计算机操作系统第六章ppt课件

1、操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM主要内容 根底知识 恳求分页存储管理 恳求分段存储管理 第6章 虚拟存储器操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM6.1 根底知识根底知识 6.1.1 覆盖技术覆盖技术 覆盖技术，是程序运转过程中，覆盖技术，是程序运转过程中，在不同时辰把同一存储区分配给不同在不同时辰把同一存储区分配给不同程序段或数据段，实现存储区共享的程序段或数据段，实现存储区共享的一种内存分配技术。一种内存

2、分配技术。 覆盖技术通常与单一延续区分配、固覆盖技术通常与单一延续区分配、固定分区分配和动态分区分配等存储管定分区分配和动态分区分配等存储管理技术配合运用。每一个用户程序都理技术配合运用。每一个用户程序都被分为假设干程序段，一部分是经常被分为假设干程序段，一部分是经常要用的根本部分，作为常驻程序；另要用的根本部分，作为常驻程序；另一部分不经常运用，可以让它们在需一部分不经常运用，可以让它们在需求时暂时装入。当一段在内存中的程求时暂时装入。当一段在内存中的程序运转终了或者暂时不运转时，序运转终了或者暂时不运转时，可以令它们放弃驻留权，让另一段程可以令它们放弃驻留权，让另一段程序占用它在内存中的位

3、置。序占用它在内存中的位置。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM例如，某进程的程序段由例如，某进程的程序段由A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G和和H H等等8 8个个程序段组成。它们之间的调用关系如图程序段组成。它们之间的调用关系如图a a所示。所示。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM交换(Swap)技术，是指将内存中某进程的程序和数据全部或部分写入外存交换区中，腾出来的内存空间供其它进

4、程运用。待内存有空闲空间后再将它从外存交换区装入内存。一、磁盘交换区管理 磁盘交换区是一个数据的暂存处。系统可根据内存的“拥堵程度将信息调往交换区或者从交换区调入。 6.1.2 6.1.2 交换技术交换技术 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 操作系统管理下磁盘空间被划分为两部分：文件操作系统管理下磁盘空间被划分为两部分：文件区和交换区。二者的区别主要有区和交换区。二者的区别主要有3点：点： 存储方式不同。文件区中的信息是以文件方式存储方式不同。文件区中的信息是以文件方式存放的，为了提高空间利用率，

5、普通采取离散存放的，为了提高空间利用率，普通采取离散存储方式；而交换区是按字符流方式存放，多存储方式；而交换区是按字符流方式存放，多采用延续存储方式。采用延续存储方式。 访问速度不同。文件区的存储空间特别大，为访问速度不同。文件区的存储空间特别大，为了提高检索效率普统统过建立目录对文件实现了提高检索效率普统统过建立目录对文件实现访问，也就是间接地址访问；而交换区空间较访问，也就是间接地址访问；而交换区空间较小，可按外存地址直接访问，因此速度快。小，可按外存地址直接访问，因此速度快。 存储时间不同。文件区的存储适宜于较长久的存储时间不同。文件区的存储适宜于较长久的数据存储；而交换区作为暂时数据的

6、存放处，数据存储；而交换区作为暂时数据的存放处，只存放短期的数据。只存放短期的数据。 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM二、进程调出二、进程调出 进程调出操作，需求选择一个近期无运进程调出操作，需求选择一个近期无运转要求的进程调出内存。这里，处于阻塞形状转要求的进程调出内存。这里，处于阻塞形状的进程是首选的，其次是就绪形状的进程，一的进程是首选的，其次是就绪形状的进程，一个正在共享的程序不在思索之列。选择过程中个正在共享的程序不在思索之列。选择过程中的另一个参数是进程的优先级或呼应比。的另一个参数是

7、进程的优先级或呼应比。三、进程调入三、进程调入 进程调入操作需求选择一个具有运转条进程调入操作需求选择一个具有运转条件且最迫切的进程，将它调入。普通来说，选件且最迫切的进程，将它调入。普通来说，选择过程就是前面所讲的择过程就是前面所讲的“中级调度，选出的中级调度，选出的进程可经过进程可经过“进程激活装入内存。普通来讲，进程激活装入内存。普通来讲，系统选择的对象是处于系统选择的对象是处于“挂起就绪形状的进挂起就绪形状的进程，处于程，处于“挂起阻塞形状的进程不在思索之挂起阻塞形状的进程不在思索之列。列。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育

8、OPERATING SYSTERM6.1.3 6.1.3 部分性原理部分性原理 从程序对操作数的访问来看，普通情况下，一段程序访问的操作数也都部分于某个数据块中。因此在一个较短的时间内，程序执行中对内存地址的访问往往局限于一个较小的空间上。1968年，P.Denning提出了一个著名的“部分性原理，并经过一幅运转图予以阐明见图所示。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 虚拟存储器虚拟存储器Virtual Memory 一个进程运转时，可不用将其全部装载到内存中，只须把当前运转的部分程序和能够访问的数据

9、块装入内存即可。随着进程运转的不断推进，其他部分程序和数据可随时装入。这样做可实现小内存运转大程序的想象。从逻辑上说，系统拥有一个容量很大的存储器，这就是人们常说的虚拟存储器。 l 多次性 l 虚拟性 l 离散性 l 对换性 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 6.2 6.2 恳求分页存储管理恳求分页存储管理 恳求分页Demand Paging存储管理是在普通的分页管理根底上，采用了虚拟技术开展起来的。由于分页管理中的页面长度是固定的，调出调入比较容易实现，因此目前许多操作系统中都支持这种管理方式。

10、 6.2.1 地址变换 硬件上除了支持恳求分页管理的内存和外存外，还要有相应的页表和地址变换机制，以及出现缺页即某个需求运转的页面不在内存时的中断呼应机制等。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM1 1页表页表 虚拟分页系统与普通分页系统的区别是，进虚拟分页系统与普通分页系统的区别是，进程只需一部分页面进入内存。因此页表需求记录程只需一部分页面进入内存。因此页表需求记录哪些页面在内存，哪些不在内存。并且，页表中哪些页面在内存，哪些不在内存。并且，页表中还要记录页面的外存位置，以便当某个需求运转还要记录页

11、面的外存位置，以便当某个需求运转的页面不在内存时，系统可以立刻找到它，将它的页面不在内存时，系统可以立刻找到它，将它装载进来。装载进来。 2 2地址变换机制地址变换机制 当调度一个进程时，系统将其页表首址当调度一个进程时，系统将其页表首址装入装入CPUCPU中的页表控制存放器。运转中用相对地中的页表控制存放器。运转中用相对地址的高端部分作为页号去检索页表，看该页能否址的高端部分作为页号去检索页表，看该页能否已在内存。假设已在内存就按普通分页机制的方已在内存。假设已在内存就按普通分页机制的方式直接生成物理地址，并将访问标志和修正标志式直接生成物理地址，并将访问标志和修正标志设置好。假设该页不在内

12、存，那么产生缺页中断设置好。假设该页不在内存，那么产生缺页中断信号，经过中断处置过程将缺页装入。信号，经过中断处置过程将缺页装入。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM3 3中断处置机制中断处置机制 缺页中断是指令执行过程中产生的中断，而缺页中断是指令执行过程中产生的中断，而非普通的中断在一条指令执行完成后产生的。非普通的中断在一条指令执行完成后产生的。当当CPUCPU执行指令希望访问一个不在内存的页面时，执行指令希望访问一个不在内存的页面时，将产生缺页中断，系统开场运转中断处置程序。将产生缺页中断，系

13、统开场运转中断处置程序。此时指令计数器此时指令计数器PCPC的值尚未来得及添加就被的值尚未来得及添加就被压入堆栈，因此压入的断点必然是本次被中断的压入堆栈，因此压入的断点必然是本次被中断的指令地址，而非下一条指令的地址。指令地址，而非下一条指令的地址。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM中断处置过程如下：中断处置过程如下：(1) 保管进程上下文。保管进程上下文。(2) 判别内存能否有空闲帧？假设有，那么获取一判别内存能否有空闲帧？假设有，那么获取一个帧号个帧号No，转，转4。(3) 腾出一个空闲帧，即

14、：腾出一个空闲帧，即： (3)-1 调用置换算法，选择一个淘汰页调用置换算法，选择一个淘汰页PTj。 (3)-2 PTj (S)=0； (3)-3 No =PTj (F);。 (3)-4 假设该页曾修正正，那么：假设该页曾修正正，那么： (3)-4-1 恳求外存交换区上一个空恳求外存交换区上一个空闲块闲块B。 (3)-4-2 PTj (D)=B的外存地址。的外存地址。 (3)-4-3 启动启动I/O管理程序，将该页管理程序，将该页写到外存上。写到外存上。 (4) 按页表中提供的缺页外存位置，启动按页表中提供的缺页外存位置，启动I/O，将，将缺页装入空闲帧中。缺页装入空闲帧中。 (5) 修正页表

15、的形状字段。修正页表的形状字段。PTi(F)=No；PTi(S)=1。 (6) 终了。终了。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM地地址址变变换换流流程程操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 虚拟分页系统中的页面分配该当以减少缺页率为目的。实际证明，进程占用的存储容量越小，缺页中断率就越高。Madnick曾经描画了一个真正的System 360系统中的程序缺页中断曲线称为下降曲线，见图所示。 操 作 系 统 操

16、 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 分配算法有以下分配算法有以下3 3种：种： l l 平均分配法平均分配法系统的可用空间平均分配给所系统的可用空间平均分配给所 有进程，让它们都占有相等数量有进程，让它们都占有相等数量 的帧。这样分配对短的帧。这样分配对短作业来说是很有利的。而对于一些较大的进程，缺页率作业来说是很有利的。而对于一些较大的进程，缺页率必然居高不下。必然居高不下。 l l 优先权分配法优先权分配法思索进程的优先运转权，给高优思索进程的优先运转权，给高优先的进程分配较多的帧，使它的缺页率相对少一些。这先的

17、进程分配较多的帧，使它的缺页率相对少一些。这里，我们可把优先权了解为高呼应比、高优先级、最短里，我们可把优先权了解为高呼应比、高优先级、最短剩余时间优先等。剩余时间优先等。 l l 比例分配法比例分配法这种分配方法比较公平，小进程分这种分配方法比较公平，小进程分配小空间，大进程分配大空间。当可用空间为配小空间，大进程分配大空间。当可用空间为M M个帧，个帧，系统当前的进程数为系统当前的进程数为n n，每个进程的页面数量为，每个进程的页面数量为sisi，那，那么按比例分配法，该当分配给进程么按比例分配法，该当分配给进程i i的页数的页数pipi为：为： Msspnjjii1操 作 系 统 操 作

18、 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 页面置换，是指在内存空间已被装满而又要装入新页页面置换，是指在内存空间已被装满而又要装入新页 时，必需按某种算法将内存中的某页置换为一个新页。时，必需按某种算法将内存中的某页置换为一个新页。下面引见几种比较典型的页面置换算法。下面引见几种比较典型的页面置换算法。 1OPT最正确置换算法最正确置换算法 OPT算法是一种理想化了的页面置换算法。该算法每算法是一种理想化了的页面置换算法。该算法每次选择的淘汰页总是不再运用的，或者最长时间不再次选择的淘汰页总是不再运用的，或者最长时间不再运用的

19、页面，尽量防止刚调出去又要立刻调入。运用的页面，尽量防止刚调出去又要立刻调入。 2FIFO先进先出算法先进先出算法 这种算法的出发点是这种算法的出发点是“先装入内存者先被置换。系统先装入内存者先被置换。系统总是把驻留在内存中时间最长的页面常驻的除外总是把驻留在内存中时间最长的页面常驻的除外作为被淘汰的对象。作为被淘汰的对象。 6.2.2 6.2.2 置换算法置换算法 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 3LRU最近最久未运用算法 被置换的页面是最长时间未访问的页面。这种算法所根据的原理是程序执行时所

20、具有的部分性，即那些刚被运用过的页面能够马上再次被运用，而那些最久未运用的页面普通不会马上被用到。 4Clock钟表算法算法 这是一个建立在循环检测根底上的LRU近似算法，试图以较小的开销获得接近LRU的性能。该算法中将被置换的候选帧集合构成一个环状缓冲区，并设一个循环挪动指针。初始时，该指针指向缓冲区的头部。当某页被选择置换后，指针将顺序指向缓冲区的下一个帧。环状缓冲区中的每个候选帧关联一个“访问位，记作A，当某帧的A=0时，阐明该帧最近未被访问。显然，一个刚刚调入页面的帧，以及刚刚访问过的帧，其A=1。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机

21、本科教育OPERATING SYSTERM5 5改良的改良的ClockClock算法算法 一个提高一个提高ClockClock算法效率的方法是，为每个帧算法效率的方法是，为每个帧增设一个关联的增设一个关联的“修正位，记作修正位，记作M M。假设。假设M=1M=1表示该帧表示该帧中的页面被修正了，置换之前必需写到外存上。假设将中的页面被修正了，置换之前必需写到外存上。假设将访问情况与修正情况一同思索，每一帧可处于访问情况与修正情况一同思索，每一帧可处于4 4种情况种情况之一。之一。 l A=0 l A=0且且M=0M=0：该帧中所存的页面最近没有访问，也：该帧中所存的页面最近没有访问，也没有修正

22、。没有修正。 l A=1 l A=1且且M=0M=0：该帧中所存的页面最近访问过，但没：该帧中所存的页面最近访问过，但没有修正。有修正。 l A=0 l A=0且且M=1M=1：该帧中所存的页面最近没有访问，但：该帧中所存的页面最近没有访问，但修正了。修正了。 l A=1 l A=1且且M=1M=1：该帧中所存的页面最近访问过，也修：该帧中所存的页面最近访问过，也修正正。正正。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM据此给出改良的Clock算法的处置过程：1从指针当前位置开场，循环扫描候选帧，遇到的第1个

23、A=0且M=0的帧，将该帧中的页面置换后前往。2假设循环一周后没有找到可置换的帧，那么继续循环扫描，遇到的第1个A=0且M=1的帧，将该帧中的页面置换后前往。在这个过程中，每跳过一个帧就将它的访问位A设置为0。3假设第2步仍没有找到可置换的帧，那么反复1和2必将可以找到一个可置换的帧。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 6几种算法的性能比较 置换算法的选择，将直接影响到内

24、存的利用率和系统效率。对于上述四种算法，计算机学者Baer曾于己于1980年做过一个实验，选取的页面尺寸为256个字，分别实验了6、8、10、12、14帧的情况。当分配的帧数比较多时，四种算法的区别不太明显；而当分配的比较少时，它们的区别就相当显著了。特别是，当进程只需6个帧时，FIFO算法比OPT算法的缺页次数提高1倍还多。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM实验结果如下图。其中，横坐标是帧数，纵坐标是缺页次数。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机

25、本科教育OPERATING SYSTERM 一、页面调入战略一、页面调入战略 在调页过程中有两个战略：一个是在调页过程中有两个战略：一个是“随用随随用随调战略，另一个是调战略，另一个是“预调页战略。预调页战略。 “预调页战略的益处是：一次读多个延续预调页战略的益处是：一次读多个延续的页面，可以减少磁头挪动的时间，对系统效的页面，可以减少磁头挪动的时间，对系统效率提高有很大益处。另一个益处是，当发现缺率提高有很大益处。另一个益处是，当发现缺页已在内存时，当前进程不用让出控制权，仅页已在内存时，当前进程不用让出控制权，仅仅将缺页转移到用户区，修正页表后就可继续仅将缺页转移到用户区，修正页表后就可继

26、续运转。运转。6.2.3 6.2.3 驻留集和任务集驻留集和任务集 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM二、驻留集管理二、驻留集管理驻留集，是进程在内存中的页面集合，驻留集，是进程在内存中的页面集合，驻留集尺寸是驻留在内存中的页面驻留集尺寸是驻留在内存中的页面数量。数量。管理驻留集的方式有以下管理驻留集的方式有以下3 3种：种：1 1固定分配部分置换固定分配部分置换2 2可变分配全局置换可变分配全局置换3 3可变分配部分置换可变分配部分置换操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统

27、 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 三、任务集三、任务集 任务集任务集working set的概念是的概念是Denning提出来的，对虚拟存储器的设计提出来的，对虚拟存储器的设计产生过艰苦影响。一个进程的任务集产生过艰苦影响。一个进程的任务集Wt,表示在时间表示在时间t-到到t之间之间 进程援用的一进程援用的一串页面；任务集的尺寸记作串页面；任务集的尺寸记作wt,，指，指的是的是Wt,中的页面数。中的页面数。wt,是的单是的单调函数，也就是说，时间段越长，援用的调函数，也就是说，时间段越长，援用的页面越多，直到接近实践所需的页面总数页面越多，直到接近实践所需的

28、页面总数实践操作中，时间段长度往往用执行指实践操作中，时间段长度往往用执行指令的数量来度量，而不是实践阅历的时令的数量来度量，而不是实践阅历的时间。间。 在进程执行期间可以容易地确定该进程对在进程执行期间可以容易地确定该进程对存储空间的需求，也就是它的任务集尺寸。存储空间的需求，也就是它的任务集尺寸。操作系统可以用这种方法决议给谁分配更操作系统可以用这种方法决议给谁分配更多的帧，以及哪个进程该当让出一些帧来。多的帧，以及哪个进程该当让出一些帧来。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM下面是按照任务集决议

29、驻留集的战略下面是按照任务集决议驻留集的战略 任务集战略任务集战略 (1) (1) 监视各进程的任务集。监视各进程的任务集。 (2) (2) 周期性地从一个进程中调周期性地从一个进程中调出那些不在它的任务集中的页，令其出那些不在它的任务集中的页，令其释放部分帧。释放部分帧。 (3) (3) 当一个进程的驻留集包当一个进程的驻留集包含了它的任务集时，才可以执行该进含了它的任务集时，才可以执行该进程。否那么为进程添加新帧或者暂程。否那么为进程添加新帧或者暂 缓调度该进程。缓调度该进程。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING

30、 SYSTERM四、一种怪景象四、一种怪景象 在谈到驻留集时，有一种怪景象在谈到驻留集时，有一种怪景象不得不提，那就是不得不提，那就是BelalyBelaly于于19691969年指年指出的，在出的，在FIFOFIFO算法中，有时添加更多算法中，有时添加更多的物理存储块后反倒导致利用率下降。的物理存储块后反倒导致利用率下降。 导致这种怪景象的页面走导致这种怪景象的页面走向虽然是稀有的，然而必然还和其它向虽然是稀有的，然而必然还和其它要素有关。这阐明，不能将要素有关。这阐明，不能将“进程的进程的可用帧越多缺页率就越低这一结论可用帧越多缺页率就越低这一结论绝对化。绝对化。操 作 系 统 操 作 系

31、 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM6.2.4 抖动的产生和预防 抖动Thrashing又称颠簸，是指刚被调出去的页需求马上被调回，刚调回不久又要马上被调出。频繁调入调出，使系统的大部分时间都破费在内存和外存之间的来回折腾上。抖动主要表现为磁盘I/O极度忙碌，而处置机大量时间空闲。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 一、抖动的产生及应对措施 产生抖动的缘由归根究竟是内存驻留的进程太多，以下图是处置机利用率与多道程序度即进程数量之间的

32、关系曲线。 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 从图中可以看出，当多道程序度到达M点时，处置机利用率最大。当系统处于M点左边的位置，也就是说驻留在内存的进程数量较少时，处置机的利用率不高是由于负荷太轻所致。此时该当添加内存的进程数量方可提高利用率。假设系统处于M点的右边位置，也就是说内存的驻留进程较多时，处置机的利用率不高是由于系统过载而致。此种情况下，减少内存的进程数量是提高处置机利用率的当务之急。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OP

33、ERATING SYSTERM二、抖动预防二、抖动预防下面的方法可以预防抖动的发生。下面的方法可以预防抖动的发生。1在处置机调度中引入任务集战略在处置机调度中引入任务集战略2采用部分置换战略防止抖动分散采用部分置换战略防止抖动分散3挂起部分进程挂起部分进程 普通选择缺页进程、最后被激活的进程、普通选择缺页进程、最后被激活的进程、最大进程驻留集最小的进程、剩余执行时最大进程驻留集最小的进程、剩余执行时间最多的进程等。间最多的进程等。 4L=S准那么准那么 这一准那么中，这一准那么中，L是产生缺页的平均时间，是产生缺页的平均时间，S是系统处置缺页的平均时间。实际证明，是系统处置缺页的平均时间。实际

34、证明，当当L=S是，处置机的利用率最高。该实际也是，处置机的利用率最高。该实际也得到实际的检验。得到实际的检验。操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM6.3 6.3 恳求分段存储管理恳求分段存储管理 1段表 为了实现段的动态管理，我们要为每个进程设置一个段表ST，并在ST中设立一些“控制位记录该段的控制信息 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM2地址变换操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系

35、 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM 3缺段中断机制 与缺页中断类似，缺段中断也是指令执行过程中产生的中断，而不是产生在一条指令执行完成后。也就是说，进程执行一条指令产生缺段中断时，压入堆栈的断点是当前指令的地址。当缺段被装入内存后，该段变成了“实段。进程再次恢复运转时，CPU将重新执行这条指令。 4中断处置程序 当第i#段是一个缺段，那么缺段中断处置过程为： (1) 阻塞进程。 (2)Length STi(长度)。 (3) 检索“内存分配表，假设存在一个独立的内存块长度Length，那么： (3)-1 将该内存块分配给进程。操 作 系 统 操 作 系 统

36、操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM (3)-2 首址B0；转(6)。(4) 假设内存可用空间总和Length，那么： (4)-1 调用某种置换算法，选择一个内存中的段。 (4)-2 假设该段被修正正，那么，将它写回外存。 (4)-3 修正“内存分配表。 (4)-4 转(3)。(5) 内存各进程浮动，拼接出一个足够大的内存空间； 将该内存块分配给进程；首址B0。(6) 从外存读入缺段，存入B0处。(7) STi(B) B0；STi(S) 1。(8) 修正内存分配表。(9) 唤醒进程。(10) 终了。操 作 系 统 操 作 系 统 操

37、 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM6.3.2 6.3.2 分段共享分段共享 1共享段表SST 为了实现段的共享，系统设一个“共享段表SST，Sharing Segment Table，记载各个共享段的运用情况。任何一个进程调用共享段时，系统都将访问该表。2共享段的分配 共享段的空间分配与普通段的分配有所不同，共享段在内存中只驻留一个备份，一切共享该段的进程都经过本人的逻辑段号映射到该共享段上。 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操 作 系 统 操作系统二十一世纪计算机本科教育OPERATING SYSTERM分配过程为：分配过程为：1当系统为一个进程分配地址空间并创建段当系统为一个进程分配地址空间并创建段表表ST时，假设发现该进程调用了某个共享段，时，假设发现该进程调用了某个共享段，比如说，比