第5章 虛擬存儲(chǔ)器管理課件

1、第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 第五章第五章 虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器 5.1 5.1 虛擬存儲(chǔ)器概述虛擬存儲(chǔ)器概述 5.2 5.2 請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 5.3 5.3 頁(yè)面置換算法頁(yè)面置換算法5.4 5.4 “抖動(dòng)抖動(dòng)”與工作集與工作集 5.5 5.5 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.1 虛擬存儲(chǔ)器概述虛擬存儲(chǔ)器概述 5.1.1 常規(guī)存儲(chǔ)管理方式的特征和局部性原理常規(guī)存儲(chǔ)管理方式的特征和局部性原理 1. 常規(guī)存儲(chǔ)器管理方式的特征常規(guī)存儲(chǔ)器管理方式的特征一次性。 (2) 駐留性。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 局部性原理局部性原理 早

2、在1968年， Denning.P就曾指出： (1) 程序執(zhí)行時(shí)， 除了少部分的轉(zhuǎn)移和過(guò)程調(diào)用指令外， 在大多數(shù)情況下仍是順序執(zhí)行的。 (2) 過(guò)程調(diào)用將會(huì)使程序的執(zhí)行軌跡由一部分區(qū)域轉(zhuǎn)至另一部分區(qū)域， 但經(jīng)研究看出，過(guò)程調(diào)用的深度在大多數(shù)情況下都不超過(guò)5。 (3) 程序中存在許多循環(huán)結(jié)構(gòu)， 這些雖然只由少數(shù)指令構(gòu)成， 但是它們將多次執(zhí)行。 (4) 程序中還包括許多對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理， 如對(duì)數(shù)組進(jìn)行操作， 它們往往都局限于很小的范圍內(nèi)。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 局限性又表現(xiàn)在下述兩個(gè)方面： (1) 時(shí)間局限性。如果程序中的某條指令一旦執(zhí)行， 則不久以后該指令可能再次執(zhí)行；如果某數(shù)據(jù)被訪問(wèn)過(guò)，

3、 則不久以后該數(shù)據(jù)可能再次被訪問(wèn)。產(chǎn)生時(shí)間局限性的典型原因，是由于在程序中存在著大量的循環(huán)操作。 (2) 空間局限性。一旦程序訪問(wèn)了某個(gè)存儲(chǔ)單元，在不久之后，其附近的存儲(chǔ)單元也將被訪問(wèn)，即程序在一段時(shí)間內(nèi)所訪問(wèn)的地址，可能集中在一定的范圍之內(nèi)，其典型情況便是程序的順序執(zhí)行。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.1.2 虛擬存儲(chǔ)器定義和虛擬存儲(chǔ)器定義和 特征特征 所謂虛擬存儲(chǔ)器， 是指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能， 能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。其邏輯容量由內(nèi)存容量和外存容量之和所決定，其運(yùn)行速度接近于內(nèi)存速度，而每位的成本卻又接近于外存?？梢?jiàn)，虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是一種性能非常優(yōu)越的存儲(chǔ)器管

4、理技術(shù)，故被廣泛地應(yīng)用于大、 中、 小型機(jī)器和微型機(jī)中。 1 虛擬存儲(chǔ)器定義虛擬存儲(chǔ)器定義第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2 虛擬存儲(chǔ)器的虛擬存儲(chǔ)器的 特征特征 （1）多次性 （2）對(duì)換性 （3）虛擬性 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 4.5.3 虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方法虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方法 1. 分頁(yè)請(qǐng)求系統(tǒng)分頁(yè)請(qǐng)求系統(tǒng) 硬件支持。 請(qǐng)求分頁(yè)的頁(yè)表機(jī)制，它是在純分頁(yè)的頁(yè)表機(jī)制上增加若干項(xiàng)而形成的，作為請(qǐng)求分頁(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 缺頁(yè)中斷機(jī)構(gòu)，即每當(dāng)用戶程序要訪問(wèn)的頁(yè)面尚未調(diào)入內(nèi)存時(shí) 便產(chǎn)生一缺頁(yè)中斷，以請(qǐng)求OS將所缺的頁(yè)調(diào)入內(nèi)存； 地址變換機(jī)構(gòu)， 它同樣是在純分頁(yè)地址變換機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的。 (2) 實(shí)現(xiàn)

5、請(qǐng)求分頁(yè)的軟件。第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 請(qǐng)求分段系統(tǒng)請(qǐng)求分段系統(tǒng) 硬件支持。 請(qǐng)求分段的段表機(jī)制，它是在純分段的段表機(jī)制上增加若干項(xiàng)而形成的，作為請(qǐng)求分段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 缺段中斷機(jī)構(gòu)，即每當(dāng)用戶程序要訪問(wèn)的段尚未調(diào)入內(nèi)存時(shí) 便產(chǎn)生一缺段中斷，以請(qǐng)求OS將所缺的段調(diào)入內(nèi)存； 地址變換機(jī)構(gòu)， 它同樣是在純分段地址變換機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的。 (2) 實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求分頁(yè)的軟件。3. 請(qǐng)求段頁(yè)式系統(tǒng)請(qǐng)求段頁(yè)式系統(tǒng) 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.2 請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式 4.6.1 請(qǐng)求分頁(yè)中的硬件支持請(qǐng)求分頁(yè)中的硬件支持 1. 請(qǐng)求頁(yè)表機(jī)制請(qǐng)求頁(yè)表機(jī)制 頁(yè)號(hào) 物理塊號(hào) 狀態(tài)位P

6、 訪問(wèn)字段A 修改位M外存地址 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 缺頁(yè)中斷機(jī)構(gòu)缺頁(yè)中斷機(jī)構(gòu) 圖 5-1 涉及6次缺頁(yè)中斷的指令 頁(yè)面B：A：654321指令copy ATO B第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 3. 地址變換機(jī)構(gòu)地址變換機(jī)構(gòu) 缺頁(yè)中斷處理保留CPU現(xiàn)場(chǎng)從外存中找到缺頁(yè)內(nèi)存滿否？選擇一頁(yè)換出該頁(yè)被修改否？將該頁(yè)寫(xiě)回外存OS命令CPU從外存讀缺頁(yè)啟動(dòng)I/O硬件將一頁(yè)從外存換入內(nèi)存修改頁(yè)表否是是否頁(yè)表項(xiàng)在快表中？CPU檢索快表訪問(wèn)頁(yè)表否頁(yè)在內(nèi)存？修改訪問(wèn)位和修改位形成物理地址地址變換結(jié)束否頁(yè)號(hào)頁(yè)表長(zhǎng)度?開(kāi)始程序請(qǐng)求訪問(wèn)一頁(yè)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷請(qǐng)求調(diào)頁(yè)修改快表是越界中斷是是圖 5-2請(qǐng)求分頁(yè)中的地址

7、變換過(guò)程 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.2.2 請(qǐng)求分頁(yè)中的內(nèi)存分配請(qǐng)求分頁(yè)中的內(nèi)存分配 1. 最小物理塊數(shù)的確定最小物理塊數(shù)的確定 是指能保證進(jìn)程正常運(yùn)行所需的最小物理塊數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)為進(jìn)程分配的物理塊數(shù)少于此值時(shí)，進(jìn)程將無(wú)法運(yùn)行。進(jìn)程應(yīng)獲得的最少物理塊數(shù)與計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)有關(guān)，取決于指令的格式、 功能和尋址方式。對(duì)于某些簡(jiǎn)單的機(jī)器，若是單地址指令且采用直接尋址方式，則所需的最少物理塊數(shù)為2。其中，一塊是用于存放指令的頁(yè)面，另一塊則是用于存放數(shù)據(jù)的頁(yè)面。如果該機(jī)器允許間接尋址時(shí)，則至少要求有三個(gè)物理塊。對(duì)于某些功能較強(qiáng)的機(jī)器， 其指令長(zhǎng)度可能是兩個(gè)或多于兩個(gè)字節(jié)，因而其指令本身有可能跨兩個(gè)頁(yè)面

8、，且源地址和目標(biāo)地址所涉及的區(qū)域也都可能跨兩個(gè)頁(yè)面。第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 物理塊的分配與置換策略物理塊的分配與置換策略 在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，可采取兩種內(nèi)存分配策略，即固定和可變分配策略。在進(jìn)行置換時(shí)， 也可采取兩種策略，即全局置換和局部置換。于是可組合出以下三種適用的策略。 1) 固定分配局部置換(Fixed Allocation, Local Replacement) 2) 可變分配全局置換(Variable Allocation, Global Replacement) 3) 可變分配局部置換(Variable Allocation, Local Replacemen 第四章 存

9、 儲(chǔ) 器 管 理 3. 物理塊分配算法物理塊分配算法 1) 平均分配算法 這是將系統(tǒng)中所有可供分配的物理塊，平均分配給各個(gè)進(jìn)程。 例如，當(dāng)系統(tǒng)中有100個(gè)物理塊，有5個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)，每個(gè)進(jìn)程可分得20個(gè)物理塊。這種方式貌似公平，但實(shí)際上是不公平的，因?yàn)樗纯紤]到各進(jìn)程本身的大小。如有一個(gè)進(jìn)程其大小為200頁(yè)，只分配給它20個(gè)塊，這樣，它必然會(huì)有很高的缺頁(yè)率；而另一個(gè)進(jìn)程只有10頁(yè)，卻有10個(gè)物理塊閑置未用。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2) 按比例分配算法 這是根據(jù)進(jìn)程的大小按比例分配物理塊的算法。如果系統(tǒng)中共有n個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程的頁(yè)面數(shù)為Si，則系統(tǒng)中各進(jìn)程頁(yè)面數(shù)的總和為：又假定系統(tǒng)中可用的

10、物理塊總數(shù)為m，則每個(gè)進(jìn)程所能分到的物理塊數(shù)為bi，將有：b應(yīng)該取整，它必須大于最小物理塊數(shù)。 niiSS1mSSbii第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 3) 考慮優(yōu)先權(quán)的分配算法 在實(shí)際應(yīng)用中，為了照顧到重要的、緊迫的作業(yè)能盡快地完成， 應(yīng)為它分配較多的內(nèi)存空間。通常采取的方法是把內(nèi)存中可供分配的所有物理塊分成兩部分：一部分按比例地分配給各進(jìn)程；另一部分則根據(jù)各進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)，適當(dāng)?shù)卦黾悠湎鄳?yīng)份額后，分配給各進(jìn)程。在有的系統(tǒng)中，如重要的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，則可能是完全按優(yōu)先權(quán)來(lái)為各進(jìn)程分配其物理塊的。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.2.3 頁(yè)面調(diào)入策略頁(yè)面調(diào)入策略 1. 何時(shí)調(diào)入頁(yè)面何時(shí)調(diào)入頁(yè)面 預(yù)調(diào)頁(yè)

11、策略 2) 請(qǐng)求調(diào)頁(yè)策略 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 從何處調(diào)入頁(yè)面從何處調(diào)入頁(yè)面 在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中的外存分為兩部分：用于存放文件的文件區(qū)和用于存放對(duì)換頁(yè)面的對(duì)換區(qū)。通常，由于對(duì)換區(qū)是采用連續(xù)分配方式，而事件是采用離散分配方式，故對(duì)換區(qū)的磁盤(pán)I/O速度比文件區(qū)的高。這樣，每當(dāng)發(fā)生缺頁(yè)請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)從何處將缺頁(yè)調(diào)入內(nèi)存，可分成如下三種情況： (1) 系統(tǒng)擁有足夠的對(duì)換區(qū)空間，這時(shí)可以全部從對(duì)換區(qū)調(diào)入所需頁(yè)面，以提高調(diào)頁(yè)速度。為此，在進(jìn)程運(yùn)行前， 便須將與該進(jìn)程有關(guān)的文件，從文件區(qū)拷貝到對(duì)換區(qū)。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 (2) 系統(tǒng)缺少足夠的對(duì)換區(qū)空間，這時(shí)凡是不會(huì)被修改的文件，都直接從

12、文件區(qū)調(diào)入；而當(dāng)換出這些頁(yè)面時(shí)，由于它們未被修改而不必再將它們換出，以后再調(diào)入時(shí)，仍從文件區(qū)直接調(diào)入。但對(duì)于那些可能被修改的部分，在將它們換出時(shí)，便須調(diào)到對(duì)換區(qū)，以后需要時(shí)，再?gòu)膶?duì)換區(qū)調(diào)入。 (3) UNIX方式。由于與進(jìn)程有關(guān)的文件都放在文件區(qū)，故凡是未運(yùn)行過(guò)的頁(yè)面，都應(yīng)從文件區(qū)調(diào)入。而對(duì)于曾經(jīng)運(yùn)行過(guò)但又被換出的頁(yè)面，由于是被放在對(duì)換區(qū)，因此在下次調(diào)入時(shí)，應(yīng)從對(duì)換區(qū)調(diào)入。由于UNIX系統(tǒng)允許頁(yè)面共享，因此， 某進(jìn)程所請(qǐng)求的頁(yè)面有可能已被其它進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，此時(shí)也就無(wú)須再?gòu)膶?duì)換區(qū)調(diào)入。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 3. 頁(yè)面調(diào)入過(guò)程頁(yè)面調(diào)入過(guò)程 每當(dāng)程序所要訪問(wèn)的頁(yè)面未在內(nèi)存時(shí)，便向CPU發(fā)出一

13、缺頁(yè)中斷，中斷處理程序首先保留CPU環(huán)境，分析中斷原因后， 轉(zhuǎn)入缺頁(yè)中斷處理程序。該程序通過(guò)查找頁(yè)表，得到該頁(yè)在外存的物理塊后， 如果此時(shí)內(nèi)存能容納新頁(yè)，則啟動(dòng)磁盤(pán)I/O將所缺之頁(yè)調(diào)入內(nèi)存，然后修改頁(yè)表。如果內(nèi)存已滿，則須先按照某種置換算法從內(nèi)存中選出一頁(yè)準(zhǔn)備換出；如果該頁(yè)未被修改過(guò)，可不必將該頁(yè)寫(xiě)回磁盤(pán)；但如果此頁(yè)已被修改， 則必須將它寫(xiě)回磁盤(pán)，然后再把所缺的頁(yè)調(diào)入內(nèi)存， 并修改頁(yè)表中的相應(yīng)表項(xiàng)，置其存在位為“1”，并將此頁(yè)表項(xiàng)寫(xiě)入快表中。在缺頁(yè)調(diào)入內(nèi)存后，利用修改后的頁(yè)表， 去形成所要訪問(wèn)數(shù)據(jù)的物理地址，再去訪問(wèn)內(nèi)存數(shù)據(jù)。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.3 頁(yè)面置換算法頁(yè)面置換算法 5.

14、3.1 最佳置換算法和先進(jìn)先出置換算法最佳置換算法和先進(jìn)先出置換算法 1. 最佳(Optimal)置換算法 最佳置換算法是由Belady于1966年提出的一種理論上的算法。 其所選擇的被淘汰頁(yè)面，將是以后永不使用的， 或許是在最長(zhǎng)(未來(lái))時(shí)間內(nèi)不再被訪問(wèn)的頁(yè)面。采用最佳置換算法，通常可保證獲得最低的缺頁(yè)率。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 假定系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了三個(gè)物理塊， 并考慮有以下的頁(yè)面號(hào)引用串：7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1 進(jìn)程運(yùn)行時(shí)， 先將7，0，1三個(gè)頁(yè)面裝入內(nèi)存。 以后， 當(dāng)進(jìn)程要訪問(wèn)頁(yè)面2時(shí)， 將會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。此時(shí)OS根據(jù)最佳置換

15、算法， 將選擇頁(yè)面7予以淘汰。 引用率70770170122010320304243230321201201770101頁(yè)框(物理塊）203圖 5-3 利用最佳頁(yè)面置換算法時(shí)的置換圖 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 先進(jìn)先出先進(jìn)先出(FIFO)頁(yè)面置換算法頁(yè)面置換算法 引用率70770170122010323104430230321013201770201頁(yè)框2304204230230127127011圖 5=4 利用FIFO置換算法時(shí)的置換圖 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.3.2 最近最久未使用最近最久未使用(LRU)置換算法置換算法 1. LRU(Least Recently Used

16、)置換算法的描述置換算法的描述 圖 5-5 LRU頁(yè)面置換算法 引用率70770170122010320304403230321132201710701頁(yè)框402432032102第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. LRU置換算法的硬件支持置換算法的硬件支持 1) 寄存器寄存器 為了記錄某進(jìn)程在內(nèi)存中各頁(yè)的使用情況，須為每個(gè)在內(nèi)存中的頁(yè)面配置一個(gè)移位寄存器，可表示為 R=Rn-1Rn-2Rn-3 R2R1R0 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 圖5-6 某進(jìn)程具有8個(gè)頁(yè)面時(shí)的LRU訪問(wèn)情況 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2) 棧棧 圖 5-7 用棧保存當(dāng)前使用頁(yè)面時(shí)棧的變化情況 447470740704

17、7170410174010741210742120741210742621076第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.3.3 Clock置換算法置換算法 1. 簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的Clock置換算法置換算法 圖 4-30 簡(jiǎn)單Clock置換算法的流程和示例 入口查尋指針前進(jìn)一步，指向下一個(gè)表目頁(yè)面訪問(wèn)位 0?選擇該頁(yè)面淘汰是返回置頁(yè)面訪問(wèn)位“ 0”否塊號(hào)頁(yè)號(hào)訪問(wèn)位指針0124034215650711替換指針第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 改進(jìn)型改進(jìn)型Clock置換算法置換算法 由訪問(wèn)位A和修改位M可以組合成下面四種類(lèi)型的頁(yè)面： 1類(lèi)(A=0, M=0): 表示該頁(yè)最近既未被訪問(wèn)， 又未被修改， 是最佳淘汰

18、頁(yè)。 2類(lèi)(A=0, M=1)： 表示該頁(yè)最近未被訪問(wèn)， 但已被修改， 并不是很好的淘汰頁(yè)。 3類(lèi)(A=1, M=0)： 最近已被訪問(wèn)， 但未被修改， 該頁(yè)有可能再被訪問(wèn)。 4類(lèi)(A=1, M=1): 最近已被訪問(wèn)且被修改， 該頁(yè)可能再被訪問(wèn)。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 其執(zhí)行過(guò)程可分成以下三步： (1) 從指針?biāo)甘镜漠?dāng)前位置開(kāi)始， 掃描循環(huán)隊(duì)列， 尋找A=0且M=0的第一類(lèi)頁(yè)面， 將所遇到的第一個(gè)頁(yè)面作為所選中的淘汰頁(yè)。 在第一次掃描期間不改變?cè)L問(wèn)位A。 (2) 如果第一步失敗，即查找一周后未遇到第一類(lèi)頁(yè)面， 則開(kāi)始第二輪掃描，尋找A=0且M=1的第二類(lèi)頁(yè)面，將所遇到的第一個(gè)這類(lèi)頁(yè)面作為

19、淘汰頁(yè)。在第二輪掃描期間，將所有掃描過(guò)的頁(yè)面的訪問(wèn)位都置0。 (3) 如果第二步也失敗，亦即未找到第二類(lèi)頁(yè)面，則將指針?lè)祷氐介_(kāi)始的位置，并將所有的訪問(wèn)位復(fù)0。 然后重復(fù)第一步，如果仍失敗，必要時(shí)再重復(fù)第二步，此時(shí)就一定能找到被淘汰的頁(yè)。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.3.4 其它置換算法其它置換算法 最少使用(LFU： Least Frequently Used)置換算法2. 頁(yè)面緩沖算法(PBA： Page Buffering Algorithm) 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.3.5 訪問(wèn)內(nèi)存的有效時(shí)間訪問(wèn)內(nèi)存的有效時(shí)間 P168-1691.被訪問(wèn)頁(yè)在內(nèi)存中，且其對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)在快表中2

20、.被訪問(wèn)頁(yè)在內(nèi)存中，且其對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)不在快表中3.被訪問(wèn)頁(yè)不在內(nèi)存中 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.4 “抖動(dòng)抖動(dòng)”與工作集與工作集 P169-1725.4.1多道程序度與多道程序度與“抖動(dòng)抖動(dòng)” 1. 多道程序度與處理機(jī)的利用率 2. 產(chǎn)生“抖動(dòng)”的原因5.4.2 工作集工作集 1.工作集的基本概念 2.工作集的定義5.4.3“抖動(dòng)抖動(dòng)”的預(yù)防方法：的預(yù)防方法：P172第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.5 請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式 5.5.1 請(qǐng)求分段中的硬件支持請(qǐng)求分段中的硬件支持 1. 請(qǐng)求段表機(jī)制請(qǐng)求段表機(jī)制 段名 段長(zhǎng) 段的基址 存取方式 訪問(wèn)字段A 修改位M 存在位

21、P 增補(bǔ)位 外存始址 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 在段表項(xiàng)中， 除了段名(號(hào))、 段長(zhǎng)、 段在內(nèi)存中的起始地址外， 還增加了以下諸項(xiàng)：(1) 存取方式。 (2) 訪問(wèn)字段A。 (3) 修改位M。 (4) 存在位P。 (5) 增補(bǔ)位。 (6) 外存始址。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 缺段中斷機(jī)構(gòu)缺段中斷機(jī)構(gòu) 虛段S不在內(nèi)存阻塞請(qǐng)求進(jìn)程內(nèi)存中有合適的空閑區(qū)嗎？從外存讀入段S修改段表及內(nèi)存空區(qū)鏈喚醒請(qǐng)求進(jìn)程返回空區(qū)容量總和能否滿足？空區(qū)拼接，以形成一個(gè)合適的空區(qū)淘汰一個(gè)或幾個(gè)實(shí)段，以形成一個(gè)合適空區(qū)否否是是圖圖 5-12 請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的中斷處理過(guò)程請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的中斷處理過(guò)程第四章 存 儲(chǔ)

22、器 管 理 3. 地址變換機(jī)構(gòu)地址變換機(jī)構(gòu) 訪問(wèn)sww段長(zhǎng)?符合存取方式?段S在主存?修改訪問(wèn)字段,如寫(xiě)訪問(wèn),置修改位1形成訪問(wèn)主存地址(A) (主存始址) (位移量w)返回分段越界中斷處理分段保護(hù)中斷處理缺段中斷處理是是是否否否圖 5-13請(qǐng)求分段系統(tǒng)的地址變換過(guò)程第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 5.5.2 分段的共享與保護(hù)分段的共享與保護(hù) 1. 共享段表共享段表 圖 5-14 共享段表項(xiàng) 段名段長(zhǎng)內(nèi)存始址狀態(tài)外存始址共享進(jìn)程計(jì)數(shù) count狀態(tài)進(jìn)程名進(jìn)程號(hào)段號(hào)存取控制共享段表第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2. 共享段的分配與回收共享段的分配與回收 1) 共享段的分配 在為共享段分配內(nèi)存時(shí)，對(duì)第一

23、個(gè)請(qǐng)求使用該共享段的進(jìn)程，由系統(tǒng)為該共享段分配一物理區(qū)，再把共享段調(diào)入該區(qū)，同時(shí)將該區(qū)的始址填入請(qǐng)求進(jìn)程的段表的相應(yīng)項(xiàng)中，還須在共享段表中增加一表項(xiàng)，填寫(xiě)有關(guān)數(shù)據(jù)，把count置為1；之后，當(dāng)又有其它進(jìn)程需要調(diào)用該共享段時(shí)，由于該共享段已被調(diào)入內(nèi)存，故此時(shí)無(wú)須再為該段分配內(nèi)存，而只需在調(diào)用進(jìn)程的段表中，增加一表項(xiàng)，填寫(xiě)該共享段的物理地址；在共享段的段表中，填上調(diào)用進(jìn)程的進(jìn)程名、存取控制等，再執(zhí)行count =count+1操作，以表明有兩個(gè)進(jìn)程共享該段。 第四章 存 儲(chǔ) 器 管 理 2) 共享段的回收 當(dāng)共享此段的某進(jìn)程不再需要該段時(shí)，應(yīng)將該段釋放， 包括撤在該進(jìn)程段表中共享段所對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，以及執(zhí)行count =count-1操作。若結(jié)果為0，則須由系統(tǒng)回收該共享段的物理內(nèi)存，以及取消在共享段表中該段所對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)， 表明此時(shí)已沒(méi)有進(jìn)程使用該段；否則(減1結(jié)果不為0)， 則只是取消調(diào)用者進(jìn)程在共享段表