操作系统第五章ppt课件.ppt

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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 练习题练习题: : 某程序在逻辑地址某程序在逻辑地址100处有一条取数指令处有一条取数指令LOAD 1,500,而,而500单元内存放数据单元内存放数据51888。假设程序被。假设程序被分配到内存起始地址分配到内存起始地址5000单元时,试用图示意,单元时,试用图示意,采用下述各种方式下的该指令及数据地址的物理地采用下述各种方式下的该指令及数据地址的物理地址及相应地址的变换过程。址及相应地址的变换过程。(1)静态重定位)静态重定位(2)采用重定位寄存器实现动

2、态重定位)采用重定位寄存器实现动态重定位(3)采用页表映象方式,假定页面大小为)采用页表映象方式,假定页面大小为100单元,单元,其页表各页映射到其页表各页映射到50,51,52,53,54,55,,59物理页上。物理页上。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.解解(1)如图)如图0100LOAD1,50050051888地址空间50005100Load1,55005500518885999内存说明:说明:静态重定位是在该程序装入内存时静态重定位是在该程序装入内存时,由装由装入程序进行地址重定

3、位,因此,程序指令中的入程序进行地址重定位,因此,程序指令中的地址在装入过程中加以修改,以适应程序装在地址在装入过程中加以修改,以适应程序装在与原地址空间不一致的物理空间。与原地址空间不一致的物理空间。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分(2)如图0100LOAD1,50050051888999地址空间51888内存5000+5005500变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分(3)如图所示5188

4、8内存页表首址页表长550050151252353454555656757858959+逻辑地址:500500页号页内位移55100+0=5500页面大小为100单元变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.5.1.3请求分页存储管理请求分页存储管理n页式管理是将程序全部装入内存;页式管理是将程序全部装入内存;n请求分页存储管理是可以将程序按照页请求分页存储管理是可以将程序按照页全部链接后,全部链接后,部分部分装入内存,装入内存,页表页表将进将进行扩充;行扩充;n余下的部分如何安排呢?余下的部分是

5、余下的部分如何安排呢?余下的部分是以文件的形式存入作为辅存的磁盘上。以文件的形式存入作为辅存的磁盘上。通过中断采用置换算法,将其调入。通过中断采用置换算法,将其调入。n当调入时需要建立一个当调入时需要建立一个辅助页表辅助页表变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分练习:练习:某计算机系统采用请求页式存储管理方法,某计算机系统采用请求页式存储管理方法,其提供给用户一个容量为其提供给用户一个容量为22121B的虚存,的虚存,实存(内存)容量为实存(内存)容量为218B。页面大小为。页面大小为210B,如

6、果一个进程访问一个数据,其,如果一个进程访问一个数据,其地址为(地址为(0123456)8(八进制表示的地(八进制表示的地址),请你给出该虚拟地址对应的物理址),请你给出该虚拟地址对应的物理地址(实地址)。假设此数据所在的虚地址(实地址)。假设此数据所在的虚页号对应的实页面物理块号为页号对应的实页面物理块号为8页面,要页面,要求也用八进制表示。求也用八进制表示。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分解:页的划分为解:页的划分为0123456对应的对应的2进制为进制为 00 001 010 01 1

7、 100 101 110 实页号为(实页号为(000 010 001 100 101 110 19 页号P 109 页内地址W 0 0 2 1 4 5 6该数据的实地址为(该数据的实地址为(021456)8变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分练习练习: 设有一个采用请求分页存储管理的设有一个采用请求分页存储管理的系统,其内存容量为系统,其内存容量为512KB512KB,虚存容量,虚存容量为为2048KB,2048KB,页面大小为页面大小为2KB2KB。试问。试问(1 1)内存物理地址应设多少位(

8、内存物理地址应设多少位(2 2)内存中)内存中有多少物理块(有多少物理块(3 3)最大块号是多少)最大块号是多少(4 4)虚存地址应设多少位()虚存地址应设多少位(5 5)地址空间)地址空间最多可有多少页(最多可有多少页(6 6)页内最大的位移)页内最大的位移量是多少(量是多少(7 7)最小的位移是多少?)最小的位移是多少?变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分解:(1)19位 219=512K(2)256块 512/2=256(3)255 (4)21位 221=2048(5)1024页 2048

9、k/2k=1024(6)1023(7)0变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分练习练习: 分页管理,页面大小分页管理,页面大小100B100B,下,下面一道程序中的逻辑地址是多少?面一道程序中的逻辑地址是多少?请用页号和页内位移来表示,并用请用页号和页内位移来表示,并用二进制数。二进制数。(1 1)从)从263263中取数(中取数(2 2)写数到)写数到264264(3 3)写数到)写数到265265(4 4)写数到)写数到901901(5 5)从)从902902中区数(中区数(6 6)HaltH

10、alt变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分解:263=2(页号)100+63(位移量) 63=00111111(1)(0010,00111111)。(2)(0010,01000000)。(3)(0010,01000001)。(4)(1001,00000001)。(5)(1001,00000010)。(6)无需操作数,故无需地址。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一个由4个页面(页号为0-3)、每

11、页由1024个字节组成的程序,把它装入一个由8个物理块(块号为0-7)组成的存储器中,装入情况如表1-7-3所示。己知下面的逻辑地址(其中方括号中的第一个元素为页号,第二个元素为页内地址),请按页表求出对应的物理地址。 (1)0, 100;(2)1,179;(3)2, 785;(4)3, 1010。表1-7-3逻辑页号内存块号03152632变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分n解:因为每页有1024 B,所以内存中每块也有1024 B。故内存中每块的起始地址为(每块起始地址块号X块长): 0块

12、:0000 1块:1024 2块:2048 3块:3072 4块:4096 5块:5120 6块:6144 7块:7168 (1)的物理地址为:3072+100=3172;(2)的物理地址为:5120+179=5299;页面首址页表长(3)的物理地址为:6144+785=6929;(4)的物理地址为2048+1010=3058。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.5.1.4 置换算法置换算法n功能:需要功能:需要调入页面时调入页面时,选择内存中哪个物理页面,选择内存中哪个物理页面被置换。称为

13、被置换。称为replacement policy。n目标:把目标:把未来不再使用未来不再使用的或的或短期内较少使用短期内较少使用的页面的页面调出,通常只能在调出,通常只能在局部性原理局部性原理指导下依据过去的统指导下依据过去的统计数据进行计数据进行预测预测;n页面锁定页面锁定(frame locking):用于描述必须用于描述必须常驻内常驻内存存的操作系统的关键部分或时间关键的操作系统的关键部分或时间关键(time-critical)的应用进程。实现方法为在页表中加上的应用进程。实现方法为在页表中加上锁定标志位锁定标志位(lock bit)。返回变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样

14、与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分n最佳算法最佳算法(OPT, optimal)n最近最久未使用算法最近最久未使用算法(LRU, Least Recently Used)n先进先出算法先进先出算法(FIFO)n轮转算法轮转算法(clock)n最不常用算法最不常用算法(LFU, Least Frequently Used)n页面缓冲算法页面缓冲算法(page buffering)变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1. 最佳算法最佳算法(OPT

15、, optimal)选择选择“未来不再使用未来不再使用的的”或或“在离当前在离当前最远位置上出现的最远位置上出现的”页面被置换。这是页面被置换。这是一种理想情况,是实际执行中一种理想情况,是实际执行中无法预知无法预知的,因而不能实现。可用作的,因而不能实现。可用作性能评价的性能评价的依据依据。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2. 最近最久未使用算法最近最久未使用算法(LRU, Least Recently Used)n一个特殊的栈:把被访问的页面移到栈顶,于是一个特殊的栈:把被访问的页面移到

16、栈顶,于是栈底栈底的是最久未使用页面。的是最久未使用页面。n每个页面设立移位寄存器:被访问时左边最高位每个页面设立移位寄存器:被访问时左边最高位置置1 1,定期右移并且最高位补,定期右移并且最高位补0 0,于是,于是寄存器数值寄存器数值最小最小的是最久未使用页面。的是最久未使用页面。选择内存中最久未使用的页面被置换。这是局选择内存中最久未使用的页面被置换。这是局部性原理的合理近似,性能接近最佳算法。但部性原理的合理近似,性能接近最佳算法。但由于需要记录页面使用时间的先后关系,硬件由于需要记录页面使用时间的先后关系,硬件开销太大。硬件机构如:开销太大。硬件机构如:变电站电气主接线是指变电站的变压

17、器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3. 先进先出算法先进先出算法(FIFO)选择建立最早的页面被置换。可以通过链表来表示各页的建立时间先后。性能较差。较早调入的页往往是经常被访问的页,这些页在FIFO算法下被反复调入和调出。并且有Belady现象。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分nBelady现象:采用现象:采用FIFO算法时,如果对一个进程算法时,如果对一个进程未分配它所要求的全部页面,有时就会出现分配的未分配它所要求的

18、全部页面,有时就会出现分配的页面数增多,缺页率反而提高的异常现象。页面数增多,缺页率反而提高的异常现象。nBelady现象的描述:一个进程现象的描述:一个进程P要访问要访问M个页,个页,OS分配分配N个内存页面给进程个内存页面给进程P;对一个访问序列;对一个访问序列S,发生缺页次数为发生缺页次数为PE(S,N)。当)。当N增大时,增大时,PE(S, N)时而增大,时而减小。时而增大,时而减小。nBelady现象的原因:现象的原因:FIFO算法的置换特征与进程算法的置换特征与进程访问内存的动态特征是矛盾的,即被置换的页面并访问内存的动态特征是矛盾的,即被置换的页面并不是进程不会访问的。不是进程不

19、会访问的。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分Belady现象的例子现象的例子进程进程P有有5页程序访问页的顺序为:页程序访问页的顺序为:1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5;如果在内存中分配如果在内存中分配3个页面,则缺页情况如个页面,则缺页情况如下:下:12次访问中有缺页次访问中有缺页9次次;FIFO123412512345页 0123412555344页 112341222533页 21234111255缺 页xxxxxxxxX变电站电气主接线是指变电站的变

20、压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分如果在内存中分配如果在内存中分配4个页面,则缺页情个页面,则缺页情况如下:况如下:12次访问中有缺页次访问中有缺页10次;次;FIFO 1 2 3 4 1 2 5 1 2 3 4 5 页 0 1 2 3 4 4 4 5 1 2 3 4 5 页 1 1 2 3 3 3 4 5 1 2 3 4 页 2 1 2 2 2 3 4 5 1 2 3 页 3 1 1 1 2 3 4 5 1 2 缺 页 x x x x x x x x x x 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连

21、接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4. 轮转算法轮转算法(clock)n每页有一个使用标志位每页有一个使用标志位(use bit),若该页被访问,若该页被访问则置则置user bit=1。n置换时采用一个指针,从当前指针位置开始按地置换时采用一个指针,从当前指针位置开始按地址先后检查各页,寻找址先后检查各页,寻找use bit=0的页面作为被置的页面作为被置换页。换页。n指针经过的指针经过的user bit=1的页都修改的页都修改user bit=0,最后指针停留在被置换页的下一个页。最后指针停留在被置换页的下一个页。也称最近未使用算法(NRU, Not

22、 Recently Used),它是LRU(最近最久未使用算法)和FIFO的折衷。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分State of buffer just prior to a page replacement012345678n.Page 9use = 1Page 19use = 1Page 1use = 0Page 45use = 1Page 191use = 1Page 556use = 0Page 13use = 0Page 67use = 1Page 33use = 1Page 2

23、22use = 0next frame pointer准备换入变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分State of buffer just afterthe next page replacement012345678n.Page 9use = 1Page 19use = 1Page 1use = 0Page 45use = 0Page 191use = 0Page 727use = 1Page 13use = 0Page 67use = 1Page 33use = 1Page 222use =

24、 0停留在下一页变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5. 最不常用算法最不常用算法(LFU, Least Frequently Used)n选择到当前时间为止被选择到当前时间为止被访问次数最少访问次数最少的页面被的页面被置换;置换;n每页设置访问计数器,每当页面每页设置访问计数器,每当页面被访问时被访问时,该,该页面的页面的访问计数器加访问计数器加1;n发生发生缺页中断时缺页中断时,淘汰,淘汰计数值最小计数值最小的页面,并的页面,并将所有计数将所有计数清零清零;变电站电气主接线是指变电站的变压器

25、、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分6. 页面缓冲算法页面缓冲算法(page buffering)n被置换页面的选择和处理:用被置换页面的选择和处理:用FIFO算法算法选择被置换页,把被置换的页面放入两选择被置换页,把被置换的页面放入两个链表之一。个链表之一。n如果页面未被修改,就将其归入到如果页面未被修改,就将其归入到空闲页面空闲页面链表链表的末尾的末尾n否则将其归入到否则将其归入到已修改页面链表已修改页面链表。它是对FIFO算法的发展,通过被置换页面的缓冲,有机会找回刚被置换的页面;变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线

26、路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分n需要调入新的物理页面时,将新页面内容读入到需要调入新的物理页面时,将新页面内容读入到空闲页面链表的第一项所指的页面,然后将第一空闲页面链表的第一项所指的页面,然后将第一项删除。项删除。n空闲页面和已修改页面,仍停留在内存中一段时空闲页面和已修改页面,仍停留在内存中一段时间,如果这些页面被再次访问,只需较小开销,间,如果这些页面被再次访问,只需较小开销,而被访问的页面可以返还作为进程的内存页。而被访问的页面可以返还作为进程的内存页。n当已修改页面达到一定数目后,再将它们一起调当已修改页面达到一定数目后

27、,再将它们一起调出到外存,然后将它们归入空闲页面链表,这样出到外存,然后将它们归入空闲页面链表,这样能大大减少能大大减少I/O操作的操作的次数次数。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 OPT 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5页页1 4 3 2 1 1 1 5 5 5 2 1 1页页2 4 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5页页3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 x x x x 3 3 x 3 3 x x 3 共缺页中断共缺页中断7次次7. 置换算法举例某程序在内存中分

28、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。选择选择“未来不再使用未来不再使用的的”或或“在在离当前最远位置上出现的离当前最远位置上出现的”页面页面被置换被置换。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 LRU 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5页页1 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5页页2 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1页页3 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 x x x x x x x 3 3 x x x共缺页中断共

29、缺页中断10次次选择内存中最久未使用的页面被置换选择内存中最久未使用的页面被置换变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分FIFO 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5页页1 4 3 2 1 4 3 5 5 5 2 1 1页页2 4 3 2 1 4 3 3 3 5 2 2页页3 4 3 2 1 4 4 4 3 5 5 x x x x x x x 3 3 x x 3共缺页中断共缺页中断9次次变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电

30、力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.5.2 简单段式简单段式(simple segmentation)页式管理是把内存视为页式管理是把内存视为一维一维线性空间;而段式线性空间;而段式管理是把内存视为管理是把内存视为二维二维空间,与进程逻辑相一空间,与进程逻辑相一致。致。1. 简单段式管理的基本原理将程序的地址空间划分为将程序的地址空间划分为若干个段若干个段(segment),程,程序加载时,分配其所需的所有段(内存分区),序加载时,分配其所需的所有段(内存分区

31、),这些段这些段不必连续不必连续;物理内存的管理采用;物理内存的管理采用动态分区动态分区。需要需要CPU的硬件支持的硬件支持。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分n程序通过分段程序通过分段(segmentation)划分为多个划分为多个模块,如代码段、数据段、共享段。模块,如代码段、数据段、共享段。n可以分别可以分别编写和编译编写和编译n可以针对不同类型的段采取不同的可以针对不同类型的段采取不同的保护保护n可以按段为单位来进行可以按段为单位来进行共享共享,包括通过动态链,包括通过动态链接进行代码

32、共享接进行代码共享n优点:优点:n没有内碎片,外碎片可以通过内存紧缩来消除。没有内碎片,外碎片可以通过内存紧缩来消除。n便于改变进程占用空间的大小。便于改变进程占用空间的大小。n缺点:缺点:n进程全部装入内存。进程全部装入内存。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分B0SA0NY0LX0PM0K逻辑段号逻辑段号01234作业作业1的地址空间的地址空间01234K 3200P 1500L 6000N 8000S 5000长度长度 段地址段地址01234段号段号10003200500060008000

33、PKSLN主存主存操作系统操作系统变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2. 简单段式管理的数据结构简单段式管理的数据结构n进程段表:进程段表:描述组成进程地址空间的各描述组成进程地址空间的各段,可以是指向系统段表中表项的索引。段,可以是指向系统段表中表项的索引。每段有段基址每段有段基址(base address)和段长度和段长度n系统段表系统段表:系统内所有占用段:系统内所有占用段n空闲段表空闲段表:内存中所有空闲段,可以结:内存中所有空闲段,可以结合到系统段表中合到系统段表中变电站电气主接线是

34、指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3. 简单段式管理的地址变换简单段式管理的地址变换Base + dProgramSegmentationMain MemoryVirtual AddressRegisterSegment TableSegmentdS#Length BaseSeg Table PtrSeg #Offset = dSegment Table+变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分段表起始地址段表地址寄

35、存器虚拟地址11C4段号段内地址段表段号始址015001340035C4内存段式地址变换举例变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.5.3 页式管理和段式管理的比较页式管理和段式管理的比较n分页是出于系统管理的需要,分段是出于用户应用分页是出于系统管理的需要,分段是出于用户应用的需要。的需要。n一条指令或一个操作数可能会跨越两个页的分界处,而一条指令或一个操作数可能会跨越两个页的分界处,而不会跨越两个段的分界处。不会跨越两个段的分界处。n页大小是系统固定的,而段大小则通常不固定。页大小是系统固定

36、的,而段大小则通常不固定。n逻辑地址表示:逻辑地址表示:n分页是一维的,各个模块在链接时必须组织成同一个地分页是一维的,各个模块在链接时必须组织成同一个地址空间;址空间;n分段是二维的,各个模块在链接时可以每个段组织成一分段是二维的,各个模块在链接时可以每个段组织成一个地址空间。个地址空间。n通常段比页大,因而段表比页表短,可以缩短查找通常段比页大,因而段表比页表短,可以缩短查找时间,提高访问速度。时间,提高访问速度。返回变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分CodeDataStackFree S

37、pace012345670120L0M0NSegmentDynamic Data IncrementApplicationPageNote:页式管理与段式管理的比较变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.给出下面的段表,如表所示,已给出下面的段表,如表所示,已知下面的逻辑地址(第一个为段知下面的逻辑地址(第一个为段号,第二个为段内地址),求其号,第二个为段内地址),求其对应的物理地址对应的物理地址(1)0,430(2)3,400(3)1,10(4)2,2500(5)4,42(6)1,11段号段号

38、段长段长段首地址段首地址06002191142300210090358013274961954解:解:(1)的物理地址为:)的物理地址为:219+430=649(2)的物理地址为:)的物理地址为:1327+400=1727(3)的物理地址为:)的物理地址为:2300+10=2310(4)的物理地址为:)的物理地址为:90+2500=2590但是访问第但是访问第2段,段内位移段,段内位移500,第二段段长为,第二段段长为100,位移量超过段长,这时候发生越界访问,位移量超过段长,这时候发生越界访问,系统给出出错信息,并使系统访问中止而退出系统。系统给出出错信息,并使系统访问中止而退出系统。(5)

39、的物理地址为:)的物理地址为:1954+42=1996(6)的物理地址为:)的物理地址为:2300+11=2311注意段内地址注意段内地址后三位为偏移量后三位为偏移量变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分作业:1、某系统采用动态分区存储管理方法,某时刻在内存中、某系统采用动态分区存储管理方法,某时刻在内存中有有3个空闲分区,它们的首地址和大小分别为:空闲区个空闲分区,它们的首地址和大小分别为:空闲区1(100KB,10KB)、空闲区)、空闲区2(200KB,30KB)、)、空闲区空闲区3(300K

40、B,15KB)。现在有如下的作业序列:)。现在有如下的作业序列:作业作业1要求要求15KB,作业,作业2要求要求16KB,作业,作业3要求要求10KB。要求:。要求:(1)画出该时刻内存分配图;)画出该时刻内存分配图;(2)用首次适应算法和最佳适应算法画出此时的空闲主)用首次适应算法和最佳适应算法画出此时的空闲主队列结构;队列结构;(3)哪种算法能将该作业序列装入内存(给出简要的分)哪种算法能将该作业序列装入内存(给出简要的分配过程);配过程);变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分解:(1)该时

41、刻内存分配图10K30K15K0100K200K300K变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分(2)first fit和best fit10K30K15K0100K200K300KFirst fitBest fit变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分(3)最佳适应算法将该队列装入10K30K15K0100K200K300K作业1作业2作业3变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相

42、连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、在某页式管理中,一个进程在联想存储器中的页表项、在某页式管理中,一个进程在联想存储器中的页表项如图所示,不在联想存储器中的页表项如图所示。如图所示,不在联想存储器中的页表项如图所示。 假设该进程体(程序和数据)代码长度为假设该进程体(程序和数据)代码长度为320个字,个字,每页每页32个字。现有逻辑地址(八进制)为:个字。现有逻辑地址(八进制)为:101,204,576。若上述地址能转换成物理地址,则说明。若上述地址能转换成物理地址,则说明转换的过程,并指出具体的物理地址,若上述地址不转换的过程,并指出具体的物理地

43、址,若上述地址不能转换成物理地址,说明原因。能转换成物理地址,说明原因。一个进程在联想存储器中的页表页号页帧号0F11F22F33F4不在联想存储器页表页号页帧号4F55F66F77F88F99F10变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分解:解:页面大小为25=32,逻辑地址的低5位为页内地址,其余高位为页号。(101)8=(001000001)2,页号2,页帧号为F3,物理地址为(F3)1 (204)8=(010000100)2,页号4,不在联想存储器中,到内存中去查找,页帧号为F5,物理地址为

44、(F3)4(576)8=(101111110)2,页号11,超出页表范围,不形成物理地址。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.6 虚拟存储器虚拟存储器(VIRTUAL MEMORY)5.6.1 局部性原理局部性原理5.6.2 虚拟存储器的原理虚拟存储器的原理5.6.3 虚拟存储技术的种类虚拟存储技术的种类5.6.4 存储保护和共享存储保护和共享5.6.5 虚拟存储的调入策略、分配虚拟存储的调入策略、分配 策略和清除策略策略和清除策略5.6.6 置换算法置换算法5.6.7 常驻集和工作集策略常

45、驻集和工作集策略5.6.8 虚拟存储中的负载控制虚拟存储中的负载控制返回变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.6.1 局部性原理局部性原理n局部性原理局部性原理(principle of locality):指程序:指程序在执行过程中的一个较短时期,所执行的指在执行过程中的一个较短时期,所执行的指令地址和指令的操作数地址,分别局限于一令地址和指令的操作数地址,分别局限于一定区域。还可以表现为:定区域。还可以表现为:n时间局部性:一条指令的一次执行和下次执行,时间局部性:一条指令的一次执行和下次

46、执行,一个数据的一次访问和下次访问都集中在一个较一个数据的一次访问和下次访问都集中在一个较短时期内;短时期内;n空间局部性:当前指令和邻近的几条指令,当前空间局部性:当前指令和邻近的几条指令,当前访问的数据和邻近的数据都集中在一个较小区域访问的数据和邻近的数据都集中在一个较小区域内。内。返回变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分n局部性原理的具体体现局部性原理的具体体现n程序在执行时,大部分是程序在执行时,大部分是顺序执行顺序执行的指令,少部的指令,少部分是转移和过程调用指令。分是转移和过程调用指

47、令。n过程调用的嵌套深度一般不超过过程调用的嵌套深度一般不超过5,因此执行的,因此执行的范围不超过范围不超过这组嵌套的过程这组嵌套的过程。n程序中存在相当多的程序中存在相当多的循环结构循环结构,它们由少量指令,它们由少量指令组成,而被多次执行。组成,而被多次执行。n程序中存在相当多对一定程序中存在相当多对一定数据结构的操作数据结构的操作,如数,如数组操作,往往局限在较小范围内。组操作,往往局限在较小范围内。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5.6.2 虚拟存储器的原理虚拟存储器的原理n在程序装

48、入时,不必将其全部读入到内存,而在程序装入时,不必将其全部读入到内存,而只需只需将当前需要执行的部分页或段读入到内存将当前需要执行的部分页或段读入到内存,就可让,就可让程序开始执行。程序开始执行。n在程序执行过程中,如果需执行的指令或访问的数在程序执行过程中,如果需执行的指令或访问的数据尚未在内存(称为据尚未在内存(称为缺页或缺段缺页或缺段),则由处理器通),则由处理器通知操作系统将相应的页或段知操作系统将相应的页或段调入调入到内存,然后继续到内存,然后继续执行程序。执行程序。n另一方面,操作系统将内存中另一方面,操作系统将内存中暂时不使用的页或段暂时不使用的页或段调出保存在外存调出保存在外存

49、上,从而腾出空间存放将要装入的上,从而腾出空间存放将要装入的程序以及将要调入的页或段。只需程序的一部分在程序以及将要调入的页或段。只需程序的一部分在内存就可执行。内存就可执行。返回1. 虚拟存储的基本原理虚拟存储的基本原理变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分CPUMMU内存磁盘控制器总线总线考虑虚拟存储的处理机中的存储管理单元CPU中的缓存中的缓存变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2. 引入虚拟

50、存储技术的好处引入虚拟存储技术的好处n大程序大程序:可在较小的可用内存中执行较大:可在较小的可用内存中执行较大的用户程序;的用户程序;n大的用户空间大的用户空间:提供给用户可用的虚拟内:提供给用户可用的虚拟内存空间通常大于物理内存存空间通常大于物理内存(real memory)n并发并发:可在内存中容纳更多程序并发执行;:可在内存中容纳更多程序并发执行;n易于开发易于开发:与覆盖技术比较,不必影响编:与覆盖技术比较,不必影响编程时的程序结构程时的程序结构变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3.

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