虚拟存储管理

虚拟存储管理

虚拟存储管理是一种逻辑扩容的方式,

基于局部性原理

1. 虚拟存储原理:

• 在进程运行时,没有必要将其全部装入内存,而仅装入当前运行的那部分,当进程访问不在内存的那部分时,才将那部分调入内存。如果内存满了,则将暂时不用的那部分数据调出内存。

2. 虚拟存储的特征

• 离散性:进程不连续的装入内存多个不同的区域中。离散性是实现虚拟存储器的基础。
• 多次性:一个进程多次调入内存
• 对换性:允许将部分程序和数据换进换出
• 虚拟性:逻辑上扩充容量

3. 请求页式存储管理

• 硬件支持
• 需要内外存对换区
• 页表机制
• 缺页中断机构
• 地址变换机构

graph LR

页号,存储块号,状态位P,访问字段A,修改位M,外存地址

1. 状态位:用于标记该页是否调入内存
2. 访问字段:用于记录该页多久没被访问。置换算法需要访问该字段
3. 修改位:表示该页调入内存后是否修改过
4. 外村地址:指出该页在外存的地址

4. 缺页中断机制

1. 地址变换时,首先检查给定的页号是否大于页表寄存器的页表长度,若是,则越界中断
2. 根据页号同时查找页表、快表。

• 若在快表中找到,则修改访问字段。对于写操作,还要将修改位置为1
• 若快表找不到,则在页表找。页表查到后,检查状态位,
• 如果该页在内存,将该页项写入快表

• 如果快表已满,则使用置换算法换出最后一页再将该页写入

• 如果该页不在内存,产生缺页中断。由中断处理程序将需要的页调入内存

• 如果内存已满,则使用置换算法换出最后一页再将该页写入内存

5. 请求页式管理的页面置换算法

1. 最佳置换算法(OPT)

• 理论上的算法

2. 先进先出算法(FIFO)

• 淘汰最先进入内存的页

3. 最近最久未使用置换算法

• 根据页面调入内存的使用情况作为置换的条件