虚拟存储器

常见的存储器

1. 一次性全部装入
2. 常驻内存

内存的利用率低

改进

1. 时间局部性(循环执行)
2. 空间局部性(顺序执行)

虚拟存储器

1. 请求式分页
2. 请求式分段

什么是虚拟存储器

1. 定义：内存+外存，统一起来进行管理

2. 增加了两个功能

   1. 请求调用(中断)：访问的程序不在内存
   2. 置换：在内存物理块存放满，需要将不执行的程序先调到外存然后再将需要执行的调入内存

3. 容量(大小)

   1. 最大容量：由系统机器指令的地址结构决定
   2. 实际容量：内存容量+外存容量

4. 实现方法

   1. 分页
   2. 分段

5. 特征

   1. 离散性：部分装入

      若连续则不可能提供虚存），无法支持大作业小内存运行

   2. 多次性：局部装入，多次装入。

   3. 对换性

   4. 虚拟性.

请求式分页

1. 硬件的变化

   1. 页表，增加4个字段：状态位(存在)/访问字段/修改位/外存地址
   2. 缺页中断：请求调入，访问的页面不在内存
   3. 地址变换：增加缺页中断

2. 内存的物理块分配

   1. 最小物理块

   2. 页面分配

      1. 固定分配
      2. 可变式分配

   3. 页面置换

      1. 全局置换
      2. 局部置换

   4. 分配算法

      1. 平均分配算法

      2. 按进程大小比例分配算法：

         

      3. 考虑优先权分配算法

3. 请求调入和置换

   1. 调入时机
      1. 预调
      2. 请求调
   2. 调页的地方
   3. 调入过程：调用缺页中断

页面置换算法：用到缺页中断(3种)

置换的是哪些页面？

缺页中断

1. 最佳页面置换算法(DPT)(理论上最好)

   置换策略

   1. 永远不再被访问的页面
   2. 将来访问的页面中最长时间才被访问的页面

   缺页率：$\frac{缺页次数}{总数}$

   

   $\frac{6}{12}\times 100% =50%$

2. FIFO(先进先出)

   置换策略：将先装入内容物理块的页面置换出去

   

   缺页率：$\frac{9}{12} \times 100% = 75%$

   注：

   “抖动“现象：刚刚被置换出去的页面，下一时刻又要被访问(将它调入内存)

   产生2次抖动

3. LRU(最近最久未使用置换算法)

   置换策略：将已经被访问的页面中，最长最久时间没有被访问的页面

   

   缺页率：$\frac{7}{12}\times 100% \approx 58%$