OS复习笔记ch8-3

2024-06-09 13:04

文章标签 笔记复习 os ch8

本文主要是介绍OS复习笔记ch8-3，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

驻留集

驻留集：指请求分页存储管理中给进程分配的内存块的集合。
在采用了虚拟存储技术的系统中，驻留集大小一般小于进程的总大小。
驻留集，从某种角度可以看成是进程可以常驻内存的内存块的集合。

若驻留集太小，会导致缺页频繁，系统要花大量的时间来处理缺页，实际用于进程推进的时间很少;
驻留集太大，又会导致多道程序并发度下降，资源利用率降低。所以应该选择一个合适的驻留集大小。

分配和置换策略

分配策略

固定分配:操作系统为每个进程分配一组固定数目的物理块，在进程运行期间不再改变。即，驻留集大小不变。
可变分配:先为每个进程分配一定数目的物理块，在进程运行期间，可根据情况做适当的增加或减少。即，驻留集大小可变

置换策略

局部置换:发生缺页时只能选进程自己的物理块进行置换。
全局置换:可以将操作系统保留的空闲物理块分配给缺页进程，也可以将别的进程持有的物理块置换到外存，再分配给缺页进程。

对于局部置换，在缺页进程内部进行置换，易进行性能分析
对于全局置换，内存中所有未锁定页面均在置换范围。更为简单，容易实现，运行开销小
根据上述策略进行组合，如下表所示

	局部置换	全局置换
固定分配	√	×
可变分配	√	√

注意：全局置换意味着一个进程拥有的物理块数量必然会改变，因此不可能是固定分配

固定分配+局部置换

进程开始前要决定分配多少页框
- 分配过少会导致高缺页率
- 分配过多，内存进程少

可变分配+局部置换

新进程装入时，根据类型、请求等分配一定数目页框
缺页时从该进程驻留集选择页面置换
不时评估分配情况，以增加或减少页框数

可变分配+全局置换

适用于大多数OS，易于实施
OS维持一定数目的空闲页框，以快速分配
缺页时，空闲页框添加到进程驻留集
无空闲页框，置换。较好的选择是页面缓冲算法。

注：
可变分配全局置换：只要缺页就给分配新物理块
可变分配局部置换：要根据发生缺页的频率来动态地增加或减少进程的物理块

调入策略

有两种常见的调入策略：请求调页和预调页

预调页

一般是在发生缺页需要调入某页时（或初始），一次调入该页以及相邻的几个页。
基于程序的局部性原理，读取磁盘上连续存放的多个页面更加有效。

优点：提高调页的I/O效率。
缺点：基于预测，若调入的页在以后很少被访问，则效率低

请求调页

之前在讲解虚拟存储的实现方式的时候提到过请求调页机制，核心是访问到某页的一个单元时才调页。
进程在运行期间发现缺页时才将所缺页面调入内存。由这种策略调入的页面一定会被访问到，但由于每次只能调入一页，而每次调页都要磁盘I/0操作，因此I/0开销较大。

实际上，现代OS都是结合预调页和请求调页，在进程运行前进行预调页，在进程运行期间进行请求调页。

调入地点

如图所示，这里磁盘中有一个连续分配的对换区，类似于Cache的设计理念，读写速度很快，可以高速调入调出页面。
当系统缺少足够的对换区空间的时候就需要从文件区调入，对于可能被修改的部分，换出时需要写回对换区，然后下次使用从对换区调入。
在Unix的OS中，通常进程运行之前数据都是在文件区，而使用过的页面需要换出时就需要写回对换区，下次从对换区调入。