高优先权的进程获得的物理块多。
2019/12/31
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。
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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。
❖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
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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。
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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。
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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。
❖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。
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1.页表机制
❖与基本分页系统的页表相比，需要增加支持 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。 访问字段：记录本页在一段时间内被访问的次
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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。
第五章 虚拟存储器
❖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
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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
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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。是否被修改过，置换
页面时若该位表示曾修改过，需要覆盖外存中的 副本，以保证外存中的页面始终为最新。 外存地址：指出该页对应物理块基址。
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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。
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物理块分配算法
2) 按比例分配算法
这是根据进程的大小按比例分配物理块的算法。如
果 系统中共有n个进程，每个进程的页面数为Si，则系统
中 进程各页面数的总和为：
n
S Si
i1
又假定系统中可用的物理块总数为m，则每个进程所能
分 到的物理块数为bi，将有：
bi
Si S
m
b应该取整，它必须大于最小物理块数。
修改页表
产生缺页中 断请求调页
页号＞页表长度
开始 Y
越界中断
N CPU检索快表
Y 页表项在快表中
N 访问页表 N
页在内存
Y 修改快表
修改A和M
形成物理地址
结束
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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
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内存物理块分配策略和分配算法
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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
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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。
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。
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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
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。
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3.地址变换机构
缺页中断处理
保护现场
从外存中找到缺页
内存满
N
Y 选择一页换出
N 该页被修改过
Y 将该页写回外存
从外存读缺页
启动I/O硬件 从外存中换入一页