《虚拟存储器管理》PPT课件

《《虚拟存储器管理》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章虚拟存储器管理1、虚拟存储系统的基本概念2、分页存储管理3、分段存储管理4、段页式存储管理5、页（段）的置换算法和系统行为6、页架分配算法9.1虚拟存储系统的基本概念1、问题的提出程序大于内存程序暂时不执行或运行完是否还要占用内存2、基本思想程序、数据的大小可以超过内存的大小，操作系统把程序当前使用的部分保留在主存，而把其它部分保存在辅存中，并在需要时在主存和辅存之间动态交换。把辅存当作主存进行扩充，对用户来说，计算机系统有一个容量很大的主存。虚存的优点：可容纳大量的进程，提高系统多道并行程

2、度，提高主存和其他资源的利用率，提高系统运行效率和系统吞吐率虚存的缺点：（1）额外的主存开销（2）地址转换增加了指令执行时间9.2分页存储管理基本概念地址转换硬件支持页的共享一、分页存储管理的基本概念等分主存：页架、页架号用户逻辑地址空间的分页：页、页号逻辑地址的表示：（页号p,页内地址d）分配原则：以页架为基本分配单位页表：页号、页架号分页系统中的地址结构：页号最大页数页内地址页架的大小页面尺寸应是2的幂基本工作原理在程序开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面，之后根据程序运

3、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XXXX7X5XXX34061260K-64K56K-60K52K-56K48K-52K44K-48K40K-44K36K-40K32K-36K28K-32K24K-28K20K-24K16K-20K12K-16K8K-12K4K-8K0K-4K28K-32K24K-28K20K-24K16K-20K12K-16K8K-12K4K-8K0K-4K虚地址空间物理地址空间}虚页页架二、分页系

4、统中的地址转换直接映象页地址转换多级页表地址转换快表的地址转换1、直接映象页地址转换Pdp'+Lbp'dP页表页表地址寄存器虚地址v=(p,d)实地址b0010000000000100110000000000100110在/不在内存页表虚地址8196物理地址2458000001500001400001300001211111100001010119000080000700006011151001400013110120011101010页号页架号状态2、多级页表地址转换解决页表非常大的问题访存次数

5、增加，增加一级页表，增加一次访存次数。3、快表的地址转换页号页内地址页号页架号页架号页内地址虚地址物理地址快表p’页表地址越界l比较P>=1pp’...快表b+页号p页内地址dP’d物理地址页表地址寄存器页表长度寄存器逻辑地址举例如果查找快表花费的时间是50NS，访问内存的时间是750NS，试计算命中率为80%，90%时实际的访存时间。页号在快表：存取时间为50+750=800NS页号在慢表：存取时间为750+750=1500NS命中率为80%存取时间为0.8*800+0.2*1500=940NS

6、命中率为90%存取时间为0.9*800+0.1*1500=870NS三、硬件支持主存管理单元MMU页表快表反向页表1、主存管理单元MMU页表地址寄存器：页表始址，长度虚地址分成虚页号和页内地址判断有越界访问和保护性错误页表中有效位保护权限2、页表实现页式管理重要的数据结构内容：页架号修改位有效位引用位保护权限3、快表为加快地址转换而使用高速缓存内容：页号页架号保护权限4、反向页表完成物理页架号到虚地址的映射内容：虚页号物理页架号指向哈希链的下一项指针有效位，修改位，引用位保护和加锁信息9.3分段存

7、储管理基本概念地址转换一、分段存储管理的基本概念进程的逻辑地址空间：段、段号程序的地址结构：（段号s、段内地址w）段号最多段数段内地址最大段长主存分配：以段为单位段表和段表寄存器段表：段号、段的长度、段在主存中的起始地址、段的状态位、访问位、修改位、段的外存地址段表寄存器：段表起始地址、段表长度段的动态链接在程序开始运行时，只将主程序段装配好并调入内存，其它各段的装配是在主程序段的运行过程中逐步完成。每当需要调用一个新段时，再将这个新段装配好，并与主程序段链接。二、分段存储管理地址转换段表长段

8、表地址段号段内地址+段表S´lLbSwbs+实地址段表地址寄存器虚地址ClCb+段号S段内地址d比较比较b+d段表S>=Cl快表物理地址段表始址寄存器段表长度寄存器逻辑地址lb...Slb地址越界d>=1d>=1地址映射及存储保护机制地址越界地址越界比较举例段长段起始地址有效位02005001140010001210014000390020001虚地址：（2，250）,（4，470）完成实地址转换1.缺段中断2.越界三、存储保护问题越界保护存取控制保护四、分段存储管理的优缺点优点：