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计算机操作系统基础笔记( 七 )

作系统


动态重定位在动态运行时装入的方式中，作业装入内存后的所有地址都仍然是相对地址，将相对地址转换为物理地址的工作，被推迟到程序指令要真正执行时进行 。
动态重定位分区分配法是利用分区的“拼接”(对空白区而言)或“紧凑”(作业程序而言)技术 解决“零头” 。
对换对换指把内存中暂不能运行的进程或暂时不用和程序和数据，换到外存上，以腾出足够的内存空间，把已具备运行条件的进程，或进程所需要的程序和数据，换入内存 。
对换是系统行为，是提高内存的利用率的有效措施 。
- 整体对换（进程对换）
- 页面对换（分段对换）
为实现对换，系统需要三方面的功能：
对换空间的管理
进程的换入
换出
对换空间的管理外存被分为两部分，文件区和对换区，文件区用于存放文件，它采取离散分配方式 。对换（续） 即一个文件可根据当前外存的使用情况 ，被分成多块 ，分别存储到不邻接的多个存储区域中 ，用指针相连 。对换区存放从内存换出的进程 ，它们在外存的存放时间较短，换入 、换出频繁 。对对换区的管理，采用连续分配方式。
分配算法可以是首次适应算法、循环首次适应算 法和最佳适应算法 。
进程的换出和换入1、换出（swap out）
①选择：首先选择阻塞或睡眠状态的进程，若有多个，按优先级由低到高进行选择 。若没有此状态进程，则选择就绪状态的，仍然按优先级由低到高进行选择 。
②为避免某进程被频繁的换入换出，还应考虑进程在内存中的驻留时间，优先选择驻留时间长的进程 。
2、换入（swap in）
①从 PCB集合中查找“就绪且换出”的进程，有多个，则选择换出时间最长的 。
②根据进程大小申请内存，成功则读入，否则要先执行换出，再换入 。
③若还有可换入进程，则转向① 。直至无“就绪且换出”进程或无法获得足够内存空间为止 。
离散分配方式程序在内存中不一定连续存放 。
1）离散的基础
• 分页(Pages)：将程序地址空间分页
• 分块(Frames)：将内存空间分块
2）离散分配的体现
• 内存一块可以装入程序一页
• 连续的多个页不一定装入连续的多个块中 •
注：系统中页块的大小是不变的 。
根据离散时的基本单位不同，可分为三种：
分页存储管理
分段存储管理
段页式存储管理
优点：没有外零头，仅有小于一个页面的内零头
分页存储管理注意：
页面或页，是逻辑空间的概念
物理块或页框，是内存空间/物理空间的概念
页表，每个进程对应 1 个页表，描述该进程的各页面在内存中对应的物理块号 。包括页号、物理块号，存放在主存的系统专用区 。（ 平时存于PCB中，要运行时才装入PTR中）
作业表，整个系统1张，记录作业的页表情况，包含进程号、页表长度、页表始址等信息 。
空闲块表，整个系统1张，记录主存当前空闲块 。
Δ" role="presentation" style="box-sizing: border-box; position: relative;">ΔΔ地址变换过程（非快表）（1）根据逻辑地址,计算出页号和页内偏移量；
（2）从PTR中得到页表首址，然后检索页表，查找指定页面对应的页框号；
（3）用页框号乘以页面大小获得其对应的起始 地址，并将其送入物理地址的高端 。
（4）将页内偏移量送入物理地址低端，形成完整的物理地址 。
快表为了提高地址变换速度，为进程页表设置一个专用的高速缓冲存储器，称为快表 TLB(Translation Lookaside Buffer)，或联想存储器（Associative Memory） 。专门保存当前进程最近访问过的一组页表项 。
Δ" role="presentation" style="box-sizing: border-box; position: relative;">ΔΔ地址变换过程（快表）根据逻辑地址中的页号 ，查找快表中是否存在对应的页表项 。
若快表中存在该表项，称为命中（hit），取出其中的页框号，加上页内偏移量 ，计算出物理地址 。
若快表中不存在该页表项 ，称为命中失败 ，则再查找页表，找到逻辑地址中指定页号对应的页框号 。同时，更新快表，将该表项插入快表中 。并计算物理地址.
访问内存的有效时间 EAT定义：从进程发出指定逻辑地址的访问请求，经过地址变换，再到内存中找到对应的物理单元并取出数据，所花费的总时间 。


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