内存块未满,则调入该页;如果该页不主存且内存块已满,则按页面淘汰算法淘汰一页后...
  • 文章目录概述基本概念分区存储管理分区保护分页存储管理地址组成页面映射表快表两级页表分段存储管理地址组成段映射表段页式存储管理虚拟存储管理实现方式请求分页管理页面置换算法 概述 操作系统概念存储...
  • 第一部分:模拟请求分页虚拟存储管理技术中的硬件地址变换和缺页中断过程 提示: 1、 请求分页虚拟存储管理技术是把作业地址空间全部信息存放磁盘上,当作业被选中运行时,先把作业开始几页装入主存并启动...
  • 请求分页存储管理方式 请求分段存储管理方式 请求分页存储管理方式: 请求分页中的硬件支持 请求页表机制 用户空间中的逻辑地址映射为内存空间物理地址 缺页中断机构 指令执行期间产生和处理...
  • 第八章 虚存管理虚存概念、局部性原理请求分页存储管理方式——基本思想、页表机制、地址变换机构页面置换算法——基本思想和分析请求分页系统性能分析请求分段——基本思想 虚存概念、局部性原理 虚拟存储器...
  • 虚拟存储器:页面置换算法

    千次阅读 2018-08-24 23:18:52
    请求分页存储管理方式 请求分页:建立基本分页基础上,增加了请求调页功能和页面置换功能,以支持虚拟存储器功能。 请求页表机制:将用户地址空间中的逻辑地址映射为内存空间中的物理地址。 每个页表包含项:...
  • 请求分页管理系统,假设某进程的页表内容如下表所示。 一个请求分页系统,采用LRU页面置换算法时 [2012统考真题]某请求分页系统的页面置换策略如下 某系统有4个页框,某个进程的页面使用情况见下表,问采用...
  • 分页存储管理的目的为 A.解决碎片问题 B.便于多个进程共享内存 C.回收空白区方便 D.摆脱用户干预3.页式存储管理方案采用_实现地址转换 A.页表B.段表 C.段表和页表 D.空闲区表4.存储管理方案_存储管理可采用...
  • 20.为了实现请求分页页表中除了有页号、块号、中断位和引用位外,还必须有_____________和_________________这二项。 21.对文件存取权限控制,可采用_______________表和_______________表二种。 22.操作系统...
  • GeekOS操作系统Project4

    2020-07-27 23:36:23
    了解虚拟存储器管理设计原理,掌握请求分页虚拟存储管理的具体实现技术。 二、项目设计要求 1.<~/geekos-0.3.0/src/project4/src/geekos/paging.c>文件编写代码完成以下函数: (1) Init_VM()(defined in...
  • (4)页式存储管理的优、缺点 优点: •虛存量大,适合多道程序运行,用户不必担心内存不够的调度操作; •内存利用率高,不常用的页面尽量不留内存; •不要求作业连续存放,有效地解决了...
  • 答:分段部件形成32位线性地址中高10位作为寻址页目录表偏移量,与控制寄存器CR3中页目录表基地址共同形成一个32位地址指向页表中的一个页项,即为一个页面描述符。该页面项中高20位作为页面基地址,线性地址...
  • 操作系统期末试卷与答案

    热门讨论 2009-12-30 11:02:22
    5、在请求分页存储管理系统,不能在计算机实现页面淘汰算法是最佳算法 ,选择淘汰不再使用或最远将来才使用算法是先进先出算法 ,选择淘汰在主存驻留时间最长算法是最近最少使用 。...

空空如也

空空如也

1 2
收藏数 24
精华内容 9
关键字:

在请求分页存储管理的页表中