武汉大学 操作系统期末考试复习笔记 - 图文(7)

环保护机制：处理器状态分为多个环，分别具有不同的存储访问特权级，通常环的编号越小，特权级越高。 存取权限：除上述保护方案外，还有四种存取权限：禁止做任何操作，只能执行，只能读，读/写

内存分配:

分区储存管理分为：固定分区，动态分区

分区分配算法：首次适应算法，循环首次适应算法（从上次找到的空闲分区的下一个开始，使存储空间利用均衡），最佳适应算法（分区按容量递增的次序排列），最坏适应算法（分区按容量大小递减）

模拟实验显示，首次适应和最佳适应难分伯仲，但是首次适应快

内部碎片：分配给作业的存储空间中未被使用的部分

外部碎片：系统中无法利用的小存储块（ 因为它们太小了） 解决碎片的方法：拼接/紧缩，要浪费很多的处理机时间

分页：将物理内存分为固定大小的块，称为帧。将逻辑内存也分为同样大小的块，称为页。在为进程分配存储空间时，总是以块为单位来分配，可以将进程中的某一页存放到主存的某一空闲块中。 分页没有外部碎片，有内部碎片

页的逻辑地址由页号和页内位移（page offset）组成 页的大小一般为512B-8KB

页表：记录页面在内存中对应物理块的数据结构

分页机制中，每一次的数据/指令存取需要两次内存访问（一次页表一次数据） TLB（translation look-aside buffer）转换后备缓冲区，即快表，存放当前访问的那些页表项

TLB失效：页号不在TLB内，则访问页表

如果TLB中的条目已满，则需要替换，替换策略有LRU（最近最少使用），随即替换等。有的TLB允许有些条目固定下来 TLB命中率：一般80%-90%

有效内存访问时间：如果内存一次存取时间是m，TLB访问一次时间是n，命中率为p。那么有效内存访问时间=p*(n+m)+(1-p)(2m+n)

存储保护

有效-无效位(valid-invalid bit):附在页表的每个表项中。当该位有效时，表示相关的页在进程的逻辑地址空间内，是合法的。反之不合法

共享页：如果代码是可重入代码（reentrant code纯代码）则可以共享（每个进程可以有自己的数据页，但可用同一段代码，访问内存的同一块） 可重入代码是不能自我修改的代码，它在执行期间不会改变

分段（segmentation）：（考虑程序的逻辑完整性）一个程序是一些段的集合，一个段是一个逻辑单位。如一个程序可分段为：代码，全局变量，堆，每个线程的栈等

每个分段有自己的名字，由0开始编址并采用一段连续的地址空间。每段分配一个连续的内存区，但各段之间不要求连续 段表，类比页表

分段不会产生内部碎片

三种不连续内存管理方式是： 分页存储管理 、 分段存储管理 和 段页式存储管理 （访问两次内存）。

Chapter9 虚拟内存

虚拟内存技术：允许执行进程不必完全在内存中。是一种以时间换空间的技术 虚拟存储器的特征：离散型（不连续内存分配），多次性（一个作业多次装入内存），对换性（允许运行中换进换出），虚拟性（逻辑上扩充内存）

按需调页：只有在需要的时候才调入一个页（懒惰交换）

页错误:当访问无效页时，会产生页错误陷阱.分页硬件在通过页表转换地址时，将发现已设置了无效位，会陷入操作系统。

缺页中断:缺页中断处理程序根据该页在外存的地址把它调入内存。若内存有空闲空间，则缺页中断处理程序只需把缺页装入并修改页表中的相应项；若内存中无空闲物理块，则需要先淘汰内存中的某些页，若淘汰页曾被修改过，则还要将其写回外存。

有效访问时间：

内存的读写周期为t，缺页中断服务时间为tl（包含读入缺页、页表更新、快表更新时间）， 快表的命中率为α，缺页中断率为f，快表访问时间为ε，则有效存取时间可表示为：

EAT= α *(ε +t )+(1- α )* [(1-f) *2 (ε +t ) +f*(tl+ 2 (ε+t ) )]（里面包括了查快表时间）

页面置换（页面淘汰）：

为进程分配的帧越多，页错误越少

内存的引用序列称为引用串（reference string）