【学习笔记】第三章——内存 IV（虚拟内存、请求分页、页面置换、缺页中断、抖动现象）_驻留集太大,并发度为什么下降

一. 虚拟内存

1）传统存储管理方式的特征、缺点

• 作业必须一次性全部装入内存才能运行，可能会由于作业太大导致装不下内存。
• 放入大作业后，只有少量作业能运行，导致多道程序并发度下降
• 驻留性：装入后，会一直驻留于内存，直到结束。实际上一时间段只需要访问一小部分数据，这导致了内存资源的浪费。
  

2）虚拟内存的定义和特征

• 基于局部性原理，有下面三个主要特征
• 多次性：无需一次装入整个作业，允许分成多次调入内存
• 对换性：作业无须常驻内存，允许换入换出内存
• 虚拟性：逻辑上扩充了内存容量，使得用户感知的内存容量，远大于实际容量
  

3）如何实现虚拟内存 —— 请求分页存储管理

• 请求分页与基本分页的主要区别：请求分页会进行内存 - 外存的调换
  
• 页表机制：新增四个字段，存储信息供置换算法参考。（状态位、访问字段、修改位、外存地址）
  

二. 缺页中断

1）缺页中断机构

• 缺页中断：要访问的页面不在内存时，产生一个缺页中断。
• 内存有空闲块，则分配。没有，则由页面置换算法选择一个页面来淘汰。
• 淘汰页面时，如果页面在内存时被修改过，则需要写回内存。没修改过则不需要。
  
• 缺页中断属于内中断。
  

2）请求分页的地址变换机构

• 三个新增步骤
  
• 5 个细节
  

三. 页面置换

• 重点
  

四. 页面分配、置换策略

• 驻留集：请求分页存储管理中，给进程分配的物理块的集合
• 驻留集太小：缺页频繁，进程实际推进时间少
• 驻留集太大：多道并发度下降，资源利用率低
• 固定分配、可变分配、局部置换、全局置换（见图）
  
• 选择可变分配局部置换最好
  
• 预调页：主要用于进程的首次掉入（运行前掉入）
• 请求调页：运行时发现缺页才掉入所缺页面。由于一次只能调一页，所以I/O开销大
  
• 对换区：进程运行前，需要把对应数据从文件区复制到对换区
• 文件区：不会被修改的数据直接从文件区掉入，不必写回磁盘。（可能修改的数据则需要到对换区）
  
• 简单来说就是页面反复横跳，主要原因：进程频繁访问的页面数目高于可用的物理块数
  
• 驻留集大小不能小于工作集大小，否则进程运行过程会频繁缺页