《操作系统》课程教学资源（PPT课件）第5章 虚拟存储器

第五章虚拟存储器原因：1、内存不够大5.1虚拟存储器概述2、程序执行特点：一次性和驻留性引入：肉连续分配作业j:离散分配OS装不下J130K装不下J210K大作业不能运行在小内存下多个作业想同时运行时也受到内存的限制数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 5.1 虚拟存储器概述 引入： ◆ 连续分配 ◆ 离散分配 作业J： 内存 OS 20K 30K 装不下 大作业不能运行在小内存下 作业J： 内存 OS 10K 30K 装不下 J2 J1 多个作业想同时运行时也受到内存的限制 原因：1、内存不够大 2、程序执行特点：一次性和驻留性

第五章虚拟存储器解决方法：1、增加物理内存：成本增加2、覆盖技术：可以解决小内存大作业对用户不透明逻辑地址空间不能变大3、对换技术：进程对换：可以解决多作业运行在小内存，但不能解决小内存运行大作业部分对换：进程的一部分的换入换出数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 解决方法： ◆1、增加物理内存：成本增加 ➢ 2、覆盖技术： ✓ 3、对换技术： ◆ 对用户不透明 ➢ 逻辑地址空间不能变大 ➢可以解决小内存大作业 ➢ 进程对换：可以解决多作业运行在小内存，但不能解决小内 存运行大作业 ➢部分对换：进程的一部分的换入换出

第五章虚拟存储器局部性原理时间局限性：>如果程序中某条指令执行，则不久该指令可能再次执行：>如果某数据被访问过，则不久以后该数据可能再次被访问>典型原因：程序的循环结构。空间局限性>程序访问了某个存储单元，不久后附近的存储单元也将被访问。>典型情况：程序的顺序执行。数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 局部性原理 ◆ 时间局限性： ➢如果某数据被访问过， 则不久以后该数据可能再次被访问。 ➢ 程序访问了某个存储单元，不久后附近的存储单元也将 被访问。 ➢典型原因：程序的循环结构。 ➢如果程序中某条指令执行， 则不久该指令可能再次执行； ◆ 空间局限性 ➢典型情况：程序的顺序执行

第五章虚拟存储器虚拟存储器概念内存01进程20外存3314025136A74829数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 虚拟存储器概念 4 2 3 4 0 0 1 2 3 1 5 6 7 8 进程 内存 0 1 9 0 1 2 3 4 外存

第五章虚拟存储器虚拟存储器概念能从逻辑上虚拟存储器：具有请求调入功能和置换功能，对内存容量加以扩充的一种存储器系统。说明：>其逻辑容量由计算机编址结构>其运行速度接近于内存速度：>其成本却又接近于外存。数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 虚拟存储器：具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上 对内存容量加以扩充的一种存储器系统。 ➢其逻辑容量由计算机编址结构； ➢其运行速度接近于内存速度； ➢其成本却又接近于外存。 说明： 虚拟存储器概念

第五章虚拟存储器虚拟存储器的特征1、多次性最重要的特征。指一个作业被分成多次调入内存运行。2、对换性允许在作业运行过程中进行换进、换出。提高内存利用率。3、虚拟性从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远大于实际内存容量。说明：虚拟性以多次性和对换性为基础多次性和对换性又是离散分配为基础。数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 虚拟存储器的特征 多次性和对换性又是离散分配为基础。 1、多次性 最重要的特征。指一个作业被分成多次调入内存运行。 2、对换性 允许在作业运行过程中进行换进、换出。提高内存利用率。 3、虚拟性 从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远大于 实际内存容量。 说明： 虚拟性以多次性和对换性为基础

第五章虚拟存储器虚拟存储器的实现方法1、请求分页系统概念：在分页系统的基础上，增加请求调页功能、页面置换功能◆过程：>允许只装入进程的部分页，便可启动运行；>在硬件支持下通过调页功能和置换页功能，1陆续将要运行的页面调入内存；把暂不运行的页面换到外存上，置换时以页面为单位。数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 虚拟存储器的实现方法 ◆概念：在分页系统的基础上，增加请求调页功能、页面置换功能 ◆过程： 1、请求分页系统 ➢ 允许只装入进程的部分页，便可启动运行； ➢在硬件支持下通过调页功能和置换页功能，陆续将要运行的页 面调入内存； ➢把暂不运行的页面换到外存上，置换时以页面为单位

第五章虚拟存储器虚拟存储器的实现方法1、请求分页系统硬件支持：>请求分页的页表机制>缺页中断机构>地址变换机构软件：>请求调页功能>页置换功能的软件。数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 1、请求分页系统 ◆硬件支持： ➢请求分页的页表机制 ➢缺页中断机构 ➢地址变换机构 ◆软件： ➢ 请求调页功能 ➢ 页置换功能的软件。 虚拟存储器的实现方法

第五章虚拟存储器虚拟存储器的实现方法2、请求分段系统概念：在分段系统的基础上，增加请求调段功能、分段置换功能过程：》允许只装入少数段的程序和数据，便可启动运行；>在硬件支持下通过调段功能和置换段功能，陆续将要运行的段调入内存；>把暂不运行的段换到外存上，置换时以段为单位。数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 ◆概念：在分段系统的基础上，增加请求调段功能、分段置换功能 ◆过程： 2、请求分段系统 ➢ 允许只装入少数段的程序和数据，便可启动运行； ➢在硬件支持下通过调段功能和置换段功能，陆续将要运行的段 调入内存； ➢把暂不运行的段换到外存上，置换时以段为单位。 虚拟存储器的实现方法

第五章虚拟存储器虚拟存储器的实现方法2、请求分段系统硬件支持：>请求分段的段表机制>缺段中断机构>地址变换机构软件：>请求调段功能>分段置换功能的软件数学与信息技术学院

第五章 虚 拟 存 储 器 数学与信息技术学院 2、请求分段系统 ◆硬件支持： ➢请求分段的段表机制 ➢缺段中断机构 ➢地址变换机构 ◆软件： ➢ 请求调段功能 ➢ 分段置换功能的软件 虚拟存储器的实现方法