第4章存储器管理课件.ppt

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1、4.7请求分页式存储管理1．硬件支持2．内存分配策略和分配算法3．调页策略2021/10/6它是建立在纯分页基础上的，增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的请求分页存储管理系统。把作业分成大小相等的若干页，把主存分成与页大小相等的若干块；对每个作业限定分给它的主存块数，先把作业的部分页装入主存的这些块中，在作业运行时再装入所需要的页。2021/10/6在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入几个页面，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

2、页面2021/10/6XXXX7X5XXX34061260K-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}虚页页框2021/10/6可以看出，用户作业的虚拟地址空间可以很大，它不受内存尺寸的约束。比如，某计算机的内存储器容量为32KB，系统将其划

3、分成32个1KB大小的块。该机的地址结构长度为2的21次方，即整个虚拟存储器最大可以有2MB，是内存的64倍。下图给出了虚拟地址的结构，从中可以看出，当每页为1KB字节时，虚拟存储器最多可以有2048页。这么大的虚拟空间当然无法整个装入内存。下图表示是把虚拟地址空间放在辅助存储器中，运行时，只把少数几页装入内存快中。2021/10/62021/10/62．采用的数据结构（1）页表页表用来记录作业的分配情况。（2）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主存时，便要产生一次缺页中断，请求操作将所缺的页调入主存。（3）地

4、址变换机构2021/10/6页表表项页号、内存块号、状态位、访问位、修改位、外存地址状态位P：表示该页是否已调入内存，供程序访问时参考访问位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，供选择换出页面时参考页号内存块号状态位P访问位A修改位M外存地址2021/10/6页表表项页号、内存块号、驻留位、外存地址、访问位、修改位修改位：查看此页是否在内存中被修改过，供置换页面时参考。外存地址：该页存放在外存上的地址。供调入该页时参考。页号内存块号状态位P访问位A修改位M外存地址2021/10/6151413121

5、110987654321000000000000000011110000101100000000000001111001000111010011010100010000000000100011000000000100110在/不在内存页表虚地址8196物理地址245802021/10/6缺页中断（PageFault）机构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主存时，便要产生一次缺页中断，请求操作将所缺的页调入主存。缺页中断作为中断，它同样需要经历诸如保护CPU环境、分析中断原因、转入缺页中断处理程序进行处理、恢复C

6、PU环境等几个步骤。此时应将缺页的进程挂起（调页完成唤醒）2021/10/6如果内存中有空闲块，则分配一个块，将要调入的页装入该块，并修改页表中相应页表项目的驻留位及相应的内存块号若此时内存中没有空闲块，则要淘汰某页（若被淘汰页在内存期间被修改过，则要将其写回外存）2021/10/6缺页中断同一般中断的区别？缺页中断同一般中断都是中断，相同点是：保护现场中断处理恢复现场不同点：在指令执行期间产生和处理中断信号。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，发现所要访问的指令或数据不在内存时所产生的中断一条指令执行时可能

7、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。2021/10/63.地址变换机构请求分页系统中的地址变换与页式存储管理相同，为了实现虚拟存储功能，又增加了产生和处理缺页中断和从内存换入换出一页的功能等等。地址变换过程：首先检索快表，若找到，修改页表中的访问位。对于写指令，要将修改位也置成“1”，然后利用页表项中给出的物理块号和页内地址，形成物理地址。2021/10/6下面，通过一个图例来说明请求分页式存储管理的运作过程。该图例的基础如下：（1）内存容量为40KB，被划分成10个存储块，每块4KB字节，操作系

8、统程序占用第0块。如下图(a)所示。（2）内存第1块为系统数据区，里面存放着操作系统运行时所需要的各种表格。存储分块表：它记录当前系统各块的使用状态，是已分配的，还是空闲的，如图(b)所示。可以看出，目前内存中的第3、7、9块是空闲的，其余的都已经分配给各个作业