CSDN话题挑战赛第2期
参赛话题:学习笔记
参照B站上面的操作系统视频所写的笔记
第三部分 ——非连续内存分配
另外,在写笔记的过程中,也搬运了一些其他博客的内容,有些地方没有标注来源,如果原创作者觉得有任何问题都可以联系我,侵删。
-覆盖技术(早期)/交换技术(早期)/虚存技术
-虚拟内存技术:目标/程序局部性原理/基本概念/基本特征/虚拟页式内存管理
经常出现内存不够了。程序规模的增长大于存储器容量的增长。
理想的存储器:更大,更快,更便宜,非易失性存储。
在计算机系统中,尤其是在多道程序运行的环境下,可能会出现内存不够用的情况,怎么办?
在较小的可用内存中运行较大的程序。常用于多道程序系统,与分区存储管理配合使用。
把程序按照其自身逻辑结构,划分为若干个功能上相对独立的程序模块,那些不会同时执行的模块共享同一块内存区域,按时间先后来运行。
->必要部分(常用功能)的代码和数据常驻内存
->可选部分(不常用功能)在其它程序模块中实现,平时存放在外存中,在需要时才装入内存。
->不存在调用关系的模块不必同时装入内存,从而可以相互覆盖,即这些模块共用一个分区。
由程序员来把一个大的程序划分为若干个小的功能模块,并确定各个模块之间的覆盖关系,费时费力,增加了编程的复杂度
覆盖模块从外存装入内存,实际上是以时间延长来换取空间节省
多道程序在内存中时,让正在运行的程序或需要运行的程序获得更多的内存资源。
-可将暂时不能运行的程序送到外存,从而获得空闲内存空间。
-操作系统把一个进程的整个地址空间的内容保存到外存中(换出swap out),而将将外存中的某个进程的地址空间读入到内存中(换入swap in)。换入换出内容大小为整个程序的地址空间。
交换时机的确定:只有当内存空间不够或有不够的危险时换出
-交换区的大小:必须足够大以存放所有用户进程的所有内存映像的拷贝,必须能对这些内存映像进行直接存取
-程序换入时的重定位:因为换出换入后的内存位置不一定相同,所以最好采用动态地址映射的方法
覆盖只能发生在那些(程序内)相互之间没有调用关系的程序模块之间,因此程序员必须给出程序内的各个模块之间的逻辑覆盖结构。
-交换技术是以在内存中的程序大小为单位来进行的,它不需要程序员给出各个模块之间的逻辑覆盖结构。
—>交换发生在内存中 程序 与 管理程序或操作系统 之间,而覆盖则发色会跟你在运行程序的内部。
注意,方法1是按行访问,也就是每跳过1024个访问一个,考虑到4k只能放1024个数字(一个int占32位,4个byte),所以每次访问都会换入换出,不满足空间局部性。
解决覆盖技术给程序员负担大和交换技术处理器开销大的问题。
-像覆盖技术一样,不是把程序的所有内容都放在内存中,因而能够运行比当前的空闲内存空间还要大的程序。但做得更好,能由操作系统自动完成,无需程序员介入
-能像交换技术那样,能够实现进程在内存和外存之间的交换,因而获得更多的空闲内存空间。但能做得更好,只对进程的部分内容在内存和外存之间进行交换。
1、如果在内存中有空闲的物理页面,则分配一物理页帧 f,然后转第 4 步;否则转第 2 步
2、采用某种页面置换算法,选择一个将被替换的物理页帧f,它所对应的逻辑页为 q;如果该页在内存期间被修改过,则需把它写回外存
3、对 q 所对应的页表项进行修改,把驻留位置为 0
4、将需要访问的页 p 装入到物理页面 f 当中
5、修改 p 所对应的页表项的内容,把驻留位置为 1,把物理页帧号置为 f
6、重新运行被中断的指令