请求分页存储管理方式
16存储管理5请求页式管理请求段式管理2
7
0
采用最佳置换算法，只发生了6次页面 置换，发生了9次缺页中断。缺页率=9/21
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2、先进先出页面置换算法（FIFO） 这是最早出现的置换算法，这种算 法总是淘汰最先进入内存的页面，选 择在内存中驻留时间最久的页面予以淘 汰。
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采用FIFO算法进行页面置换时的情况。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 7 0 1 2 0 3 0 4 2 3 0 3 2 1 2 0 1 1 7 0 1 7 7 0 7 2× 2 2 4× 4 4 0× 0 0 7× 7 7 0 0 3× 3 3 2× 2 2 1× 1 1 0× 0 1 1 1 0× 0 0 3× 3 3 2× 2 2 1× 3 4 5 6 7 8 9 10 11-13 14 15-18 19 20 21
次数减少；不同的计算机系统，有不同页面大小；
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（3）程序的编制方法
例：程序要把128×128的数组初值置“0”，数组 中每一个元素为一个字，假定页面大小为128个字， 数组中的每一行元素存放一页，能供该程序使用 的主存块只有1块。初始时第一页在内存； 程序编制方法1： 程序编制方法2： For j:=1 to 128 For i:=1 to 128 For i:=1 to 128 For j:=1 to 128 A[i][j]:=0; A[i][j]:=0; 按列：缺页中断次数： 按行：缺页中断次数 128-1 128×128－1
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D A D A C D B C + +
B B A D +
E E B A +
A B C D E E E C D D B B E C C A A B E E + +
操作系统原理试卷
操作系统原理试卷1、父进程创建子进程之后，父子进程间的关系是什么？答案：一个进程创建子进程之后，进程与产生的进程之间的关系是父子关系，分别成为进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行，子进程共享父进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行，子进程共享父进程的正文段和已经打开的文件。
2、简述文件、文件系统的概念答案：文件是具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的有序序列。
文件系统就是操作系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的的文件以及为实施文件管理所需的一些数据结构的总称。
3、简述作业调度的主要算法答案：作业调度的主要算法包括先来先服务调度算法，短作业优先调度算法，优先级调度算法和高响应比调度算法。
4、简述请求分页存储管理方式中三种内存分配策略的原理答案：固定分配局部置换为每个进程分配一组固定数目的物理块，在进程运行期间物理块数保持不变，当发生缺页中断且需要进行页面置换时，从自己进程的物理块中选择一个页面换出；可变分配全局置换，是先为每个进程分配一定数量的物理块，系统留空闲物理块，当发生缺页中断时，先从空闲物理块中选择空闲空间进行调入页面，当无空闲空间时，从所有内存中选择一个页面进行置换，此种方式会使发生缺页中断的进程物理块数增加，而调出页面的进程物理块数减少；可变分配局部置换，先为进程分配一定数量的物理块，系统预留空闲物理块，当进程发生缺页中断且需要进行页面置换时，从自己的物理块中选择页面换出，只有当某个进程的缺页率上升时，系统增加该进程的物理块数，反之，减少进程分配的物理块数。
5、简述段页式存储管理方式答案：段页式存储管理方式是对用户的逻辑地址空间先分段，再对每段划分成大小相等的页，而内存地址空间会按照页面大小划分成大小相等的物理块，段页式存储管理方式每个用户的进程会具有一张段表和一组页表。
6、简述有哪些程序链接方式答案：程序的链接方式主要包括静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接7、简述什么是快表以及快表的作用答案：基本的地址变换机构需要两次访问内存才能够访问到数据。
操作系统 复习 计算题
计算题：（很多重复的，看看同类型的怎么做就行了）（一）有一计算机系统采用如下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。
如果盘块从0开始编号，每个盘块的大小为1KB。
（12分）⑴现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。
⑵若要释放磁盘的第300块，应如何处理？0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15123456（二）在分页存储管理方式中，地址空间共32位。
问：可访问的内存空间的大小是多少？如果用12位表示页内地址，则系统的一个物理块有多大？一个进程最多能分多少个页？（8分）1、假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略,使用2KB的内存空间记录16384个磁盘的空闲状态（14分）(1)、请说明在上述条件如何进行磁盘块空闲状态的管理。
(2)、设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相临磁道间的平均移动的时间为1ms。
若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动，磁道号的请求队列为50，90，30，120对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？需要给出计算过程。
（二）在请求分页式存储管理方式中，假定系统为某进程分配了四个物理块，页的引用顺序为：7，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1，且采用固定分配局部算法，则若采用最佳置换算法、先进先出页面置换算法、LRU置换算法时分别产生多少次缺页中断？(6分)（一）假定有一个进程A，它的工作流程图如下所示，如果系统中进程只有三种状态（就绪、执行、阻塞），且进程被进程调度选中后就可投入运行，时间片q=200ms，请顺序列出其从开始到结束所经历的状态转化过程，并注明原因。
(6分)开始磁盘I/O请求磁带I/O请求打印请求结束计算250ms 计算50ms 计算200ms 计算150ms（二）设有一分页存储管理系统，向用户提供的逻辑地址空间最大为16页，每页2048字节，内存总共有8个存储块，试问逻辑地址至少应为多少位？内存空间多大？（6分）（三）有一计算机系统采用如下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。
第16讲 存储器管理之请求分页存储管理方式
第十六讲存储器管理之请求分页存储管理方式1 基本概述请求分页管理是建立在基本分页基础上的，为了能支持虚拟存储器而增加了请求调页功能和页面置换功能。
基本原理：地址空间的划分同页式；装入页时，可装入作业的一部分(运行所需)页即可运行。
2 请求分页的硬件支持为实现请求分页，需要一定的硬件支持，包括：页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。
2.1 页表机制作用：将用户地址空间的逻辑地址转换为内存空间的物理地址。
因为请求分页的特殊性，即程序的一部分调入内存，一部分仍在外存，因此页表结构有所不同。
如图：说明：（1）状态位P：指示该页是否已调入内存。
（2）访问字段A：记录本页在一段时间内被访问的次数或最近未被访问的时间。
（3）修改位M：表示该页在调入内存后是否被修改过。
若修改过，则换出时需重写至外存。
（4）外存地址：指出该页在外存上的地址。
2.2 缺页中断机构在请求分页系统中，每当所要访问的页面不在内存时，便产生缺页中断，请求OS将所缺的页调入内存。
缺页中断与一般中断的区别：（1）在指令执行期间产生和处理中断信号（2）一条指令在执行期间，可能产生多次缺页中断2.3 地址变换机构请求分页系统的地址变换机构。
是在分页系统地址变换机构的基础上，又增加了一些功能。
例：某虚拟存储器的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存16KB。
假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7，试将虚拟地址0A5C和093C 变换为物理地址。
解：虚拟地址为：页号（2^5=32）5位页内位移（1K =2^10=1024）10位物理地址为物理块号（2^4=16）4位因为页内是10 位，块内位移（1K =2^10=1024）10位虚拟地址OA5C对应的二进制为：00010 1001011100即虚拟地址OA5C的页号为2，页内位移为1001011100，由题意知对应的物理地址为：0100 1001011100即125C同理求093C。
第3章 存储管理(3)答案
第3章 内存管理(3)一、单项选择题1．虚拟存储技术是 。
A ．补充内存物理空问的技术B ．补充相对地址空间的技术C ．扩充外存空问的技术D ．扩充输入输出缓冲区的技术解：虚拟存储技术并没有实际扩充内、外存，而是采用相关技术相对的扩充主存。
本题答案为B 。
2．以下不属于虚拟内存特征的是 。
A ．一次性B ．多次性C ．对换性D ．离散性解：多次性、对换性和离散性都是虚拟内存的特征。
本题答案为A 。
3．虚拟内存的基础是 。
A ．局部性理论B ．代码的顺序执行C ．变量的连续访问D ．指令局部性解：虚拟内存的基础是局部性理论，包括程序执行的局部性和存储空间访问的局部性。
本题答案为A 。
4．实施虚拟存储器管理的依据是程序的 。
A ．局部性原 B ．动态性原理 C ．并发性原 D ．一致性原理 解：同上题说明。
本题答案为A 。
5．实现虚拟内存最主要的技术是 。
A ．整体覆盖 B ．整体对换 C ．部分对换 D ．多道程序设计解：虚拟存储器具有多次性、对换性和虚拟性，而内、外存数据交换(对换)是基础。
本题答案为C 。
6．虚拟存储器是 。
A ．可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间B ．可提高计算机运算速度的设备C ．容量扩大了的主存D ．实际上不存在的存储器解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，可以运行大于实际内存大 小的作业。
本题答案为A 。
7．若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为 字节。
A ．2GB B ．4GB C ．100KB D ．640KB解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=322B=4GB 。
本题答案为B 。
8．设主存容量为1MB ，外存容量为400MB ，计算机系统的地址寄存器有24位，那么虚存的最大容量是 。
A ．1MB B ．401MBC ．1MB+242 B D ．242 B解：虚拟存储器的最大容量是由计算机的地址结构确定的，其虚拟地址空间=242B 。
简述请求分页存储管理方式
简述请求分页存储管理方式请求分页存储管理方式是一种非常实用的存储管理方式，它可以将大量数据分成多页存储，从而增加系统的可扩展性和可维护性。
本文将分步骤阐述请求分页存储管理方式的实现过程。
1. 设计数据库表结构首先，我们需要设计出适合分页存储的数据库表结构。
通常，我们需要将数据表按照某种规则分成多个页面，每个页面中包含相同数量的数据。
例如，如果需要将1000条数据分成10页，那么每个页面应该包含100条数据。
2. 编写查询语句在设计好数据库结构之后，我们需要编写查询语句来查询数据并将其分页。
我们可以使用LIMIT关键字来限制查询结果的数量，并使用OFFSET关键字来指定从哪个位置开始查询。
例如，如果需要查询第2页的数据，那么我们可以使用以下SQL语句：SELECT * FROM table_name LIMIT 100 OFFSET 100;这将返回第101到第200条数据。
3. 编写分页控件分页控件是实现分页存储的重要组成部分。
它通常包含一个页面选择器和一个数据显示区域。
我们可以使用JavaScript和CSS来创建翻页效果和样式。
例如，我们可以使用以下代码创建一个简单的页面选择器：```<div class="pagination"><a href="#">1</a><a href="#">2</a><a href="#">3</a><a href="#">4</a><a href="#">5</a></div>```4. 实现异步加载异步加载是将页面动态加载到用户界面中的一种技术。
它可以大大提高页面加载速度和用户体验。
我们可以使用AJAX等技术来实现异步加载。
实验六请求分页存储管理
实验六：请求分页存储管理一．实验目的深入理解请求页式存储管理的基本概念和实现方法，重点认识其中的地址变换、缺页中断、置换算法等实现思想。
二．实验属性该实验为综合性、设计性实验。
三．实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四．实验要求本实验要求2学时完成。
本实验要求完成如下任务：（1）建立相关的数据结构：页表、页表寄存器、存储块表等；（2）指定分配给进程的内存物理块数，设定进程的页面访问顺序；（3）设计页面置换算法，可以选择OPT、FIFO、LRU等，并计算相应的缺页率，以比较它们的优劣；（4）编写地址转换函数，实现通过查找页表完成逻辑地址到物理地址的转换；若发生缺页则选择某种置换算法（OPT、FIFO、LRU等）完成页面的交换；（5）将整个过程可视化显示出来。
实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。
实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。
三、设计过程3.1算法原理分析OPT算法是未来最远出现，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出当前页面中在未来的访问页中最远出现的页面或再也不出现的页面。
FIFO算法是先进先出，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出最先进来的页面。
LRU算法是最近最久未使用，当当前内存中没有正要访问的页面时，置换出在当前页面中最近最久没有使用的页面。
3.2数据定义int length,num_page,count,seed; //length记录访问串的长度，num_page页面数，count记录缺页次数int result[20][30],order[30],a[10]; //result记录结果,order存储访问串,a存储当前页面中的值int pos1,flag1,flag2,flag3; //pos1位置变量，flag1等为标志变量 char result1[30]; //记录缺页数组 void opt() //最佳void fifo() //先进先出bool search(int n) //查找当前内存中是否已存在该页3.3流程图与运行截图图6.1 FIFO （）函数流程图;否是 是否 开始得到执行的指令指令是否在内存中最先存入指令被淘汰下面是否还有指令 结束得出命中率图2.2 OPT算法流程图四、小结本次课程设计目的是通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
请求分页存储管理设计
实验八请求分页存储管理设计一、虚拟存储器的相关知识：1.概述：虚拟存储器(Virtual Memory)：在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多，可寻址的“主存储器”。
虚拟存储区的容量与物理主存大小无关，而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。
作用：虚拟内存的作用内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。
为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。
举一个例子来说，如果电脑只有128MB物理内存的话，当读取一个容量为200MB的文件时，就必须要用到比较大的虚拟内存，文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存，等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后，跟着就会把虚拟内存里储存的文件释放到原来的安装目录里了。
下面，就让我们一起来看看如何对虚拟内存进行设置吧。
2.请求分页虚拟存储系统是将作业信息的副本存放在磁盘这一类辅助存储器中，当作业被调度投入运行时，并不把作业的程序和数据全部装入主存，而仅仅装入立即使用的那些页面，至少要将作业的第一页信息装入主存，在执行过程中访问到不在主存的页面时，再把它们动态地装入。
用得较多的分页式虚拟存储管理是请求分页（demand paging），当需要执行某条指令或使用某个数据，而发现它们并不在主存时，产生一个缺页中断，系统从辅存中把该指令或数据所在的页面调入内存。
3.替换算法：替换规则用来确定替换主存中哪一部分，以便腾空部分主存，存放来自辅存要调入的那部分内容。
常见的替换算法有4种。
随机算法用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。
先进先出先调入主存的页面先替换。
近期最少使用算法替换最长时间不用的页面。
最优算法替换最长时间以后才使用的页面。
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5.1 虚拟存储器概述
5.2 请求分页存储管理方式 5.3 页面置换算法
5.4 “抖动”与工作集
5.5 请求分段存储管理方式
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
硬件支持
请求分页系统的数据换入和换出的基本单位都是长度固定的页面，具有实现简单的优势。
需要请求分页页表机制、缺页中断机构和地址变换机构的支持。
1.页表机制
增加支持页面换入、换出的数据结构，其页表项如下：
页号物理块号状态位P 访问字段A 修改位M 外存地址
♋状态位：指示该页是否已被调入内存。
2.缺页中断机构
当所要访问的页面不在内存时，启动缺页中断，请求OS在程序中断期间将需要的页面调入内存。
♋缺页中断处理过程
۩保护现场、分析中断原因、转入缺页中断处理程
序、恢复现场。
♋特点
۩指令执行期间产生和处理中断信号。
۩指令执行时可能会产生多次缺页中断。
3.地址变换机构
Y
越界中断
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
内存物理块分配策略和分配算法
最小物理块数的确定
内存分配策略
♋固定分配局部置换
♋可变分配全局置换
♋可变分配局部置换
物理块分配算法
♋平均分配算法
♋按比例分配算法
♋考虑优先权的分配算法
最小物理块数的确定
保证进程运行所需的最小物理块数与其所在硬件结构相关，不同的指令格式、功能和寻址方式对物理块数的要求不同。
内存分配策略
内存可采用固定和可变两种策略进行分配，置换时有全局和局部置换，因此物理块的分配策略可分为：♋固定分配局部置换
۩根据进程类型或程序员要求，为进程分配固定数目的物理块，换
出时从本进程占有的页面中选择一页，难度在于物理块数不好事
先确定。
♋可变分配全局置换
۩进程获取的物理块数在运行过程中可以变化，换出时的页面可以
是内存中的任意一页，但可能会增加其他进程的缺页率。
♋可变分配局部置换
۩根据进程类型或程序员要求分配物理块，换出时只能从本进程占
有页面中选择，但若缺页中断经常产生，则为该进程多新增部分
页面，缺页中断发生频度下降。
物理块分配算法
平均分配算法
♋物理块平均分配给各进程，小进程浪费空间，大进程缺页率高。
根据进程大小按比例分配
按优先权分配
♋高优先权的进程获得的物理块多。
物理块分配算法
1) 平均分配算法
这是将系统中所有可供分配的物理块，平均分配给各个进程。
例如，当系统中有100个物理块，有5个进程在运行时，每个进程可分得20个物理块。
这种方式貌似公平，但实际上是不公平的，因为它未考虑到各进程本身的大小。
如有一个进程其大小为200页，只分配给它20个块，这样，它必然会有很高的缺页率；而另一个进程只有10页，却有10个物理块闲置未用。
物理块分配算法
这是根据进程的大小按比例分配物理块的算法。
如果
，则系统中各
物理块分配算法
3) 考虑优先权的分配算法
在实际应用中，为了照顾到重要的、紧迫的作业能尽快地完成，应为它分配较多的内存空间。
通常采取的方法是把内存中可供分配的所有物理块分成两部分：一部分按比例地分配给各进程；另一部分则根据各进程的优先权，适当地增加其相应份额后，分配给各进程。
在有的系统中，如重要的实时控制系统，则可能是完全按优先权来为各进程分配其物理块的。
5.2 请求分页存储管理方式
1
硬件支持
2
内存分配策略和分配算法
3
页面调入策略
页面调入策略
调入时机
♋预调页策略：主动地缺页调入策略。
在程序首
次调入时，选择预计不久会被访问的页面调入内存，其性能优劣取决于预测准确度。
♋请求调页策略：需要某页面时向OS提出请求，
调入的页一定会在短时间内被用到，但系统开销大，增加了I/O时间。
页面调入策略
调入来源
♋来自于对换区：对换区大的系统可直接将进程
的所有页面装入对换区，运行时直接从中高速置
换。
♋来自于文件区：页面的最初版本从文件区调入，若在运行时没有修改，置换时不必换出，直接覆
盖即可；反之，将修改过的页面换出到对换区，
需要时从对换区调入。
♋UNIX方式：未运行的页面从文件区，运行过的
页面从对换区。
缺页率
如果在进程的运行过程中，访问页面成功的次数为S，访问页面失败的次数为F，则进程总的页面访问次数为A=S+F，那么进程在其运行过程中的缺页率即为
f=F/A
通常，缺页率受到以下几个因素的影响：
①页面大小。
②所分配物理块的数目。
③页面置换算法。
④程序固有特性。