操作系统存储管理

2020/6/14,操作系统,第三章存储管理,3.1存储概述3.2分区存储管理3.3段式存储管理3.4页式存储管理3.5段页式存储管理3.6覆盖和交换技术3.7虚拟存储,存储管理是指存储器资源（主要指内存并涉及外存）的管理重要资源“瓶颈”：关键、紧张帕金森定律内存多大，程序多长,2020/6/14,操作系统,3.1存储概述,3.1.1存储组织3.1.2存储管理的目的3.1.3存储管理的功能3.1.4重定位3.1.5链接,2020/6/14,操作系统,3.1.1存储组织,存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高速、大容量和小体积内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、SRAM等；硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储密度等；存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织合理的存储结构其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格。“寄存器-内存-外存”结构“寄存器-缓存-内存-外存”结构；,2020/6/14,操作系统,微机中的存储层次组织,快速缓存：DataCacheTLB(TranslationLookasideBuffer)内存：DRAM,SDRAM等；外存：软盘、硬盘、光盘、磁带等；,访问速度越慢，容量越大，价格越便宜；最佳状态应是各层次的存储器都处于均衡的繁忙状态（如：缓存命中率正好使主存读写保持繁忙）；,2020/6/14,操作系统,3.1.2存储管理的目的,充分利用内存，为多道程序并发执行提供存储基础尽可能方便用户使用自动装入用户程序用户程序中不必考虑硬件细节系统能够解决程序空间比实际内存空间大的问题程序在执行时可以动态伸缩内存存取速度快存储保护与安全共享与通信了解有关资源的使用状况实现的性能和代价,2020/6/14,操作系统,3.1.3存储管理的功能（1）,存储分配和回收：分配和回收算法及相应的数据结构记录内存的使用情况设置相应的内存分配表，（内存分配回收的依据）内存空间划分问题？静态或动态，等长或不等长,2020/6/14,操作系统,3.1.3存储管理的功能（2）,存储共享：两或多个进程共用内存中相同区域目的：节省内存空间，提高内存利用率实现进程通信（数据共享）共享内容：代码共享，要求代码为纯代码数据共享存储保护设置地址空间访问权限（读、写、执行），避免各道程序间相互干扰通常由硬件完成保护功能，由软件辅助实现,2020/6/14,操作系统,存储保护的过程,防止地址越界当程序要访问某个内存单元时，由硬件检查是否允许，如果允许则执行，否则产生地址越界中断，由操作系统进行相应处理一般由硬件提供一对寄存器：基址寄存器：存放起始地址限长寄存器：存放长度防止操作越权即读写保护代码段只读，数据段可读和写,2020/6/14,操作系统,3.1.3存储管理的功能（3）,内存扩充：用户在编制程序时，不应该受内存容量限制，所以要采用一定技术来“扩充”内存的容量，使用户得到比实际内存容量大的多的内存空间具体实现是在硬件支持下，软硬件相互协作，将内存和外存结合起来统一使用实现技术由应用程序控制：覆盖；由OS控制：交换（整个进程空间），虚拟存储的请求调入和预调入（部分进程空间）,2020/6/14,操作系统,3.1.3存储管理的功能（4）,地址变换：（又称地址重定位、地址映射）可执行文件生成中的链接技术程序加载(装入)时的重定位技术进程运行时硬件和软件的地址变换技术和机构逻辑地址（相对地址，虚地址）物理地址（绝对地址，实地址）地址映射,2020/6/14,操作系统,3.1.4重定位（地址映射）,重定位：在可执行文件装入时需要解决可执行文件中地址（指令和数据）和内存地址的对应。由操作系统中的装入程序loader来完成程序在成为进程前的准备工作编辑：形成源文件(符号地址)编译：形成目标模块(模块内符号地址解析)链接：由多个目标模块或程序库生成可执行文件(模块间符号地址解析)装入：构造PCB，形成进程(使用物理地址)重定位方法：绝对装入可重定位装入动态装入,2020/6/14,操作系统,1.逻辑地址、物理地址和地址映射,逻辑地址（相对地址，虚地址）：用户的程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式其首地址为0，其余指令中的地址都相对于首地址来编址不能用逻辑地址在内存中读取信息物理地址（绝对地址，实地址）：内存中存储单元的地址。物理地址可直接寻址地址映射：将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。当程序装入内存时,操作系统要为该程序分配一个合适的内存空间，由于程序的逻辑地址与分配到内存物理地址不一致，所以要进行地址转换,2020/6/14,操作系统,逻辑地址、物理地址和地址映射,2020/6/14,操作系统,地址映射过程,2020/6/14,操作系统,2.绝对装入(absoluteloading),优点：装入过程简单。缺点：过于依赖于硬件结构，不适于多道程序系统。,在可执行文件中记录内存地址，装入时直接定位在上述(即文件中记录的地址)内存地址。,2020/6/14,操作系统,3.可重定位装入(relocatableloading),优点：不需硬件支持，可以装入有限多道程序（如MSDOS中的TSR）。缺点：一个程序通常需要占用连续的内存空间，程序装入内存后不能移动。不易实现共享。,在可执行文件中，列出各个需要重定位的地址单元和相对地址值。当用户程序被装入内存时，一次性实现逻辑地址到物理地址的转换，以后不再转换（一般在装入内存时由软件完成）。即：装入时根据所定位的内存地址去修改每个重定位地址项，添加相应偏移量。,2020/6/14,操作系统,可执行文件在内存中的重定位,说明：重定位表中列出所有修改的位置。如：重定位表的150表示相对地址150处的内容为相对地址(即100为从0起头的相对位置)。在装入时，要依据重定位后的起头位置(2000)修改相对地址。重定位修改：重定位表中的150-绝对地址2150(=2000+150)内容修改：内容100变成2100(=100+2000)。,2020/6/14,操作系统,4.动态装入(dynamicrun-timeloading),优点：OS可以将一个程序分散存放于不连续的内存空间，可以移动程序，有利于实现共享。能够支持程序执行中产生的地址引用，如指针变量（而不仅是生成可执行文件时的地址引用）。缺点：需要硬件支持（通常是CPU），OS实现较复杂。它是虚拟存储的基础。,在可执行文件中记录虚拟内存地址，装入和执行时通过硬件地址变换机构，完成虚拟地址到实际内存地址的变换。,2020/6/14,操作系统,3.1.5链接,静态链接动态链接,返回,链接是指多个目标模块在执行时的地址空间分配和相互引用,2020/6/14,操作系统,静态链接是在生成可执行文件时进行的。在目标模块中记录符号地址(symbolicaddress)，而在可执行文件中改写为指令直接使用的数字地址,静态链接(static-linking),2020/6/14,操作系统,执行系统调用的过程,完成read(fd,buffer,nbytes)函数需要11个步骤,2020/6/14,操作系统,动态链接(dynamic-linking),在装入或运行时进行链接。通常被链接的共享代码称为动态链接库(DLL,Dynamic-LinkLibrary)或共享库(sharedlibrary)。,2020/6/14,操作系统,动态链接的特点,优点共享：多个进程可以共用一个DLL，节省内存，减少文件交换。部分装入：一个进程可以将多种操作分散在不同的DLL中实现，而只将当前操作相应的DLL装入内存。便于局部代码修改：即便于代码升级和代码重用；只要函数的接口参数（输入和输出）不变，则修改函数及其DLL，无需对可执行文件重新编译或链接。便于运行环境适应：调用不同的DLL，就可以适应多种使用环境和提供不同功能。如：不同的显示卡只需厂商为其提供特定的DLL，而OS和应用程序不必修改。缺点：链接开销：增加了程序执行时的链接开销；管理开销：程序由多个文件组成，增加管理复杂度。,2020/6/14,操作系统,DLL到进程地址空间的映射,2020/6/14,操作系统,单一连续区存储管理,内存分为两个区域：系统区，用户区。应用程序装入到用户区，可使用用户区全部空间最简单，适用于单用户、单任务的OS优点：易于管理。缺点：对要求内存空间少的程序，造成内存浪费；程序全部装入，很少使用的程序部分也占用内存。,2020/6/14,操作系统,单一连续区存储管理,2020/6/14,操作系统,存储管理方案,分区存储管理方案页式存储管理方案段式存储管理方案段页式存储管理方案交换和覆盖虚拟存储管理方案,2020/6/14,操作系统,3.2分区存储管理方案,系统把内存用户区划分为若干连续区域,称为分区分区大小可以相等，也可以不等。一个进程占据一个分区固定分区可变分区,2020/6/14,操作系统,1.固定分区,预先把可分配的内存空间分割成若干个连续区域，每一区域称为分区每个分区的大小可以相同也可以不同，分区大小固定不变，每个分区装一个且只能装一个作业存储分配：如果有一个空闲区，则分配给进程,2020/6/14,操作系统,2020/6/14,操作系统,固定分区（续）,内存管理：设置内存分配表(P146)内存分配：内存回收：缺点：内存利用率不高,分区号,起始地址,长度,状态,进程名,2020/6/14,操作系统,2.可变分区存储管理方案,基本思想内存不是预先划分好的作业装入时，根据作业的需求和内存空间的使用情况来决定是否分配若有足够的空间，则按需要分割一部分分区给该进程；否则令其等待内存空间,2020/6/14,操作系统,可变分区存储管理方案（续1）,内存管理空闲块表记录了空闲区起始地址和长度已分配区表内存分配动态分配三种分配算法：首先适配、最佳适配、最差适配,2020/6/14,操作系统,2020/6/14,操作系统,0K,15K,38K,48K,68K,80K,110K,120K,空闲区表,已分配区表,2020/6/14,操作系统,0K,15K,38K,48K,68K,80K,110K,120K,空闲区表,已分配区表,85K,98K,2020/6/14,操作系统,可变分区存储管理方案（续2）,内存回收当某一块归还后，前后空间合并，修改内存空闲块表考虑：上邻、下邻、上下相邻、上下不相邻“碎片”问题经过一段时间的分配回收后，内存中存在很多很小的空闲块。它们每一个都很小，不足以满足分配要求；但其总和满足分配要求。这些空闲块被称为碎片造成存储资源的浪费,2020/6/14,操作系统,可变分区存储管理方案（续3）,“碎片”问题解决紧凑技术：通过在内存移动程序，将所有小的空闲区域合并为大的空闲区域（又称：紧缩技术，紧致技术，浮动技术，搬家技术）问题：开销大移动时机？,2020/6/14,操作系统,可变分区存储管理方案（续4）,分区的保护：设置界地址寄存器保护键优点：便于动态申请内存便于共享内存便于动态链接缺点：碎片问题(外碎片)，内存利用率不高受实际内存容量限制,2020/6/14,操作系统,3.3页式存储管理方案,1.基本思想（工作原理）用户程序划分把用户程序按逻辑页划分成大小相等的部分，称为页。从0开始编制页号，页内地址是相对于0编址逻辑地址,2020/6/14,操作系统,基本思想（续1）,逻辑地址用户程序的划分是由系统自动完成的，对用户是透明的。一般，一页(page)的大小为2的整数次幂，因此，地址的高位部分为页号，低位部分为页内地址,0,11,12,31,页号P,页内位移量W,编号01048575,相对地址04095,2020/6/14,操作系统,基本思想（续2）,内存空间按页的大小划分为大小相等的区域，称为内存块（物理页面，页框pageFrame）内存分配以页为单位进行分配，并按作业的页数多少来分配。逻辑上相邻的页，物理上不一定相邻,2020/6/14,操作系统,2020/6/14,操作系统,2.管理,页表：系统为每个进程建立一个页表，页表给出逻辑页号和具体内存块号相应的关系页表放在内存，属于进程的现场信息空块管理位示图,2020/6/14,操作系统,0,31,0/1,0/1,0/1,0/1,0/1,0,1,7,空闲块数,空块管理位示图,管理（续1）,2020/6/14,操作系统,管理（续2）,内存的分配与回收计算一个作业所需要的总块数N查位示图，看看是否还有N个空闲块如果有足够的空闲块，则页表长度设为N，可填入PCB中；申请页表区，把页表始址填入PCB依次分配N个空闲块，将块号和页号填入页表修改位示图,2020/6/14,操作系统,3.硬件支持,系统设置一对寄存器：页表始址寄存器页表长度寄存器相联存储器快表快表表项：页号；内存块号；标识位；淘汰位,2020/6/14,操作系统,2020/6/14,操作系统,4.页式存储管理方案小结,优点：解决了碎片问题便于管理缺点：不易实现共享不便于动态连接,2020/6/14,操作系统,3.4段式存储管理方案,1.基本思想用户程序划分按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，每个程序段都有一个段名，且有一个段号。段号从0开始，每一段也从0开始编址，段内地址是连续的逻辑地址,2020/6/14,操作系统,0,116,N,2020/6/14,操作系统,操作系统,2020/6/14,操作系统,基本思想（续）,内存划分内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域，称为物理段，每个物理段由起始地址和长度确定内存分配以段为单位分配内存，每一个段在内存中占据连续空间（内存随机分割，需要多少分配多少），但各段之间可以不连续存放,2020/6/14,操作系统,2.管理,段表记录了段号，段的首（地）址和长度之间的关系每一个程序设置一个段表，放在内存属于进程的现场信息,2020/6/14,操作系统,管理（续）,空闲块管理空闲块表内存分配算法（三种）,2020/6/14,操作系统,3.硬件支持,系统设置一对寄存器段表始址寄存器：用于保存正在运行进程的段表的始址段表长度寄存器：用于保存正在运行进程的段表的长度（例如上图的段表长度为3）,2020/6/14,操作系统,2020/6/14,操作系统,硬件支持（续1）,相联（联想）存储器（associativememory）TLB（Translationlookasidebuffers）介于内存与寄存器之间的存储机制，它又叫快表用途：保存正在运行进程的段表的子集（部分表项）特点：按内容进行查找,2020/6/14,操作系统,硬件支持（续2）,引入快表的目的：为了提高地址映射速度快表项目：段号；段始址；段长度；标识（状态）位；访问位（淘汰位）快表淘汰问题？,2020/6/14,操作系统,4.段式存储管理方案小结,优点：便于动态申请内存管理和使用统一化便于共享便于动态链接缺点：产生碎片思考：与可变分区存储管理方案的相同点与不同点？,2020/6/14,操作系统,3.5段页式存储管理方案,1、产生背景结合页式段式优点，克服二者的缺点(P159)2、基本思想用户程序划分：按段式划分（对用户来讲，按段的逻辑关系进行划分；对系统讲，按页划分每一段）逻辑地址：内存划分：按页式存储管理方案内存分配：以页为单位进行分配,2020/6/14,操作系统,段表：记录了每一段的页表始址和页表长度页表：记录了逻辑页号与内存块号的对应关系（每一段有一个，一个程序可能有多个页表）空块管理：同页式管理分配：同页式管理,3.管理,2020/6/14,操作系统,段表始址寄存器段表长度寄存器相联存储器（快表）地址映射过程图(P161),4.硬件支持,2020/6/14,操作系统,3.6覆盖技术与交换技术,1、为什么引入？在多道环境下扩充内存的方法，用以解决在较小的存储空间中运行较大程序时遇到的矛盾覆盖技术主要用在早期的操作系统中交换技术被广泛用于小型分时系统中，交换技术的发展导致了虚存技术的出现,2020/6/14,操作系统,为什么引入？（续）,交换技术与覆盖技术共同点：进程的程序和数据主要放在外存，当前需要执行的部分放在内存，内外存之间进行信息交换不同点：如何控制交换？,2020/6/14,操作系统,2、覆盖技术,把程序划分为若干个功能上相对独立的程序段，按照其自身的逻辑结构将那些不会同时执行的程序段共享同一块内存区域程序段先保存在磁盘上，当有关程序段的前一部分执行结束，把后续程序段调入内存，覆盖前面的程序段（内存“扩大”了）覆盖：一个作业的若干程序段，或几个作业的某些部分共享某一个存储空间一般要求作业各模块之间有明确的调用结构，程序员要向系统指明覆盖结构，然后由操作系统完成自动覆盖,2020/6/14,操作系统,覆盖技术（续1）,2020/6/14,操作系统,缺点：对用户不透明，增加了用户负担例子：目前这一技术用于小型系统中的系统程序的内存管理上，MS-DOS的启动过程中，多次使用覆盖技术；启动之后，用户(临时)程序区TPA的高端部分与COMMAND.COM暂驻模块也是一种覆盖结构,覆盖技术（续2）,2020/6/14,操作系统,3、交换技术,为什么引入？当内存空间紧张时，系统将内存中某些进程暂时移到外存，把外存中某些进程换进内存，占据前者所占用的区域，这种技术是进程在内存与外存之间的动态调度多用于分时系统中,2020/6/14,操作系统,交换技术实现中的几个问题,换出进程的选择原则即：将哪个进程换出/内存？例子：分时系统，时间片轮转法或基于优先数的调度算法，在选择换出进程时，要确定换出的进程是要长时间等待的需要特殊考虑的是：任何等待I/O的进程中存在的问题解决：从不换出处于等待I/O状态的进程有些I/O进程因DMA而不能换出内存或换出前需要操作系统的特殊帮助,2020/6/14,操作系统,交换时机和交换过程,交换时机的确定何时需发生交换？例子：只要不用就换出（很少再用）只在内存空间不够或有不够的危险时换出交换时空间的分配和回收为一个进程分配固定的交换空间尽量减少交换时I/O的数据量缺点是磁盘空间浪费,2020/6/14,操作系统,换入内存时位置的确定,换出后再换入的内存位置一定要在换出前的原来位置上吗？受地址“绑定”技术的影响，即绝对地址产生时机的限制,2020/6/14,操作系统,交换与覆盖技术的比较,与覆盖技术相比，交换技术不要求用户给出程序段之间的逻辑覆盖结构交换发生在进程或作业之间，而覆盖发生在同一进程或作业内覆盖只能覆盖那些与覆盖段无关的程序段,2020/6/14,操作系统,3.7虚拟存储,连续性；离散性驻留性；交换性一次性；多次性以CPU时间和外存空间换取昂贵内存空间，这是操作系统中的资源转换技术,2020/6/14,操作系统,1、概述,问题的提出程序大于内存程序暂时不执行或运行完是否还要占用内存虚拟存储器的基本思想是：程序、数据、堆栈的大小可以超过内存的大小操作系统把程序当前使用的部分保留在内存，而把其它部分保存在磁盘上在需要时可在内存和磁盘之间动态交换虚拟存储器支持多道程序设计技术,2020/6/14,操作系统,MMU：内存管理单元,2020/6/14,操作系统,2020/6/14,操作系统,2020/6/14,操作系统,程序局部性原理,在一段时间内一个程序的执行往往呈现出高度的局部性，表现在时间与空间两方面时间局部性一条指令被执行了，则在不久的将来它可能再被执行空间局部性若某一存储单元被使用，则在一定时间内，与该存储单元相邻的单元可能被使用,2020/6/14,操作系统,虚存：把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，这就是虚存实现思想：当进程运行时，先将一部分程序装入内存，另一部分暂时留在外存，当要执行的指令不在内存时，由系统自动完成将它们从外存调入内存工作目的：提高内存利用率,虚拟存储技术,2020/6/14,操作系统,虚存空间与虚存技术,2020/6/14,操作系统,2、虚拟页式存储管理,（1）基本思想在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其它页面；当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，则根据某种算法换出某个页面，以便装入新的页面,2020/6/14,操作系统,（2）页表表项,页号、驻留位、内存块号、外存地址、访问位、修改位驻留位（中断位）：表示该页是在内存还是在外存访问位：根据访问位来决定换出哪页（由不同的算法决定）修改位：查看此页是否在内存中被修改过,2020/6/14,操作系统,（3）缺页中断（PageFault）处理,在地址映射过程中，在页表中发现所要访问的页不在内存，则产生缺页中断。操作系统接到此中断信号后，就调出缺页中断处理程序，根据页表中给出的外存地址，将该页调入内存，使作业继续运行下去如果内存中有空闲块，则分配一页，将新调入页装入内存，并修改页表中相应页表项目的驻留位及相应的内存块号若此时内存中没有空闲块，则要换出某页，若该页在内存期间被修改过，则要将其写回外存,2020/6/14,操作系统,（4）页面置换算法,先进先出页面置换算法（FIFO）选择在内存中驻留时间最长的页并将其换出第二次机会置换算法(SCR)按照先进先出算法选择某一页面，检查其访问位，如果为0，则换出该页，如果为1，则给第二次机会，并将访问位置0理想置换算法最佳页面算法（OPT）换出以后不再需要的或最远的将来才会用到的页面,2020/6/14,操作系统,页面置换算法（续1）,最近最少使用页面置换算法（LRU）选择最后一次访问时间距离当前时间最长的一页并将其换出,即换出没有使用时间最长的页实现代价很高:时间戳或硬件方法时钟页面置换算法(P170,图5.8),2020/6/14,操作系统,页面置换算法（续2）,LRU的软件解决方案(P172图示)：最不经常使用（NFU）选择访问次数最少的页面将其换出实现：软件计数器，一页一个，初值为0。每次时钟中断时，计数器加R。发生缺页中断时，选择计数器值最小的一页换出改进：计数器在加R前先右移一位R位加到计数器的最左端称为老化算法,2020/6/14,操作系统,页面置换算法（续3）,最近未使用页面置换算法（NRU）选择在最近一段时间内未使用过的一页并将其换出实现：设置两位访问位（R），修改位（M）启动一个进程时，R、M置0R被定期清零,2020/6/14,操作系统,发生缺页中断时，操作系统检查R，M：第0类：无访问，无修改第1类：无访问，有修改第2类：有访问，无修改第3类：有访问，有修改操作系统随机从编号最小的非空类中选择一页换出,页面置换算法（续4）,2020/6/14,操作系统,某程序在内存中分配三个页面，初始为空，页面走向为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，计算缺页次数,页面置换算法（续5）,2020/6/14,操作系统,FIFO432143543215页1432143555211页243214333522页34321444355xxxxxxxxx共缺页中断9次,页面置换算法（续6）,2020/6/14,操作系统,LRU432143543215页1432143543215页243214354321页34321435432xxxxxxxxxx共缺页中断10次,页面置换算法（续7）,2020/6/14,操作系统,OPT432143543215页1432111555211页243333333555页34444444444xxxxxxx共缺页中断7次,页面置换算法（续8）,2020/6/14,操作系统,例2：某程序在内存中分配m页初始为空，页面走向为0，1，2，3，0，1，4，0，1，2，3，4。当m=3，m=4时缺页中断分别为多少？用FIFO算法计算缺页次数(P172,图5.20),页面置换算法（续9）,2020/6/14,操作系统,m=3时，缺页中断9次m=4时，缺页中断10次注：FIFO页面置换算法会产生异常现象（Belady现象），即：当分配给进程的物理页面数增加时，缺页次数反而增加,页面置换算法（续10）,2020/6/14,操作系统,(1)分配给进程的物理页面数(2)页面本身的大小(3)程序的编制方法(4)页面置换算法,（5）影响缺页次数的因素,2020/6/14,操作系统,程序编制方法1：Forj:=1to128Fori:=1to128Ai,j:=0;,程序编制方法2：Fori:=1to128Forj:=1to128Ai,j:=0;,例子3：内存分配一页，初始时第一页在内存；页面大小为128个整数；矩阵A128X128按行存放,影响缺页次数的因素（续1）,2020/6/14,操作系统,3、性能问题,（1）颠簸（抖动）在虚存中，页面在内存与外存之间频繁调度，以至于调度页面所需时间比进程实际运行的时间还多，此时系统效率急剧下降，甚至导致系统崩溃。这种现象称为颠簸或抖动原因：页面置换算法不合理分配给进程的物理页面数太少,2020/6/14,操作系统,基本思想：根据程序的局部性原理，一般情况下，进程在一段时间内总是集中访问一些页面，这些页面称为活跃页面，如果分配给一个进程的物理页面数太少了，使该进程所需的活跃页面不能全部装入内存，则进程在运行过程中将频繁发生中断如果能为进程提供与活跃页面数相等的物理页面数，则可减少缺页中断次数,（2）工作集（WorkingSet）模型,2020/6/14,操作系统,对于给定的访问序列选取定长的区间，称为工作集窗口，落在工作集窗口中的页面集合称为工作集工作集的内容取决于三个因素：访页序列特性时刻Ti窗口长度(),工作集（WorkingSet）模型（续1）,2020/6/14,操作系统,例：(P176图5.22)26157775162341234443434441327|t1|t2ws(t1)=1,2,5,6,7ws(t2)=3,4,工作集（WorkingSet）模型（续2）,2020/6/14,操作系统,（1）段表内容增加：特征位（在/不在内存，是否可共享）存取权限位（读，写，执行）标志位（是否修改过，能否移动）扩充位（固定长/可扩充）,4、虚拟段式存储管理,2020/6/14,操作系统,进程在执行过程中，有时需要扩大分段，如数据段。由于要访问的地址超出原有的段长，所以发越界中断。操作系统处理中断时，首先判断该段的“扩充位”，如可扩充，则增加段的长度；否则按出错处理,（2）越界中断处理,2020/6/14,操作系统,检查内存中是否有足够的空闲空间若有，则装入该段，修改有关数据结构，中断返回若没有，检查内存中空闲区的总和是否满足要求，是则应采用紧缩技术，转；否则，换出一（些）段，转,（3）缺段中断处理,2020/6/14,操作系统,（4）段的动态链接,大型程序：若干程序段，若干数据段一些熟知的事实：进程的某些程序段在进程运行期间可能根本不用互斥执行的程序段没有必要同时驻留内存有些程序段执行一次后不再用到,2020/6/14,操作系统,静态链接：为了程序正确执行，必须由连接装配程序把它们连接成一个可运行的目标程序，并在程序运行前都装入内存。问题：花费时间，浪费空间动态链接：在程序开始运行时，只将主程序段装配好并调入内存，其它各段的装配是在主程序段的运行过程中逐步完成。每当需要调用一个新段时，再将这个新段装配好，并与主程序段链接,段的动态链接（续1）,2020/6/14,操作系统,链接间接字和链接中断,机器指令：直接寻址，间接寻址,LOAD,100,LOAD,100,600,600,800,直接寻址,间接寻址,100,100,数据,间接字,数据,段的动态链接（续2）,2020/6/14,操作系统