四川大学：《计算机操作系统 Operating System Principles》课程教学资源（PPT课件讲稿）第7章 虚拟存储器管理

第7章虚拟存储器管理 n虚拟存储器管理为解决内存扩充问题而提出 其现息是外存准为达存的打充,作业运 不需要将作业的全部信息放入内存。 虚拟存储器的实现基础是内存的分页式 段式管埋,采用的是进程页面或分段在内 粽 外存之间对换

第7章 虚拟存储器管理 ◼ 虚拟存储器管理为解决内存扩充问题而提出， 其实现思想是将外存作为内存的扩充，作业运 行不需要将作业的全部信息放入内存。 ◼ 虚拟存储器的实现基础是内存的分页式或分 段式管理，采用的是进程页面或分段在内存与 外存之间对换

本章目录 71虚拟存储器的基本概念 ■7.2请求分页虚拟存储管理 ■7.3页面置换算法 7.4页面调度性能 7.5请求分段存储管理方式 7.6 Windows2000XP系统存储器管理实例 2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 3/

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 3/69 本章目录 ◼ 7.1 虚拟存储器的基本概念 ◼ 7.2 请求分页虚拟存储管理 ◼ 7.3 页面置换算法 ◼ 7.4 页面调度性能 ◼ 7.5 请求分段存储管理方式 ◼ 7.6 Windows 2000/XP系统存储器管理实例

本章目录 →■71虚拟存储器的基本概念 虚拟存储器的概念 ■虚拟存储器的特征 ■7.2请求分页虚拟存储管理 ■7.3页面置换算法 74页面调度性能 7.5请求分段存储管理方式 7.6 Windows2000XP系统存储器管理实例 2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 4/69

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 4/69 本章目录 ◼ 7.1 虚拟存储器的基本概念 ◼ 虚拟存储器的概念 ◼ 虚拟存储器的特征 ◼ 7.2 请求分页虚拟存储管理 ◼ 7.3 页面置换算法 ◼ 7.4 页面调度性能 ◼ 7.5 请求分段存储管理方式 ◼ 7.6 Windows 2000/XP系统存储器管理实例

虚拟存储器的引入 程序中还包括许多对数据结构的处理,如对数 组进行操作,它们往往都局限于很小的范围内 ■局部性原理 时间局部性:如循环执行 ■空间局部性:如顺序执彳 2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 5/69

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 5/69 虚拟存储器的引入 ◼ 常规存储管理的特征： ◼ 一次性（指全部装入） ◼ 驻留性（指驻留在内存不换出） ◼ 局部性原理 ◼ 时间局部性：如循环执行 ◼ 空间局部性：如顺序执行。 ◼ 程序执行时，除了少部分的转移和过程调用指 ◼ 过程调用将会使程序的执行轨迹 令外，在大多数情况下仍是顺序执行的。 变化，但在一 ◼ 段时间内都局限在 程序中存在许多循环结构 一定过程的范围内运行 ，这些虽然只由少数 。 指令构成，但是它们将多次执行。 ◼ 程序中还包括许多对数据结构的处理，如对数 组进行操作，它们往往都局限于很小的范围内

虚拟存储器的引入 程序或数据访问的特点: 版序性 程序 局原性 构的处理,如对 数组 多次性 局限于很小的范 围内。 独立性 1物理地址空间 存储器管理 虚拟地址空间地址映射 调出 硬盘 内存 调入

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 6/69 虚拟存储器的引入 ◼ 常规存储管理的特征： ◼ 一次性（指全部装入） ◼ 驻留性（指驻留在内存不换出） ◼ 局部性原理 ◼ 时间局部性：如循环执行 ◼ 空间局部性：如顺序执行。 ◼ 程序执行时，除了少部分的转移和过程调用 ◼ 指令外，在大多数情况下仍是顺序执行的。 过程调用将会使程序的执行轨迹变化，但在 ◼ 一段时间内都局限在 程序中存在许多循环结构一定过程的范围内运行 ，这些虽然只由少 。 数指令构成，但是它们将多次执行。 ◼ 程序中还包括许多对数据结构的处理，如对 数组进行操作，它们往往都局限于很小的范 围内。 程序或数据访问的特点： 顺序性 局限性 多次性 独立性 虚拟地址空间 内存 硬盘 存储器管理 地址映射 调出 调入 物理地址空间

应用程序 部分 装入内存 执行结束 是 访问部分 已在内存? 程序继续执行 否 启动请求调页 (段)功能 是 页(段)置换 内存已满? 否 调入内存

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 7/69 应用程序 部分 装入内存 访问部分 已在内存？ 启动请求调页 （段）功能 程序继续执行 是 否 内存已满？ 是 否 调入内存 执行结束 页（段）置换

虚拟存储器的引入 ■虚拟存储器 具有请求调入功能和置换功能,能从逻 辑上对内存容量进行扩充的一种存储系 统。 实质:以时间换空间,但时间牺牲不大。 需要动态重定位 2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 8/69

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 8/69 ◼ 虚拟存储器 ◼ 具有请求调入功能和置换功能，能从逻 辑上对内存容量进行扩充的一种存储系 统。 ◼ 实质：以时间换空间，但时间牺牲不大。 ◼ 需要动态重定位 虚拟存储器的引入

虚拟存储器的实现方式 ■请求分页系统 a以页为单位转换 需硬件 (1)请求分页的页表机制 (2)缺页中断 (3)地址变换机构 ■需实现请求分页机制的软件(置换软件等 2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 9/69

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 9/69 ◼ 请求分页系统 ◼ 以页为单位转换 ◼ 需硬件： （1）请求分页的页表机制 （2）缺页中断 （3）地址变换机构 ◼ 需实现请求分页机制的软件（置换软件等） 虚拟存储器的实现方式

虚拟存储器的实现方式 ■请求分段系统 n以段为单位转换 (1)请求分段的段表结构 (2)缺段中断 (3)地址变换机构 需实现请求分段机制的软件(置换软件等) 2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 10/69 ◼ 请求分段系统 ◼ 以段为单位转换: （1）请求分段的段表结构 （2）缺段中断 （3）地址变换机构 ◼ 需实现请求分段机制的软件（置换软件等） 虚拟存储器的实现方式

7.1.2虚拟存储器的特征 ■离散性 部分装入 ■多次性 局部装入,多次装入 对换性 ■虚拟性 2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 11/69

2021/2/2 《计算机操作系统》-第7章 11/69 7.1.2 虚拟存储器的特征 ◼ 离散性 ◼ 部分装入 ◼ 多次性 ◼ 局部装入，多次装入 ◼ 对换性 ◼ 虚拟性