|
|
|
|
|
|
| （1）时间局部性。它是指最近被执行的指令可能再次被执行，最近被访问的存储空间很可能在不久的将来还要被访问。产生时间局部性的原因是在程序中存在着大量的循环操作。
|
|
|
| （2）空间局部性。它是指程序在一段时间内访问的地址可能集中在一定的范围内，其原因是程序的顺序执行。
|
|
|
|
|
| 根据局部性原理，一个作业在运行之前，没有必要把作业全部装入主存，而仅将当前要运行的那部分页面或段先装入主存启动运行，其余部分暂时留在磁盘上。
|
|
|
| 程序在运行时如果它所要访问的页（段）已调入主存，便可继续执行下去；但如果程序所要访问的页（段）尚未调入主存（称为缺页或缺段），程序应利用操作系统所提供的请求调页（段）功能，将它们调入主存，以使进程能继续执行下去。
|
|
|
| 如果此时主存已满，无法再装入新的页（段），则还要再利用页（段）的置换功能，将主存中暂时不用的页（段）调出至磁盘上，腾出足够的主存空间后，再将所要访问的页（段）调入主存，使程序继续执行下去。这样，便可使一个大的用户程序在较小的主存空间中运行，也可使主存中同时装入更多的进程并发执行。从用户角度看，该系统所具有的主存容量比实际主存容量大得多，人们把这样的存储器称为虚拟存储器。
|
|
|
|
|
| 虚拟存储器具有请求调入功能和置换功能，能仅把作业的一部分装入主存便可运行作业，能从逻辑上对主存容量进行扩充。其逻辑容量由主存和外存容量之和以及CPU可寻址的范围来决定，其运行速度接近于主存速度。所以说，虚拟存储技术是一种性能非常优越的存储器管理技术，被广泛地应用于大、中、小型机和微型机中。
|
|
|
|
|
| （1）请求分页系统。在分页系统的基础上，增加了请求调页功能和页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统。请求分页系统中的每个页表项包括页号、物理块号、状态位P、访问字段A、修改位M和外存地址。
|
|
|
| （2）请求分段系统。在分段系统的基础上，增加了请求调段和分段置换功能所形成的段式虚拟存储系统。它允许只装入若干段（而非全部段）的用户程序和数据，就可以启动运行，以后再通过调段功能和置换功能将不运行的段调出，同时调入将要运行的段，置换时以段为单位。
|
|
|
| （3）请求段页式系统。在段页式系统的基础上，增加了请求调页和页面置换功能形成的段页式虚拟存储系统。
|
|
|
|
|
| 虚拟存储器的特征包括离散性、多次性、对换性和虚拟性。
|
|
|
|
|
| 请求分页系统是在纯分页系统的基础上，增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的页式虚拟存储系统，是目前常用的一种虚拟存储方式。
|
|
|
| 请求分页的页表机制是在纯分页的页表机制上形成的，由于只将应用程序的一部分调入主存，还有一部分仍在磁盘上，故需在页表中再增加若干项，如状态位、访问字段和辅存地址等供程序（数据）在换进、换出时参考。
|
|
|
| 请求分页系统中的地址变换机构，是在分页系统的地址变换机构的基础上增加了某些功能，如产生和处理缺页中断，从主存中换出一页实现虚拟存储。
|
|
|
| 在请求分页系统中，每当所要访问的页面不在主存时，便要产生一个缺页中断，请求OS将所缺的页调入主存，这是由缺页中断机构完成的。缺页中断与一般中断的主要区别如下。
|
|
|
| （1）缺页中断在指令执行期间产生和处理中断信号，而一般中断是在一条指令执行完，下一条指令开始执行前检查和处理中断信号。
|
|
|
| （2）发生缺页中断时，返回到被中断指令的开始重新执行该指令，而一般中断返回到下一条指令执行。
|
|
|
| （3）一条指令在执行期间，可能会产生多次缺页中断。
|
|
|
|
|
| 请求分页系统的核心问题是选择合适的页面置换算法。常用的页面置换算法如下。
|
|
|
| （1）最佳（Optimal）置换算法。它是一种理想化的算法，性能最好，但在实际中难以实现，通常用来评价其他算法。
|
|
|
| （2）先进先出（FIFO）置换算法。该算法总是淘汰最先进入主存的页面，即选择在主存中驻留时间最久的页面予以淘汰。这是一种最直观，也是性能最差的算法，它有Belady异常现象，即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页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。
|
|
|
| （3）最近最久未使用置换算法。该算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰，在实现时需要硬件的支持（寄存器或栈）。
|
|
|
| （4）最近未用置换算法。将最近一段时间未引用过的页面换出，是一种LRU的近似算法。
|
|
|
|
|
| 工作集是指在某段时间间隔里进程实际要访问的页面集合。工作集理论认为，虽然程序只需要少量的几页就可以运行，但为了使程序能够有效地运行，较少地产生缺页，就必须使程序的工作集驻留在主存中。
|
|
|
