王道考研操作系统笔记(一)

虚拟内存的定义和特征：

基于局部性的原理， 在程序装入时，可以将程序中很快用到的部分装入内存，暂时用不到的数据装入外存，就可以让程序开始执行，在程序执行过程中，当所访问的信息不在内存的时候，由操作系统负责将所需要的信息从外存调入内存，然后继续执行程序。

请求分页存储管理与基本分页存储管理的主要区别：

在程序执行过程中，当所访问的信息不在内存中，由操作系统负责将所需要的信息从外存调入内存，然后继续执行程序
若内存空间不够，由操作系统将内存暂时用不到的信息换出外存。

2.页表机制

状态位——

在基本的分页基础上增加几个表项
状态位：表示页面已经在内存中了。
访问字段：记录最近被访问过几次，或记录上次访问的时间，供置换算法选择换出页面参考
修改位：表示页面调入内存后是否被修改过，只有修改过的页面才需在置换时写回外存。
外存地址：页面在外存中存放的位置。

3.缺页中断机构：
找到页表项后检查页面是否在内存中，若没在内存中，产生缺页中断，缺页中断中需要将目标页面调入内存，有必要还要换出页面
缺页中断属于内中断，属于内中断中的“故障”，即可能被系统修复的异常，另一方面，一条指令在执行过程中可能产生多次缺页中断。

4.地址变换机构：找到页表项是需要检查页面是否在内存中，若页面不在内存中，还需要请求调页，若内存空间不够，还需要换出页面。

最佳置换算法：（OPT）

最佳置换算法：每次选择淘汰的页面将士以后用不使用，或者在最长时间内不再被访问的页面，这样可以保证最低的缺页率。

先进先出置换算法（FIFO）
每次选择淘汰的页面都是最早进入内存的页面的，所以实现的方法是：把调入内存的页面根据调入的先后顺序排成一个队列，需要换出页面的选择队头的页面即可。

二、页面分配、置换策略
驻留集：指请求分页存储管理中给进程分配的物理块的集合。
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
若驻留集。

2.3固定分配局部置换：系统为每个进程分配一定数量的物理块，在整个运行期间都不改变。若进程在运行中发生缺页，则只能在内存中的页面中选出一页换出，然后再调入需要的页面。这种策略的缺点是：很难在刚开始就确定为每个进程分配多少个物理块才合适。

2.4可变全局置换：刚开始会为每个进程分配一定数量的物理块，操作系统会保持一个空闲的物理块队列，当某个进程发生缺页的时候，从空闲的物理块中取出一定数量分配给该进程；若已无空闲物理块，则可选择一个未锁定的页面换出外存，仅当空闲物理块用完的时候，系统才选择一个未锁定的页面调出。被选择调出的页可能是系统中任何一个进程中的页，因此这个备选中的进程拥有的物理块会减少，缺页率会增加。

2.5可变分配局部置换：刚开始会为每个进程分配一定数量的物理块。当某个进程发生缺页的时候，只允许从该进程自己的物理块中选出换一个进程换出外存。如果进程在运行中频繁的缺页，系统会为该进程多分配几个物理块，直至该进程的缺页绿趋势适当程度；反之，如果进程在运行中缺页绿特别低，则可适当的减少对该进程的物理块。