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主存扩充(虚拟内存)
为了使程序员在编程时不受内存的结构和容量的限制,系统为用户构造一种存储器,其结构可能与内存结构不同,容量可能远远超过内存的实际容量。
这种面向编程的存储器称为虚拟存储器。
由虚存构成的存储空间称为虚存空间,或称虚地址空间。
2017/12/2
第四章存储管理
程序局部性原理
时间局部性
一条指令被执行了,则在不久的将来它可能再被执行
空间局部性
若某一存储单元被使用,则在一定时间内,与该存储单元相邻的单元也可能被使用
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第四章存储管理
实现虚拟内存的基本原理
将程序正在使用的部分内容放在内存,暂时不用的部分放在外存,在需要时由系统调入内存,并将不需要(或暂不需要)的部分调出内存。
由操作系统结合相关硬件来完成上述工作
计算机好象为用户提供了一个容量远大于内存的存储器,这个存储器称为虚拟存储器。
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第四章存储管理

1、基本思想
在进程开始运行之前,不是装入全部页面,而是装入几个或零个页面,之后根据进程运行的需要,动态装入其它页面;
当内存空间已满,而又需要装入新的页面时,则根据某种算法淘汰某个页面,以便装入新的页面
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第四章存储管理
X
X
X
X
7
X
5
X
X
X
3
4
0
6
1
2
虚地址空间
物理地址空间
} 虚页
页框
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第四章存储管理
2、页表表项
页号、内存块号、驻留位、外存地址、访问位、修改位
驻留位:表示该页是在内存还是在外存
访问位:根据访问位来决定淘汰哪页(由不同的算法决定)
修改位:查看此页是否在内存中被修改过
页号
中断位
内存块号
外存地址
访问位
修改位
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第四章存储管理
15
14
13
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9
8
7
6
5
4
3
2
1
000
0
000
0
000
0
000
0
111
1
000
0
101
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0
000
0
000
0
011
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1
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001
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0
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0
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在/不在内存
页表
虚地址
8196
物理地址
24580
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第四章存储管理
3、缺页中断(Page Fault)处理
在地址映射过程中,在页表中发现所要访问的页不在内存,则产生缺页中断。
操作系统接到此中断信号后,就调出缺页中断处理程序,根据页表中给出的外存地址,准备将该页调入内存
此时应将缺页的进程挂起(调页完成再唤醒)
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第四章存储管理
缺页中断与一般中断都是中断
相同点:
保护现场中断处理恢复现场
不同点:
一般中断是一条指令完成后中断,缺页中断是一条指令执行时中断
一条指令执行时可能产生多个缺页中断。如指令可能访问多个内存地址,这些地址在不同的页中。
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第四章存储管理
页面分配策略和算法
为进程分配物理块要解决三个问题:
第一,确定最少物理块数;
第二,分配的物理块数目是否可变;
第三,不同的进程所分配的物理块数是否相同
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第四章存储管理