1. 基础

虚拟存储器特性

  • 多次性：作业运行时允许分多次调入内存
  • 对换性：作业运行时不用常驻内存，不用的可以调至外存
  • 虚拟性：逻辑上扩充内存，用户看到的内存容量>>实际容量

虚拟技术实现方式

  • 请求分页
  • 请求分段
  • 请求段页式

2.请求分页

页表机制

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新增P（是否调入内存）、A（访问次数）、M（是否被修改）、外存地址

缺页中断机构

进程执行任务

→缺页

→产生中断

→操作系统检查内存有无空位

  • 有→放入

  • 没有→采用置换算法踢出一个旧页面

地址变换机构

**查快表 **

  • 命中 → 形成物理地址，结束
  • 未命中 → ** 查页表**
    • 页在内存 → 更新快表，形成物理地址，结束
    • 页不在内存 →缺页中断

3.⭐页面置换算法

①最佳置换算法(OPT)

淘汰：今后最长时间内不再使用的页面

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  • 性能最好，但无法实现

②先进先出置换算法(FIFO)

淘汰：最早进入内存的页面

③最近最久未使用置换算法(LRU)

淘汰：最近最久未使用的页面

  • 性能最接近OPT，但开销太大

④时钟置换算法(CLOCK)

  • 每个页面设一个访问位，初始为0，被访问时置为1。
  • 淘汰扫描到的第一个为0的页面。
  • 若扫描到时为1，则置为0，继续向前扫描

例：

五个内存块，引用串：1 3 4 2 5 6 3 4 7

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第一轮扫描，全部置为0image-20251109220607226

第二轮扫描，从1开始。1号页面访问位为0，淘汰，将6放入。以此类推

⑤改进型的时钟置换算法

增加一个修改位：若被淘汰页面未被修改则不用写回外存。仅写回修改过的页面。

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  • 第一优先级：0，0
  • 第二优先级：0，1 最近未访问有修改
  • 第三优先级：1，0 最近有访问未修改
  • 第四优先级：1，1

最多4轮扫描

4. 页面分配

  • 驻留集大小：给一个进程分配的页框的集合

    • 太小：缺页率上升
    • 太大：浪费内存

  • ①固定分配：驻留集大小不变

  • ②可变分配

  • ③局部置换：缺页时只能从自己的物理块进行置换

  • ④全局置换

①④不可组合

  • 抖动现象
    • 产生原因：进程频繁访问页面数>可用物理块数

5. 内存映射文件

open打开文件

mmap文件映射到进程的虚拟地址空间

不用read，write

  • 操作系统自动调入内存、写出

  • 多个进程可以映射到同一文件，实现共享

效率更高