5.1 虚拟存储器概述
5.2 请求分页存储管理方式 5.3 页面置换算法
5.4 “抖动”与工作集
5.5 请求分段存储管理方式
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
硬件支持
请求分页系统的数据换入和换出的基本单位都是长度固定的页面，具有实现简单的优势。

需要请求分页页表机制、缺页中断机构和地址变换机构的支持。

1.页表机制
增加支持页面换入、换出的数据结构，其页表项如下：
页号物理块号状态位P 访问字段A 修改位M 外存地址
♋状态位：指示该页是否已被调入内存。

2.缺页中断机构
当所要访问的页面不在内存时，启动缺页中断，请求OS在程序中断期间将需要的页面调入内存。

♋缺页中断处理过程
۩保护现场、分析中断原因、转入缺页中断处理程
序、恢复现场。

♋特点
۩指令执行期间产生和处理中断信号。

۩指令执行时可能会产生多次缺页中断。

3.地址变换机构
Y
越界中断
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
内存物理块分配策略和分配算法
最小物理块数的确定
内存分配策略
♋固定分配局部置换
♋可变分配全局置换
♋可变分配局部置换
物理块分配算法
♋平均分配算法
♋按比例分配算法
♋考虑优先权的分配算法
最小物理块数的确定
保证进程运行所需的最小物理块数与其所在硬件结构相关，不同的指令格式、功能和寻址方式对物理块数的要求不同。

内存分配策略
内存可采用固定和可变两种策略进行分配，置换时有全局和局部置换，因此物理块的分配策略可分为：♋固定分配局部置换
۩根据进程类型或程序员要求，为进程分配固定数目的物理块，换
出时从本进程占有的页面中选择一页，难度在于物理块数不好事
先确定。

♋可变分配全局置换
۩进程获取的物理块数在运行过程中可以变化，换出时的页面可以
是内存中的任意一页，但可能会增加其他进程的缺页率。

♋可变分配局部置换
۩根据进程类型或程序员要求分配物理块，换出时只能从本进程占
有页面中选择，但若缺页中断经常产生，则为该进程多新增部分
页面，缺页中断发生频度下降。

物理块分配算法
平均分配算法
♋物理块平均分配给各进程，小进程浪费空间，大进程缺页率高。

根据进程大小按比例分配
按优先权分配
♋高优先权的进程获得的物理块多。

物理块分配算法
1) 平均分配算法
这是将系统中所有可供分配的物理块，平均分配给各个进程。

例如，当系统中有100个物理块，有5个进程在运行时，每个进程可分得20个物理块。

这种方式貌似公平，但实际上是不公平的，因为它未考虑到各进程本身的大小。

如有一个进程其大小为200页，只分配给它20个块，这样，它必然会有很高的缺页率；而另一个进程只有10页，却有10个物理块闲置未用。

物理块分配算法
这是根据进程的大小按比例分配物理块的算法。

如果
，则系统中各
物理块分配算法
3) 考虑优先权的分配算法
在实际应用中，为了照顾到重要的、紧迫的作业能尽快地完成，应为它分配较多的内存空间。

通常采取的方法是把内存中可供分配的所有物理块分成两部分：一部分按比例地分配给各进程；另一部分则根据各进程的优先权，适当地增加其相应份额后，分配给各进程。

在有的系统中，如重要的实时控制系统，则可能是完全按优先权来为各进程分配其物理块的。

5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
页面调入策略
调入时机
♋预调页策略：主动地缺页调入策略。

在程序首
次调入时，选择预计不久会被访问的页面调入内存，其性能优劣取决于预测准确度。

♋请求调页策略：需要某页面时向OS提出请求，
调入的页一定会在短时间内被用到，但系统开销大，增加了I/O时间。

页面调入策略
调入来源
♋来自于对换区：对换区大的系统可直接将进程
的所有页面装入对换区，运行时直接从中高速置
换。

♋来自于文件区：页面的最初版本从文件区调入，若在运行时没有修改，置换时不必换出，直接覆
盖即可；反之，将修改过的页面换出到对换区，
需要时从对换区调入。

♋UNIX方式：未运行的页面从文件区，运行过的
页面从对换区。

缺页率
如果在进程的运行过程中，访问页面成功的次数为S，访问页面失败的次数为F，则进程总的页面访问次数为A=S+F，那么进程在其运行过程中的缺页率即为
f=F/A
通常，缺页率受到以下几个因素的影响：
①页面大小。

②所分配物理块的数目。

③页面置换算法。

④程序固有特性。